Этапы изготовления сверлильного станка своими руками

Сверлильная конструкция из электродвигателя

Устройство станка с электродвигателем

Подобные станки, отлично проявляют себя в роли стационарных инструментов. Чтобы, разобраться, как сделать сверлильный станок из электродвигателя, придется рассмотреть чертежи и вникнуть в сферу электрики.

Для станка, потребуется двухфазный двигатель, что значительно упростит подключение и расширит область применения агрегата. Подключается такой двигатель к фазовым и нулевым проводам. Неправильное подключение, повлияет лишь на направление вращения. Если, вращение будет в обратную сторону, то провода меняются местами, и проблема решена.

Изготавливая стационарную конструкцию для сверления, потребуется:

• мощный каркас для двигателя, который будет легко перемещаться по вертикальной линии;
• столешница, где будет закреплен по строгой вертикальной линии штифт;
• в роли штифта, можно взять рулевую рейку от автомобиля. Она будет служить готовым передвигающим двигатель приспособлением;
• приделать колесико для перемещения и приварить к рейке держатель двигателя.

Делать или покупать?

Электродрель это уже готовые привод, передача, шпиндель и патрон в моноблоке. Поставить его на каретку станка – и можно сверлить. По точности решение, вообще говоря, не оптимальное (см. далее), но во многих случаях приемлемое, зато избавляющее от необходимости заказывать дорогие точеные детали повышенной точности, см. ниже. Ввиду чего станины под установку дрели сейчас продаются разве что не на улице с лотков; цены доступные. Выбирая такую, чтобы сделать сверлильный станок из дрели, руководствуйтесь прежде всего режимом работы оборудования; от него зависит и цена:

• Эпизодическая сверловка/фрезеровка для себя с точностью какая получится – станина пластиковая литая или стальная штампованная. Механизм подачи рычажный с коленчатым рычагом (см. далее). Подшипники скольжения каретки (см. далее) сталь по стали или с капроновыми вкладышами. Цены – $20-$30.
• Регулярная сверловка для себя или на заказ с обычной машиностроительной точностью. Обрабатываемые материалы – до твердости и вязкости обычной конструкционной стали. Все то же, но подшипники скольжения сталь по стали (хуже) или с бронзовыми втулками, а станина – чугунная литая или (дороже) композитная также вибропоглощающая. Цены – $30-$40.
• Регулярная сверловка и фрезеровка любых поддающихся инструменту материалов с периодическими перегрузками инструмента и/или с повышенной точностью – подшипники скольжения только бронза по стали, станина чугунная. Механизм подачи зубчато-реечный (еще см. далее); консоль вибропоглощающая. Цены – $60-$180.

Выбираем станину

Станину для дрели (которые продавцы почему-то упорно именуют стойками) нужно выбирать не по производителю («китай» – не «китай»); сейчас на рынке и «немецкого китая» полно, не говоря уже об изделиях постсоветских государств. Нужно проверить конструкцию.

Первое – образцы с пластиковыми не капроновыми вкладышами подшипников скольжения отбраковываются однозначно: биение и увод сверла более чем на 0,5 мм появятся уже на 10-й – 20-й «дырке» и далее будут увеличиваться. Второе – люфт консоли. Берем ее за дальний конец, покачиваем вверх-вниз и в стороны при зажатом фиксаторе. Заметной «болтушки» быть не должно (тактильное чувство нетренированного человека ощущает биение 0,4-0,5 мм).

Далее – осмотр конструкции, см. рис. ниже. Для обычной сверловки подойдет показанная на поз. 1. Идеальный вариант – на поз. 2: цанговый зажим дрели, смещение колонны вбок уменьшает вибрацию консоли на порядок, а повернув ее вбок на 45 градусов, можно фрезеровать от руки с точностью «как умеешь» деталь на штатном не сдвижном столе, сняв пару креплений стола, т.к. при этом его смещение вручную относительно горизонтальной рабочей оси консоли будет линейным.

Как выбрать станину (стойку) для дрели

А вот образчик на поз. 3 не берите ни в коем случае. Во-первых, воротник его колонны низкий и ее крепление ненадежно. Во-вторых, продольные пазы под стол облегчают ручную фрезеровку «как получится», но, в отличие от диагональных, не гасят вибрации станины. Более того, они будут концентрироваться, где показано стрелками (прилив под колонну сделан слишком узким) и оттуда прямиком пойдут в колонну и стол.

Что дешевле?

Чертежи шпинделя настольного сверлильного станка

Допустим, цена на понравившуюся станину вас не устраивает. Или дрель если «ломовая», с ударным механизмом, бывшая в работе по строительным конструкциям и биение патрона видно на глаз. Тогда первым делом выясняем, если и в пределах досягаемости мастер, владеющий токарным станком повышенной точности (не грубее 0,02 мм). Что, между прочим, не факт – станок повышенной точности стоит очень дорого и на потоке расхожих заказов никогда не окупается. Но, положим, нашелся. Берем чертежик на рис. справа, идем к нему и спрашиваем, сможет ли он выточить это из стали не хуже 30ХГСА, и сколько возьмет за работу. «Это» – чертежи шпинделя настольной сверлилки. Остальные ее детали можно выточить на обычном станке, или найти в развалах на железном базаре либо у себя в хламе. Скорее всего, окажется, что купить станину + стол дешевле, а если прикинуть расходы на остальное, то, возможно, обрисуется и дрель повышенной точности. В продаже такие бывают; их можно узнать по отсутствию ударного механизма и воротнику специально для установки в станину: на него надета точеная стальная манжета.

Виды станков

Несмотря на самодельную сборку, каждый станок позволяет изготавливать широкий спектр деталей различной сложности и конфигурации. При правильном монтаже агрегата, он практически не будет уступать профессиональным заводским аналогам по точности и скорости работы.

Если же задействовать и дрель высокой мощности, рассчитанную на длительную бесперебойную эксплуатацию, то на таком станке возможно наладить и серийное производство или обработку разнообразных элементов.

Каждый вид станка предусматривает выполнение разных работ и имеет свои особенности.

Сверлильный

Сверлильный станок необходим для формирования отверстий в различных поверхностях – как плоских, так и многогранных элементах из дерева, металла, пластика, стекла. Диаметр отверстия и материал детали определяется типом используемого режущего элемента – сверла.

Принцип работы агрегата основан на том, что механизм, обеспечивающий крутящий момент режущего элемента (в нашем случае – дрель) располагается прямо перпендикулярно относительно обрабатываемой поверхности на специальной станине – закрепленном на стойке шпинделе. При опускании шпинделя сверло входит в поверхность и проделывает в ней отверстие.

Главное преимущество работы на станке перед ручной обработкой – отверстие получается более точным. Закрепленную дрель можно четко сфокусировать и направить в нужное место.

Токарный

Обработка деталей на токарном станке происходит за счет быстрых оборотов заготовки вокруг своей оси, которые обеспечиваются вращающимся от электродвигателя шпинделем, в данном случае – это патрон дрели. Режущий элемент подается вручную сбоку, перпендикулярно вращающейся заготовке, или же проникает внутрь, в зависимости от вида выполняемых работ.

Токарный станок используется для внутренней и наружной обработки металлических, деревянных или пластиковых деталей:

• нарезания резьбы;
• винторезных работ;
• подрезки и обработки торцов;
• зенкерования;
• развертывания;
• расточки.

Заготовка зажимается в станке между обеспечивающим крутящий момент элементом (насадкой в патроне дрели) и прижимной направляющей втулкой. Прижимная втулка размещается на специальных полозьях, и фиксируется в нужном положении гайкой. От длины полозьев будет зависеть размер заготовки, которую можно установить в агрегат.

Дрель же фиксируется в станине «намертво».

Фрезерный

Фрезерный станок используется для обработки металлических и деревянных заготовок с помощью фрезы – инструмента со специальными резцами, зубьями. Во время работы фреза, оборачиваясь вокруг своей оси, снимается с заготовки часть наружного слоя, придавая ей необходимую форму.

С помощью фрезы производят точильные и другие работы:

• резку;
• заточку;
• торцевание;
• зенкерование;
• развертку;
• нарезание резьбы;
• изготовление зубчатых колес.

Шлифовальный

При помощи шлифовального станка производят зачистку различных поверхностей, делая их гладкими. Также шлифовка помогает менять форму заготовки, придавать ей нужный конструкционный вид, например, в деревообрабатывающей версии оборудования.

В качестве шлифующего элемента, как правило, используется наждачная бумага. В патрон дрели зажимается специальная насадка, которая имеет шероховатую поверхность – шлифблок.

Существуют насадки, предусматривающие замену шлифующего материала – лист наждачной бумаги фиксируется на их плоскую рабочую поверхность при помощи специальных «липучек», расположенных с тыльной стороны.

Процесс шлифовки производится за счет обработки заготовки вращающейся в патроне дрели насадкой со шлифующим покрытием. Благодаря абразивному напылению на наждачной бумаге она снимает с обрабатываемой заготовки часть ее поверхности.

При изготовлении станка дрель зажимается и фиксируется в станине в одном положении, а заготовка подается вручную.

Устройство сверлилки

Для создания красивого изделия нужна хорошая фантазия, но только она может иметь границы из-за конструкции. Вообще история создания сверлильного станка очень большая, и насчитывает более 1000 лет.

Но как всем известно, что делалось раньше, может служить по сей день. Так, многие станки которым уже больше 100 лет, всё так же держат наивысшую точность сверления и используются мастерами.

Консоль представляет собой вычислительную систему, которая позволяет обработать деталь по точным размерам. Работа шпинделя осуществляется отдельным механизмом подачи.

Самый главный момент, который должен присутствовать в любом сверлильном станке – это отбойный механизм (отбойник). Он позволяет обезопасить самого мастера, и не испортить обрабатываемую деталь.

Механизм при резком отпускании срабатывает, и откидывает дрель резко вверх. В самодельный сверлильный станок своими руками обычно помещают простую тугую пружину.

Основные узлы

Независимо от сложности, обусловленной необходимостью решения тех или иных технических задач, каждый самодельный сверлильный станок содержит в своей конструкции следующие основные узлы:

• станина;
• электродвигатель;
• патрон для сверла;
• передаточный механизм;
• органы управления и измерительное оборудование.

Основным конструктивным элементом любого станочного оборудования является станина — массивный конструктивный узел, к которому крепятся все остальные детали. Как правило, в качестве станины используют массивную металлическую или деревянную плиту.

Патрон выполняет функцию держателя сверла, которое будет использовано в ходе сверления отверстий различных диаметров.

Электрический двигатель, получающий питание от бытовой сети, предназначен для создания вращающего момента и передачи его патрону через передаточный механизм.

Передаточный механизм позволяет уменьшать или увеличивать скорость вращения патрона при перестановке имеющегося в нем приводного ремня с одной пары шкивов на другую. Шкив для сверлильного станка можно взять от оборудования промышленного изготовления или сделать самостоятельно.

Измерительное оборудование представляет собой линейку, которая закреплена на вертикально движущейся части станка. При этом точка отсчета расположена на неподвижной части, а движущаяся совместно со сверлом вниз линейка указывает глубину высверливания глухого отверстия.

Сверла для мини станка

мини сверлильный станок с консолью

В большинстве случаев на таком оборудовании изготавливают микро платы для радиоприборов. Плата располагается на стеклотекстолите, разрушительном для сверл. Достаточно сделать не более ста отверстий и сверло необходимо точить или выбрасывать. Собственноручно заточить микро сверло диаметром 0,5 мм не представляется возможным. Существуют сверла из твердых сплавов, выдерживающих работу по стеклотекстолиту. Можно найти микро диаметры от 0,5 до 2 миллиметров, поперечник хвостовой части у всех стандартный — 2 мм. Такого сверла хватит на несколько тысяч микро отверстий. Но работать им нужно очень аккуратно, избегая боковых нажатий, которые моментально ломают хрупкий инструмент.

Видеоролики о том, как самому сделать мини сверлильный аппарат:

Металл или дерево?

Деревянный сверлильный «станок»-монстр

Начинающим всегда кажется, что работать по дереву легко и просто. Испорченная заготовка сгодится на мелкие поделки или топливо. Возможно, поэтому в последнее время наблюдается настоящее поветрие: самодельные станки с ответственными деревянными деталями. В результате на свет порой появляются монстры, которые, наверное, удивили бы и Архимеда, см. рис. справа. Однако вспомним: наилучшая достижимая точность на дереве +/– 0,5 мм. В металлообработке резанием наибольшая допустимая погрешность по умолчанию 0,375 мм (в Англии и США 0,397 мм = 1/64 дюйма). На этом вопрос об использовании дерева как основного конструкционного материала станка закрывается без обсуждения, что, мол, дерево к тому же на порядки легче металла деформируется, изнашивается и повреждается. Ну, а любителям глубокого внутреннего самоудовлетворения в изделиях – вольная воля за свои деньги и труды.

Сверлильные станки на основе асинхронного двигателя

Во многих домашних мастерских найдутся различные электродвигатели, сохранившиеся после выработки ресурса электроприборов. Для изготовления сверлильного станка наиболее подходящим будет асинхронный электродвигатель, который устанавливается на стиральных машинах барабанного типа.

Следует сказать, что конструкция подобного станка значительно сложнее выше рассмотренной конструкции с использованием электродрели. Помимо прочего, мотор от стиральной машины довольно тяжелый, что создает повышенную вибрацию и требует обязательной установки мошной стойки.

Для уменьшения вибрации следует расположить двигатель как можно ближе к стойке или подобрать довольно увесистую, мощную станину.

https://youtube.com/watch?v=sutcEOBWi54

Однако следует учесть, что при расположении двигателя близко к стойке, конструкция значительно усложняется, так как возникает необходимость установки шкивы с ременной передачей. При сборке следует по возможности, максимально точно подогнать все детали, так как от этого будет зависеть работоспособность станка.

Для изготовления конструкции шкивы потребуется:

1. Шестигранник
2. Стальное зажимное кольцо
3. Два подшипника
4. Два обрезка тонкой трубки, одна из которых с внутренней резьбой
5. Шестерня

Подвижную часть механизма можно изготовить из шестигранника, трубки соответствующего размера, зажимного кольца, подшипников, трубки с нарезной внутренней резьбой к которой будет крепиться патрон. Шестигранник является элементом передаточного механизма, на который надевается шкив.

Для обеспечения надежного соединения с шестигранником, на торцах трубки делаются глубокие надпилы. На трубку вбивается сжимающее кольцо и подшипники. Необходимо добиться того, чтобы элементы конструкции крепились друг к другу очень плотно, в противном случае, конструкция станет разрушаться от вибрации.

Для изготовления регулировочной системы станка потребуется труба с надпилами соответствующего размера и шестерня, зубья которой должны свободно проникать в надпилы на трубе. Чтобы не ошибиться с местами надпилов на трубе и их размером, следует на трубе раскатать пластилин и повести по ней шестерней. Длина трубы-лесенки должна соответствовать высоте, на которую необходимо поднимать патрон со сверлом. Ось с шестигранником впрессовывается в трубу с прорезями.

Описанная выше конструкция довольно сложна в исполнении, и, не будем лукавить, изготовить ее сумеет далеко не всякий. Поэтому, проще всего, при изготовлении станка с асинхронным двигателем, подобрать мощную стальную станину и собрать станок по аналогии с агрегатом с электродрелью. Правда, полностью избежать вибрации, в любом случае, не удастся, и рассчитывать на получение отверстий особо точного размера при использовании данного агрегата не приходится.

Безусловно, в этой статье указаны лишь общие принципы изготовления самодельных сверлильных станков, и она не может служить руководством к действию. Поэтому прежде чем приступить к сборке станка, рекомендуется ознакомиться с чертежами различных конструкций.

Помимо того, радиолюбителям, которые, как правило, высверливают в печатных платах отверстия крайне малого диаметра, рекомендуется собрать указанные конструкции в миниатюре, заменив электродрель микроэлектродвигателем. Вкупе с регулятором напряжения, микроэлектродвигатель позволит получать практически идеальные отверстия. Пример постройки такого станка можно увидеть ниже на фото.

Самодельный сверлильный станок на основе асинхронного двигателя.

Заменить дрель в самодельном станке можно асинхронным двигателем, например от старой стиральной машинки. Схема изготовления такого станка сложная, поэтому лучше если ее будет делать специалист с опытом токарных и фрезеровочных работ, сборки электросхем.

Схема и устройство станка на основе двигателя от бытовой техники.

Ниже приведены все чертежи, детали и их характеристики, и спецификация.

Общий чертеж сверлильного станка на основе двигателя.

Таблица всех деталей и материалов необходимых для изготовления станка своими руками.

Консоль привода для самодельного сверлильного станка.Четырёхручьевый блок ведущих приводных шкивов.Блок ведомых шкивов.Ограничительный стержень возвратной пружины.Разрезной хомут.Консоль шпиндельной головки.

Шпиндельная головка имеют свою базу – дюралюминиевую консоль и создает поступательное и вращательное движение.

Чертёж шпиндельной головки для самодельного сверлильного станка.

Материалы и детали необходимые для изготовления шпиндельной головки.

Шпиндель.Ходовая втулка.Стопор ходовой втулки.Стационарная втулка.Концевая переходная втулка.Сверлильная головка в собранном виде.Готовый самодельный сверлильный станок на основе двигателя от бытовой техники.

Подключение зависит от самого двигателя.

Простая электрическая схема  для заводского станка 2М112.

Самодельные настольные сверлильные станки

Однако не будем отвлекаться на описание всевозможных промышленных сверлильных установок, тем более что домашнего мастера, для кого и предназначена данная статья, едва ли заинтересуют тонкости конструкции универсального вертикального сверлильно-расточного автомата. А вот конструкция простейшего самодельного сверлильного станка, который можно собрать из подручного материала в домашних условиях, заинтересует всякого «рукастого» мастера.

Для выполнения сверлильных работ в домашних условиях, в большинстве случаев, достаточно иметь обычную электродрель.

Однако при выполнении работ, требующих большой точности или высверливания множества отверстий малого диаметра, что особо актуально для радиолюбителей при изготовлении печатных плат, потребуется сверлильный станок, так как электродрель не обеспечит ни должной точности, ни качества сверления.

Безусловно, сегодня в любом специализированном магазине продается множество моделей различных станков, в том числе, и сверлильных, предназначенных для использования в условиях домашних мастерских. Однако, стоимость у них немалая, и далеко не каждый может позволить себе подобную покупку, тем более что при наличии определенных навыков и желания простейший сверлильный станок можно изготовить самостоятельно.

Наиболее распространенными типами самодельных сверлильных станков являются:

• Сверлильные станки на основе электродрели
• Сверлилные станки на основе асинхронного двигателя от бытовых электроприборов

Рассмотрим в общих чертах технологию изготовления каждого из этих станков.

Изготовление своими руками сверлильного станка из рулевой рейки

Рулевая рейка от автомобиля очень хорошо используется как вертикальная стойка сверлильного станка. Её зубчатая поверхность приспособлена для работы механизма перемещения рабочей головки.

Штатный автомобильный механизм рулевого управления легко дорабатывается для решения задач перемещения в сверлильном станке.

Чертежи и схемы

Специфика чертежа в том, что конструкция привязана к конкретному изделию – к рулевой рейке с зубчатой поверхностью. Механизм перемещения изобретать не надо, его просто надо грамотно установить на рейку, выполняющую функцию основной стойки станка.

Изготовление станка с использованием асинхронного двигателя

Отсутствие в хозяйстве лишней электрической дрели — это не повод для того, чтобы отказываться от идеи сделать сверлильный станок своими руками. Для привода механизма вращения такого оборудования можно использовать любой электрический двигатель. Такие двигатели, которые раньше были установлены на различной технике, наверняка найдутся в гараже или мастерской любого домашнего умельца.

https://youtube.com/watch?v=sutcEOBWi54

Лучше всего для изготовления мини сверлильного станка подходят асинхронные двигатели, которыми оснащаются стиральные машины. Если у вас есть такой двигатель, вы можете уверенно применять его для изготовления домашнего сверлильного оборудования. Изготовить сверлильное оборудование с таким двигателем в домашних условиях несколько сложнее, чем с использованием дрели, зато и мощность такого станка будет намного выше.

Чтобы такой мини сверлильно-присадочный станок меньше вибрировал в процессе работы, необходимо устанавливать двигатель на мощное основание и располагать его как можно ближе к стойке

Но тут важно выдержать правильное расстояние, так как от него зависит удобство монтажа ременной передачи, за счет которой вращение от двигателя будет передаваться на сверлильную головку

Для того чтобы вы могли изготовить такой станок в домашних условиях, вам понадобятся следующие конструктивные элементы:

• шестерня;
• шестигранник, на который будет надеваться шкив;
• два подшипника;
• трубки в количестве двух штук, одна из которых обязательно должна быть с внутренней резьбой;
• зажимное кольцо, которое должно быть изготовлено из прочной стали.

Шестигранник также соединяется с металлической трубкой, подшипником и зажимным кольцом. Такое соединение должно быть очень надежным, чтобы полученный узел не разрушился в процессе работы.

Сверлильный станок с асинхронным двигателем

Механизм, необходимый для обеспечения подачи инструмента в таком мини станке, должен состоять из трубки, на которой предварительно делаются надпилы, и шестерни. Трубка будет передвигаться за счет соединения своих зубьев с данными надпилами. В эту трубку, высота которой должна соответствовать величине требуемой подачи инструмента, затем впрессовывается ось с шестигранником.

Пример сверлильного станка с асинхронным двигателем

Рассмотрим один из весьма серьезных вариантов самодельного сверлильного станка с асинхронным двигателем, сделанного явно не новичком. Немногие домашние мастера рискнуть взяться за воплощение такого проекта, но если, что называется, приспичит, то нет ничего невозможного.

Непростой в изготовлении самодельный станок с асинхронным двигателем

Вполне очевидно, что изготовить такой станок достаточно сложно, а еще сложнее затем обеспечить точность его работы. Поэтому оптимальным вариантом является использование электрической дрели для изготовления домашнего сверлильного станка.

Станок из асинхронного двигателя от стиральной машины

Естественно, двигатель можно взять не только от стиральной машины. Просто данный пример – самый распространенный в быту. Этот вариант самодельного станка для сверления позволит выполнять самые разные отверстия с высокой точностью, вплоть до микроотверстий.

Станок для сверления печатный плат.

Вес двигателя от холодильника значительно больше, чем вес дрели целиком, стол и стойка должны быть на порядок массивнее.

Для изготовления понадобятся следующие заготовки:

• шестерня;
• подшипники – две штуки;
• две трубки;
• стальное зажимное кольцо;
• специальный шестигранник для шкива.

Стальное кольцо соединяется с двумя подшипниками, шестигранником и металлической трубкой, образуя надежный узел. Главным механизмом в таком станке являются шестерни и трубка с надпилами. Движение трубки происходит за счет соединения зубьев шестерни с надпилами. Шестигранник своей осью должен вписываться в трубку.

Описанная схема сложная и далеко не всем по силам. Оптимальным способом будет изготовление агрегата с асинхронным двигателем полностью по аналогии с самодельными станками из дрели. Единственным негативным нюансом будет его значительная вибрация во время работы.