Водяное отопление в гараже: особенности, требования и способы подключения своими руками

Как сделать водяное отопление в гараже своими руками?

Водяное отопление гаража считается одним из наиболее эффективных и экономичных способов повышения комфортности помещения. Расскажем, как сделать отопление своими руками. Порядок монтажа.

Зимой у многих владельцев машин возникают сложности с уходом за техникой. Из-за недостаточного прогрева гаража отвердевают и теряют подвижность смазки, автомобиль с трудом заводится, а ремонт становится мукой. Решить проблемы низкой температуры поможет качественная теплоизоляция и монтаж обогревательной системы. Водяное отопление гаража считается одним из наиболее эффективных и экономичных способов повышения комфортности помещения.

Особенности водяного отопления

Сложность обустройства теплого гаража обусловлена непостоянством работы отопительной системы. При продолжительном отключении в сильные морозы трубопровод может лопнуть из-за замерзания в нем теплоносителя. Это влечет неизбежную замену неисправных участков и дополнительные расходы.

Основная особенность водяного отопления — нагрев помещения только до 8-12°С. Такой температуры хватает для прогрева автомобиля, предотвращения застывания смазки и выполнения мелкого ремонта в комфортных условиях.

Несмотря на очевидные плюсы теплого гаража, имеется и минус — забившиеся в днище и стенки машины снег и наледь в тепле начнет таять, провоцируя появление коррозионных процессов. Выход есть: включение котла только при выполнении ремонта автомобиля, а для предотвращения повреждения труб — добавление в воду антифриза.

Водяное отопление в гараже

Требования к отоплению

При организации водяного отопления нужно учесть такие моменты, непосредственно касающиеся здания:

Теплоизоляция. Обогрев бесполезен, если стенки строения холодные. Теплый воздух не будет удерживаться внутри.
Герметичность. Устранение сквозняков значительно повышает эффективность обогрева. Слишком интенсивная циркуляция воздушных масс приводит к быстрому остыванию гаража, увеличению расхода топлива.
Надежность основания. Здание должно располагаться на фундаменте либо как минимум на стяжке. Зимой холод поступает еще и от земли, цементный слой снижает выстуживание.

Эти требования следует учесть еще на этапе возведения гаража. Если отопление планируется организовать для уже готового объекта, то необходимо приложить максимум усилий к утеплению конструкции.

Отопительный контур проектируется в соответствии с такими требованиями:

Безопасность. Обязательно отсутствие открытого огня, минимизация риска взрыва или попадания в помещение угарного газа.
Автоматизация. Для безопасного и удобного пользования, в схеме нужно предусмотреть функцию автоматической поддержки рабочих параметров.
Независимость. Требование относится к системам, использующим для нагрева воды электроэнергию. Скачки напряжения в сети не должны создавать сбои в работе оборудования.
Экономичность. Даже самую надежную отопительную систему нельзя отнести к удачным, если эксплуатация ее приводит к большому расходу топлива. В гараже не требуется прогревание воздуха до температур, принятых для жилого дома. Хватит и 8-12°С.

Если гараж рядом с домом

Проживающие в частных домах автовладельцы нередко строят гараж недалеко от дома или стена к стене с ним. В таком случае оптимальной будет схема подсоединения объекта к уже построенной магистрали, запитанной от центрального котла.

Система отопления гаража от домашнего котла

Такой способ приемлем, если гараж находится от дома на удалении не более 40 м. В противном случае придется устраивать ответвление слишком большой протяженности, что не выгодно экономически и чревато значительными теплопотерями.

Если по каким-то причинам подключение к центральному котлу невозможно, придется заняться установкой отдельного отопителя. В гараже с большой площадью для установки котла можно выделить место в углу. Для небольших построек выход из положения — сооружение пристройки.

Способы подключения

В гараже возможна реализация двух способов отопления:

однотрубного;
двухтрубного.

Однотрубная система

В однотрубной системе теплоноситель по очереди проходит по всем радиаторам и приходит обратно в котел. Такой способ выгоден за счет небольших расходов на приобретение труб, простоты монтажных работ и высокой эффективности.

Однотрубная система отопления

При однотрубном способе отопления скорость прогрева батарей различна и понижается от ближайшего к котлу прибора к дальнему. Неравномерность прогрева ощущается в двухэтажных постройках, в одноэтажных гаражах эта особенность не вызовет проблем.

Двухтрубная система

Для обогрева гаражей большой площади эффективно применение двухтрубной системы. Подающая труба подключается отдельно к каждому радиатору. Отработанная вода по «обратке» поступает в общий трубопровод и перемещается обратно в котел.

В итоге воздух в гараже нагревается равномерно независимо от места установки радиаторов. Недостаток такой системы — большая общая протяженность трубопроводов, расходы на приобретение запорной арматуры, сложность монтажа.

Двухтрубная система отопления

Монтаж системы

Для организации водяного отопления потребуются:

котел;
чугунные либо биметаллические радиаторы;
трубы;
крепежная фурнитура;
слесарные инструменты.

Выбор котла

Перед тем, как приступать к работам, нужно выбрать отопительное оборудование.

Газовый котел — эффективный и экономичный вариант, но его установка возможна не всегда. Для монтажа газового оборудование нужно получить множество справок и разрешительных документов.

Установка электрического котла считается лучшим решением для хорошо утепленных капитальных строений. В гаражах с плохой теплоизоляцией потребление электроэнергии возрастает. Поддержание постоянной плюсовой температуры в итоге обойдется очень дорого. Но в плане безопасности, надежности и возможностей автоматизации электрокотлы вне конкуренции.

К низкобюджетным способам отопления относятся жидкотопливные котлы. Недостаток — обустройство специального места для хранения мазута или отработанных масел. Требуется создание запаса из бочек и канистр, что небезопасно.

Как самый доступный вариант можно рассматривать отопительное оборудование на твердом топливе (дровах, щепе, угле, брикете). Его преимущества:

Экономичность. Стоимость котла и топлива невысоки. Дрова или уголь приобрести не проблема, особенно в сельской местности.
Простота монтажа. Для размещения оборудования не требуется приглашение специалиста, все работы можно выполнить самостоятельно.
Высокая эффективность.

Водяное отопление от твердотопливного котла

Недостатком твердотопливных котлов можно назвать неудобства, возникающие при эксплуатации. Требуется периодически подкладывать в камеру сгорания новые партии топлива.

Организация водяного отопления с помощью буржуйки возможно только для зданий площадью до 30 м2. Для строений большей площади необходима установка полноценного мощного котла.

Расчет количества радиаторов

Количество батарей и секций в них определяется по отапливаемой площади гаража. Расчет выполняется по стандартной формуле: на 1 м2 должно приходиться 100 Вт тепловой энергии. Для небольшого гаража площадью 20 квадратов потребуется 100х20=2000 Вт. Одна секция чугунных радиаторов имеет теплоотдачу 120 Вт. Для отопления потребуется 2000/120=17 секций.

Формула корректна для жилых помещений. Так как гараж прогревать до 20°С не требуется, полученное значение можно смело разделить на 2. Таким образом, для обогрева строения потребуется не 17, а 8 или 9 секций.

Отопление чугунными радиаторами

Трубы

Диаметр труб стояков и отводов к радиаторам следует подобрать на этапе проектирования.

Чем больше сечение стояка, тем больший объем теплоносителя войдет в систему и, соответственно, отопление будет более эффективным. С другой стороны, повысится и потребление твердого топлива или электроэнергии. Основная задача при подборе диаметра труб — нахождение оптимального баланса между требуемой температурой в гараже и расходом топлива.

Для обустройства системы отопления в гараже используются те же виды труб, что и для дома:

стальные;
пластиковые.

Отопительная система из пластиковых труб

Прямые участки трубопроводов располагают под небольшим уклоном для свободной циркуляции теплоносителя.

Расширительный бак

Расширительный бачок предназначен для:

Компенсации теплового расширения теплоносителя при повышении температуры. Защищает оборудование котельной при увеличении давления в системе — без бачка тепловая энергия ищет пути для выхода, провоцируя появление протечек в уязвимых местах.
Защиты системы от гидравлического удара, компенсации избытка давления.

Расширительный бак (красного цвета)

Бак можно приобрести в магазине или изготовить самостоятельно из любых подходящих по размеру пластиковых емкостей либо металлических канистр. Главное — наличие вверху отверстия для наполнения.

Бачок устанавливается в нижней точке системы отопления на высоте до 0,5 м от уровня пола.

Порядок монтажа

Сборка элементов водяного отопления в единую систему осуществляется в таком порядке:

Выполнение расчетов, приобретение оборудования и материалов.
Определение места для размещения котла. Заливка фундамента, укладка листа металла. Установка отопителя.
Монтаж расширительного бачка.
Закрепление радиаторов. Для фиксирования на стенах используются усиленные дюбели. Между батареей и стеной оставляется зазор в 5-7 см, отступ от пола принимается в пределах 10-15 см для свободной циркуляции воздуха.
Протяжка трубопровода. Для сборки металлических труб используется сварочный аппарат либо фитинги. Полипропиленовые трубы соединяются посредством спайки специальным нагревательным прибором.
Заливка теплоносителя, добавление антифриза, препятствующего замерзанию воды при сильных морозах.
Тестовый пуск системы, проверка нагрева радиаторов, поиск протечек и иных возможных неисправностей.

Обустройство системы водяного отопления гаража позволяет ремонтировать автомобиль в комфортных условиях независимо от погоды. Тем более, что все работы можно выполнить самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов. Для этого не потребуется много времени, сил и средств.

Рекомендуем видео о водяном отоплении в гараже:

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 12.07.2020

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Зачем нужно отопление в гараже и как его устроить своими руками

Необходимость отопления гаража, без всякого сомнения, актуальна для всех, и особенно для северных, районов. Кроме комфортных условий для работы и отдыха, оно продлит жизнь хранящегося здесь автомобиля.

Устройство отопления гаража своими руками

Тёплое помещение для автомобиля нужно не только для его сохранности, но и для улучшения условий эксплуатации и качественного выполнения ремонтно- профилактических работ.

Чем обусловлена необходимость отопления в гараже

Поводами для устройства отопления в гараже могут служить такие обстоятельства:

Облегчённый запуск и качественный прогрев двигателя автомобиля в холодное время года. При запуске в мороз на первых минутах работы масло в двигателе, будучи холодным и густым, недостаточно хорошо смазывает трущиеся детали.
Удобство выполнения профилактического осмотра автомобиля. В помещении с температурой ниже нуля долго пребывать и тем более качественно выполнять необходимые мероприятия практически невозможно.
Необходимость самостоятельного проведения ремонтных работ. При самостоятельном ремонте часто требуется выполнение отдельных операций голыми руками. В морозную погоду это чревато серьёзными повреждениями кожных покровов рук.

Читайте также: Теплообменник на дымоход

Для многих домашних мастеров гараж служит не только помещением для хранения автомобиля, но и мастерской, в которой они реализуют свои замыслы.

Гараж может использоваться не только для хранения автомобиля, но и для устройства мастерской

Какой вариант отопления выбрать

На каком варианте теплового агрегата остановиться зависит, прежде всего, от степени доступности топлива. Это может быть:

Устройство газового отопления также предполагает наличие в гараже приточной и вытяжной вентиляции.

Для отопления гаража, не подключённого к газовой магистрали, можно использовать тепловую пушку

Для отопления гаража часто используют дровяные печи-буржуйки

Обогрев гаража удобно производить самодельной печью на дармовом жидком топливе — отработанном масле

Для отопления гаража очень часто применяются электрические котлы даже самостоятельного изготовления

Система решёток, расположенных по по внешнему контуру гаража, может дать до 50% необходимой тепловой энергии даже в не самый солнечный день

В условиях гаража одним из лучших решений представляется устройство тёплого пола с любым нагревательным элементом, включая водяной, электрический или инфракрасный.

Пошаговые инструкции по устройству отопления в гараже

Устройство обогрева помещения гаража ничем не отличается от аналогичной операции для основного жилища. Чтобы была такая возможность, над подвальным помещением устанавливается перекрытие из профнастила, назначение которого — быть опалубкой для заливки перекрытия бетоном.

Тёплый пол

Теплоносителем для водяного пола является жидкость, циркулирующая по металлическим или пластиковым трубам. Монтаж вторых проще и быстрее.

Материалы и инструменты для устройства водяного тёплого пола

Для выполнения этой работы понадобятся:

Сетка арматурная с ячейкой 50х50 или 100х100 мм из стальной проволоки или стеклопластика.
Проволока вязальная для соединения секций сетки и закрепления греющей трубы на ней.
Труба пластиковая в качестве греющего элемента. Стыки под стяжкой не допускаются. При расчёте потребности в трубе нужно учитывать, что расстояние между витками составляет 50 см, а дистанция до стены — не менее 30 см. Греющие элементы необходимо укладывать двумя контурами по обеим сторонам проёма смотровой ямы.
Строганая доска толщиной 25 мм для устройства ограждения смотровой ямы.
Бруски деревянные сечением 50х50 мм для устройства маяков перед началом заливки. Могут также использоваться круглые или профильные трубы, уголки и другие профили.
Кельма и правило для укладки и выравнивания стяжки.
Ёмкости для приготовления бетонной смеси и доставки её к месту заливки.
Плёнка полиэтиленовая для устройства гидроизоляции и укрытия поверхности стяжки по окончании заливки.
Утеплитель листовой для термоизоляции перекрытия.
Лента демпферная для прокладки по периметру стен гаража.
Цемент марки 400, песок, щебень, лопаты.

Для устройства пола со стержневыми электронагревателями под плитку кроме указанных выше изолирующих материалов ещё понадобятся:

Плитка напольная.
Клей плиточный, специального назначения для укладки финишного покрытия по нагревателям.
Плиткорез.
Уровень строительный.
Киянка эластичная.
Мастерок.
Ёмкость для размешивания сухой клеевой смеси.
Шпатели, в том числе зубчатый и резиновый.
Затирка.
Губка для очистки плиток в процессе укладки.

Укладка тёплого пола в гараже

Технология устройства перекрытия с тёплым полом выглядит следующим образом:

Если в качестве опалубки используется профлист, пол будет прочным и надёжным

Перед заливкой бетона на поверхности основания по уровню выставляются маяки

Фольгированный материал на бетонной стяжке работает как отражатель тепла

Трубы отопления закрепляются на арматурной сетке при помощи монтажных хомутов

Стяжка под финишный пол выполняется с тщательным выравниванием поверхности с учётом нагрузок, которые она должна выдерживать при заезде автомобиля

Очевидно, что нагрев пола происходит не трубами, а опосредовано, через лицевую бетонную стяжку. Следует учитывать, что при температуре поверхности пола более 30 o C конвекционные потоки тёплого воздуха усиливаются настолько, что поднимают пыль в воздух. Поэтому нужно контролировать степень нагрева поверхности и не допускать чрезмерного повышения температуры. В противном случае придётся дышать пылью. Эта закономерность распространяется на все способы устройства тёплого пола.

Если для устройства тёплого пола используются любые другие нагреватели, поверх черновой стяжки необходимо дополнительно выполнить нивелирующую, поскольку для тепловых матов, стержневого пола или инфракрасных излучателей необходима идеально ровная поверхность. В противном случае они быстро выходят из строя. В этом случае понадобится жёсткое финишное покрытие. Например, при использовании стержневого или кабельного нагревательного мата для финишного покрытия можно использовать надёжную кафельную или керамогранитную плитку, укладываемую непосредственно на греющие маты с использованием специального плиточного клея.

При использовании инфракрасного или стержневого тёплого пола поверхность нужно отделывать жёстким покрытием, например, плиткой

Следует отметить, что возможность использования тёплого пола в качестве основного источника отопления зависит от качества утепления стен и потолка, т. е. от потерь тепла в наружное пространство. Если они минимальны, вполне можно обойтись таким устройством, учитывая, что комфортная температура для пребывания человека в помещении составляет 22–28 o C.

Видео: тёплый пол в гараже своими руками

Газовые нагревательные устройства

Для отопления помещения гаража можно использовать стандартные газовые котлы. Однако домашние мастера давно научились использовать этот вид топлива по-своему. Например, подключение небольшой газовой горелки с радиатором от старого холодильника позволяет получить достаточное количество тепла. Для этого горячая вода пропускается через радиатор автомобиля, за которым устанавливается несколько низковольтных вентиляторов. Если присовокупить к этому подключение через аккумулятор, установка становится энергетически независимой. Она будет работать даже при отключении электричества. Запрет располагать баллоны с газом в помещении гаража легко преодолевается их установкой непосредственно у стены снаружи гаража в металлическом шкафу из подручных материалов. Вообще, отопление помещений природным газом считается нерентабельным при площади до 100 м 2 . Но описанная конструкция позволяет отапливать гараж в течение месяца одним баллоном.

Самодельный фрезерный станок с ЧПУ: собираем своими руками

Зная о том, что фрезерный станок с ЧПУ является сложным техническим и электронным устройством, многие умельцы думают, что его просто невозможно изготовить своими руками. Однако такое мнение ошибочно: самостоятельно сделать подобное оборудование можно, но для этого нужно иметь не только его подробный чертеж, но и набор необходимых инструментов и соответствующих комплектующих.

Обработка дюралевой заготовки на самодельном настольном фрезерном станке

Решившись на изготовление самодельного фрезерного станка с ЧПУ, имейте в виду, что на это может уйти значительное количество времени. Кроме того, потребуются определенные финансовые затраты. Однако не побоявшись таких трудностей и правильно подойдя к решению всех вопросов, можно стать обладателем доступного по стоимости, эффективного и производительного оборудования, позволяющего выполнять обработку заготовок из различных материалов с высокой степенью точности.

Чтобы сделать фрезерный станок, оснащенный системой ЧПУ, можно воспользоваться двумя вариантами: купить готовый набор, из специально подобранных элементов которого и собирается такое оборудование, либо найти все комплектующие и своими руками собрать устройство, полностью удовлетворяющее всем вашим требованиям.

Инструкция по сборке самодельного фрезерного станка с ЧПУ

Ниже на фото можно увидеть сделанный собственными руками фрезерный станок с ЧПУ, к которому прилагается подробная инструкция по изготовлению и сборке с указанием используемых материалов и комплектующих, точными «выкройками» деталей станка и приблизительными затратами. Единственный минус — инструкция на английском языке, но разобраться в подробных чертежах вполне можно и без знания языка.

Фрезерный станок с ЧПУ собран и готов к работе. Ниже несколько иллюстраций из инструкции по сборке данного станка

Подготовительные работы

Если вы решили, что будете конструировать станок с ЧПУ своими руками, не используя готового набора, то первое, что вам необходимо будет сделать, — это остановить свой выбор на принципиальной схеме, по которой будет работать такое мини-оборудование.

Схема фрезерного станка с ЧПУ

За основу фрезерного оборудования с ЧПУ можно взять старый сверлильный станок, в котором рабочая головка со сверлом заменяется на фрезерную. Самое сложное, что придется конструировать в таком оборудовании, — это механизм, обеспечивающий передвижение инструмента в трех независимых плоскостях. Этот механизм можно собрать на основе кареток от неработающего принтера, он обеспечит перемещение инструмента в двух плоскостях.

К устройству, собранному по такой принципиальной схеме, легко подключить программное управление. Однако его основной недостаток заключается в том, что обрабатывать на таком станке с ЧПУ можно будет только заготовки из пластика, древесины и тонкого листового металла. Объясняется это тем, что каретки от старого принтера, которые будут обеспечивать перемещение режущего инструмента, не обладают достаточной степенью жесткости.

Облегченный вариант фрезерного станка с ЧПУ для работы с мягкими материалами

Чтобы ваш самодельный станок с ЧПУ был способен выполнять полноценные фрезерные операции с заготовками из различных материалов, за перемещение рабочего инструмента должен отвечать достаточно мощный шаговый двигатель. Совершенно не обязательно искать двигатель именно шагового типа, его можно изготовить из обычного электромотора, подвергнув последний небольшой доработке.

Применение шагового двигателя в вашем фрезерном станке даст возможность избежать использования винтовой передачи, а функциональные возможности и характеристики самодельного оборудования от этого не станут хуже. Если же вы все-таки решите использовать для своего мини-станка каретки от принтера, то желательно подобрать их от более крупногабаритной модели печатного устройства. Для передачи усилия на вал фрезерного оборудования лучше применять не обычные, а зубчатые ремни, которые не будут проскальзывать на шкивах.

Узел ременной передачи

Одним из наиболее важных узлов любого подобного станка является механизм фрезера. Именно его изготовлению необходимо уделить особое внимание. Чтобы правильно сделать такой механизм, вам потребуются подробные чертежи, которым необходимо будет строго следовать.

Чертежи фрезерного станка с ЧПУ

Чертеж №1 (вид сбоку)

Чертеж №2 (вид сзади)

Чертеж №3 (вид сверху)

Приступаем к сборке оборудования

Основой самодельного фрезерного оборудования с ЧПУ может стать балка прямоугольного сечения, которую надо надежно зафиксировать на направляющих.

Несущая конструкция станка должна обладать высокой жесткостью, при ее монтаже лучше не использовать сварных соединений, а соединять все элементы нужно только при помощи винтов.

Узел скрепления деталей рамы станка посредством болтового соединения

Объясняется это требование тем, что сварные швы очень плохо переносят вибрационные нагрузки, которым в обязательном порядке будет подвергаться несущая конструкция оборудования. Такие нагрузки в итоге приведут к тому, что рама станка начнет разрушаться со временем, и в ней произойдут изменения в геометрических размерах, что скажется на точности настройки оборудования и его работоспособности.

Сварные швы при монтаже рамы самодельного фрезерного станка часто провоцируют развитие люфта в его узлах, а также прогиб направляющих, образующийся при серьезных нагрузках.

Установка вертикальных стоек

Во фрезерном станке, который вы будете собирать своими руками, должен быть предусмотрен механизм, обеспечивающий перемещение рабочего инструмента в вертикальном направлении. Лучше всего использовать для этого винтовую передачу, вращение на которую будет передаваться при помощи зубчатого ремня.

Важная деталь фрезерного станка – его вертикальная ось, которую для самодельного устройства можно изготовить из алюминиевой плиты. Очень важно, чтобы размеры этой оси были точно подогнаны под габариты собираемого устройства. Если в вашем распоряжении есть муфельная печь, то изготовить вертикальную ось станка можно своими руками, отлив ее из алюминия по размерам, указанным в готовом чертеже.

Узел верхней каретки, размещенный на поперечных направляющих

После того как все комплектующие вашего самодельного фрезерного станка подготовлены, можно приступать к его сборке. Начинается данный процесс с монтажа двух шаговых электродвигателей, которые крепятся на корпус оборудования за его вертикальной осью. Один из таких электродвигателей будет отвечать за перемещение фрезерной головки в горизонтальной плоскости, а второй — за перемещение головки, соответственно, в вертикальной. После этого монтируются остальные узлы и агрегаты самодельного оборудования.

Финальная стадия сборки станка

Вращение на все узлы самодельного оборудования с ЧПУ должно передаваться только посредством ременных передач. Прежде чем подключать к собранному станку систему программного управления, следует проверить его работоспособность в ручном режиме и сразу устранить все выявленные недостатки в его работе.

Посмотреть процесс сборки фрезерного станка своими руками можно на видео, которое несложно найти в интернете.

Шаговые двигатели

В конструкции любого фрезерного станка, оснащенного ЧПУ, обязательно присутствуют шаговые двигатели, которые обеспечивают перемещение инструмента в трех плоскостях: 3D. При конструировании самодельного станка для этой цели можно использовать электромоторы, установленные в матричном принтере. Большинство старых моделей матричных печатных устройств оснащались электродвигателями, обладающими достаточно высокой мощностью. Кроме шаговых электродвигателей из старого принтера стоит взять прочные стальные стержни, которые также можно использовать в конструкции вашего самодельного станка.

Закрепление шагового двигателя на верхней каретке

Чтобы своими руками сделать фрезерный станок с ЧПУ, вам потребуются три шаговых двигателя. Поскольку в матричном принтере их всего два, необходимо будет найти и разобрать еще одно старое печатное устройство.

Окажется большим плюсом, если найденные вами двигатели будут иметь пять проводов управления: это позволит значительно увеличить функциональность вашего будущего мини-станка. Важно также выяснить следующие параметры найденных вами шаговых электродвигателей: на сколько градусов осуществляется поворот за один шаг, каково напряжение питания, а также значение сопротивления обмотки.

Для подключения каждого шагового двигателя понадобится отдельный контроллер

Конструкция привода самодельного фрезерного станка с ЧПУ собирается из гайки и шпильки, размеры которых следует предварительно подобрать по чертежу вашего оборудования. Для фиксации вала электродвигателя и для его присоединения к шпильке удобно использовать толстую резиновую обмотку от электрического кабеля. Такие элементы вашего станка с ЧПУ, как фиксаторы, можно изготовить в виде нейлоновой втулки, в которую вставлен винт. Для того чтобы сделать такие несложные конструктивные элементы, вам понадобятся обычный напильник и дрель.

Электронная начинка оборудования

Управлять вашим станком с ЧПУ, сделанным своими руками, будет программное обеспечение, а его необходимо правильно подобрать. Выбирая такое обеспечение (его можно написать и самостоятельно), важно обращать внимание на то, чтобы оно было работоспособным и позволяло станку реализовывать все свои функциональные возможности. Такое ПО должно содержать драйверы для контроллеров, которые будут установлены на ваш фрезерный мини-станок.

В самодельном станке с ЧПУ обязательным является порт LPT, через который электронная система управления и подключается к станку. Очень важно, чтобы такое подключение осуществлялось через установленные шаговые электродвигатели.

Схема подключения униполярных шаговых электродвигателей для 3-х координатного станка с ЧПУ (нажмите для увеличения)

Выбирая электронные комплектующие для своего станка, сделанного своими руками, важно обращать внимание на их качество, так как именно от этого будет зависеть точность технологических операций, которые на нем будут выполняться. После установки и подключения всех электронных компонентов системы ЧПУ нужно выполнить загрузку необходимого программного обеспечения и драйверов. Только после этого следуют пробный запуск станка, проверка правильности его работы под управлением загруженных программ, выявление недостатков и их оперативное устранение.

Все вышеописанные действия и перечисленные комплектующие подходят для изготовления своими руками фрезерного станка не только координатно-расточной группы, но и ряда других типов. На таком оборудовании можно выполнять обработку деталей со сложной конфигурацией, так как рабочий орган станка может перемещаться в трех плоскостях: 3d.

Ваше желание своими руками собрать такой станок, управляемый системой ЧПУ, должно быть подкреплено наличием определенных навыков и подробных чертежей. Очень желательно также посмотреть ряд тематических обучающих видео, некоторые из которых представлены в данной статье.

Как сделать ЧПУ фрезер своими руками

ЧПУ фрезер своими руками – чертежи, технология изготовления

Итак, предлагаем поговорить о том, как сделать своими руками ЧПУ фрезер – подробности процесса, обзор требуемых наборов и комплектов, а еще общий опыт мастеров, которые уже это делали. Давайте откроем секреты сборки станка собственноручно. Итак, вы решили изготовить своими руками фрезерный ЧПУ станок, или, может быть, вы просто над этим лишь задумывались и не знаете, с чего начинать работы?

Есть огромное количество достоинств в наличии машины с ЧПУ. Станки домашнего типа могут произвести фрезерование и разрезать практически все виды материалов. Будь вы мастер или любитель, это будет открывать вам большой горизонт для творчества.

Сам факт, что один из станков может оказаться в личной мастерской, еще больше соблазнителем.

Общие сведения

Есть огромное количество причин, по которым люди желают построить собственный фрезеровальный станок, имеющий числовое программное управление, своими руками. Как правило, это происходит лишь по той причине, что мы просто не способны позволить приобрести себе его в магазине или напрямую от производителя, и в этом нет ничего странного, потому что их стоимость крайне велика. Или же вы можете быть похожи на домашних мастеров и получить множество удовольствия от проделанной своими руками работы и создания чего-то невероятного, оригинального. Вы можете просто заниматься таким для получения опыта в деле машиностроения.

Когда мастера начали впервые разрабатывать, продумывать и изготавливать первый ЧПУ фрезеровальный станок своими руками, на подготовку проекта ушел приблизительно 1 день. Далее, после этого пришлось покупать элементы, и тут были проведены исследования.

И в форумах, как оказалось, можно найти в разных форумах и источниках, что привело к образованию новых вопросов:

Действительно ли требуются шарико-винтовые пары, или простые шпильки и гайки будут тоже работать вполне нормально.
Какой из линейных подшипников лучше, и стоит ли его покупать?
Двигатели с какими параметрами требуются, и лучше использовать сервопривод или шаговик?
Деформируется ли корпусный материал очень сильно при огромном размере станка?

К огромной радости, на некоторые вопросы можно сразу ответить за счет своей инженерно-технической базе, которая часто остается после учебы в соответствующем заведении. И все-таки, многие из проблем, с которыми можно столкнуться, не могли быть рассчитаны. Возможно, вам потребуется кто-то, имеющий практический опыт и информацию по такому вопросу. Естественно, что на форумах по данному вопросу можно найти много ответов от разных людей, и многие из которых противоречили друг другу. В этом случае потребуется продолжить исследования, чтобы выяснить, какие из ответов правда, а что является лишь словесным мусором. Но так приходится делать, если у вас ограниченный бюджет и хочется взять все лучшее из того, что можно приобрести за имеющиеся деньги. Аналогичная ситуация у большинства людей, которые создают самодельный станок фрезера с ЧПУ.

Комплекты и сборочные наборы фрезеров с ЧПУ

Да, существуют доступные комплекты станков для ручных работ по сборке, но еще не было таких наборов, которые можно было бы подстраивать под определенные нужды. Еще нет возможности вносить конструкционные изменения и разновидности станка, а еще их много, и откуда вы знаете, какой из них подойдет конкретно вам? Вне зависимости от того, насколько хороша инструкция, если конструкция продумана ужасно, то конечная машина останется плохой. Вот по этой причине требуется быть осведомленной относительно того, что вы строите и понимать определенную роль играют все детали.

Руководство

Данное руководство нацелено на то, чтобы не давать вам повторить те же ошибки, на которые другие мастера потратили своего драгоценного времени и средства. Мы рассмотрим все компоненты даже до болтиков, глядя на достоинства и недостатки всех типов деталей. Мы расскажем вам о каждом аспекте проектирования, а еще вы узнаете о том, как создавать ЧПУ станок своими руками. Мы проведем вас через механику до программного обеспечения и всему промежуточному.

Обратите внимание, что самодельные чертежи ЧПУ станков предлагают мало методов решения определенных проблем. Это часто может привести к «неаккуратной» конструкции или даже неудовлетворительной работе машины. Вот этой причине предлагаем вам для начала прочесть следующее руководство.

Подробности

Ключевые особенности

В первую очередь следует рассмотреть такие вопросы:

Определите подходящие конструкции конкретно для вас (к примеру, если вы планируете сделать станок по древесине собственноручно).
Требуемая площадь обработки.
Доступность рабочего места.
Допуски.
Материалы.
Способы конструирования.
Доступные инструменты.
Бюджет.

Теперь поговорим про оси.

Основание и ось Х-оси

Тут мы рассмотрим такие вопросы:

Проектирование и построение главной базы или основания Х-оси.
Разбивание разных конструкций на отдельные элементы.
Жестко прикрепленные детали.
Частично закрепленные элементы и прочее.

Проектирование оси Y

В этом пункте рассмотрим такие вопросы:

Проектирование и изготовление портальной оси Y.
Разбивайте разные конструкции на элементы.
Моменты и силы на порте и прочее.

Как собрать ось Z

Тут мы рассмотрим такие вопросы:

Проектирование, а еще сборочные работы по оси Z.
Далее рассматриваем моменты и силы на оси.
Уделите внимание рельсам и направляющим, а еще расстоянию между подшипниками.
Выбор кабель-канала.

Линейная система движения

В таком пункте предлагаем рассмотреть такие вопросы:

Подробно изучите системы линейного движения.
Подбор правильной системы конкретно для вашего типа станка ЧПУ.
Проектирование и возведение собственных направляющих при маленьком бюджете.
Втулки и линейный вал или блоки и рельсы?

Компоненты привода механики

Чертежи ЧПУ фрезера своими руками требуется рассматривать, чтобы подбирать компоненты механического привода:

Детальный обзор приводных частей.
Подбор подходящих элементов для вашего вида станка.
Серводвигатели или шаговые.
Шариково-винтовые и винты пары.
Приводные гайки.
Упорные и радиальные подшипники.
Крепление и муфта двигателя.
Редуктор или прямой привод.
Шестерни и стойки.
Калибрование винтов относительно двигателей.

Подбор двигателя

Тут потребуется следующее:

Подробный обзор двигателей с устройством.
Разновидности двигателей с ЧПУ.
Как работают двигатели шагового типа.
Разновидности шаговых двигателей.
Как работают сервомоторы.
Разновидности серводвигателей.
Стандарты NЕМА.
Подбор правильного типа электрического двигателя для вашего проекта.
Измерение моторных параметров.

Конструкция режущего стола

Тут мы рассмотрим следующие вопросы:

Проектирование и возведение собственных столов при маленьком бюджете.
Перфорированный слой резки.
Вакуумный столик.
Обзор конструкции режущего стола.
Стол можно вырезать посредством фрезерного станка по дереву.

Шпиндельные параметры

В этом шаге рассмотрим такие вопросы:

Обзор шпинделей с числовым программным обеспечением.
Функции и типы.
Траты и ценообразование.
Варианты установки и охлаждения.
Варианты установки и охлаждения.
Охладительные системы.
Создание шпинделя своими руками.
Произведение расчета стружки и силы резки.
Нахождение идеальной скорости подачи.

Электроника

Здесь мы рассмотрим следующие вопросы:

Панель управления.
Предохранители и электрическая проводка.
Переключатели и кнопки.
Круги МРG и Jоg.
Источник питания.

Параметры контроллера ПУ (программного управления)

В этом шаге рассмотрим такие вопросы:

Рассмотрите контроллер ЧПУ.
Подбор контроллера.
Доступные функции.
Системы, имеющие замкнутый контур и разомкнутый контур.
Контроллеры по умеренной стоимости.
Изготовление своего контроллера с нуля.

Подбор ПО (программного обеспечения)

И осталось рассмотреть следующие вопросы:

Обзор ПО (программного обеспечения), который связан с ЧПУ.
Выбор программного обеспечения.
ПО САМ.
ПО САПР.
ПО NС Соntrоllеr.

Это, пожалуй, и все. На самом деле все не так уж и сложно, главное, разобраться.

Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы!

Возможно, меня уволят за это!

Я давно хотел разместить серию постов по теме самодельных станков с ЧПУ. Но всегда останавливал тот факт, что Станкофф – станкоторговая компания. Дескать, как же так, мы же должны продавать станки, а не учить людей делать их самостоятельно. Но увидев этот проект я решил плюнуть на все условности и поделиться им с вами.

И так, в рамках этой статьи-инструкции я хочу, что бы вы вместе с автором проекта, 21 летним механиком и дизайнером, изготовили свой собственный настольный фрезерный станок с ЧПУ. Повествование будет вестись от первого лица, но знайте, что к большому своему сожалению, я делюсь не своим опытом, а лишь вольно пересказываю автора сего проекта.

В этой статье будет достаточно много чертежей, примечания к ним сделаны на английском языке, но я уверен, что настоящий технарь все поймет без лишних слов. Для удобства восприятия, я разобью повествование на «шаги».

Предисловие от автора

Уже в 12 лет я мечтал построить машину, которая будет способна создавать различные вещи. Машину, которая даст мне возможность изготовить любой предмет домашнего обихода. Спустя два года я наткнулся на словосочетание ЧПУ или если говорить точнее, то на фразу “Фрезерный станок с ЧПУ”. После того как я узнал, что есть люди способные сделать такой станок самостоятельно для своих нужд, в своем собственном гараже, я понял, что тоже смогу это сделать. Я должен это сделать! В течение трех месяцев я пытался собрать подходящие детали, но не сдвинулся с места. Поэтому моя одержимость постепенно угасла.

В августе 2013 идея построить фрезерный станок с ЧПУ вновь захватила меня. Я только что окончил бакалавриат университета промышленного дизайна, так что я был вполне уверен в своих возможностях. Теперь я четко понимал разницу между мной сегодняшним и мной пятилетней давности. Я научился работать с металлом, освоил техники работы на ручных металлообрабатывающих станках, но самое главное я научился применять инструменты для разработки. Я надеюсь, что эта инструкция вдохновит вас на создание своего станка с ЧПУ!

Шаг 1: Дизайн и CAD модель

Все начинается с продуманного дизайна. Я сделал несколько эскизов, чтобы лучше прочувствовать размеры и форму будущего станка. После этого я создал CAD модель используя SolidWorks. После того, как я смоделировал все детали и узлы станка, я подготовил технические чертежи. Эти чертежи я использовал для изготовления деталей на ручных металлообрабатывающих станках: токарном и фрезерном.

Признаюсь честно, я люблю хорошие удобные инструменты. Именно поэтому я постарался сделать так, чтобы операции по техническому обслуживанию и регулировке станка осуществлялись как можно проще. Подшипники я поместил в специальные блоки для того, чтобы иметь возможность быстрой замены. Направляющие доступны для обслуживания, поэтому моя машина всегда будет чистой по окончанию работ.

Файлы для скачивания «Шаг 1»

Шаг 2: Станина

Станина обеспечивает станку необходимую жесткость. На нее будет установлен подвижной портал, шаговые двигатели, ось Z и шпиндель, а позднее и рабочая поверхность. Для создания несущей рамы я использовал два алюминиевых профиля Maytec сечением 40х80 мм и две торцевые пластины из алюминия толщиной 10 мм. Все элементы я соединил между собой на алюминиевые уголки. Для усиления конструкции внутри основной рамы я сделал дополнительную квадратную рамку из профилей меньшего сечения.

Для того, чтобы в дальнейшем избежать попадания пыли на направляющие, я установил защитные уголки из алюминия. Уголок смонтирован с использованием Т-образных гаек, которые установлены в один из пазов профиля.

На обоих торцевых пластинах установлены блоки подшипников для установки приводного винта.

Изготавливаем станок ЧПУ в домашних условиях

Здравствуйте уважаемые читатели и подписчики блога Андрея Ноака! Переработка древесины это не просто распиловка дерева, это и получение мебели и получение сложных изделий из древесины, изделий которые прошли десятки этапов обработки и стали полноценным изделием. И именно когда дело доходит до глубокой деревообработки, бывает очень сложно, а иногда и даже невозможно обойтись без ЧПУ станка. Сегодня я хочу поговорить о том, как сделать станок ЧПУ своими руками.

Введение

ЧПУ кроме дерева может пригодиться в обработке металла, пластика, оргстекла, алюминия, комбинированных материалов. Такой станок будет называться фрезерно гравировальный. Можно также такой станок использовать и для лазерного выжигания по дереву, все будет зависеть от насадки которая будет использоваться для обработки.

Отличие же в обработке древесины и металла, заключается в жесткости корпуса, надежности элементов и тонкостях технологии обработки элементов.

Ориентировочная стоимость станка для обработки дерева составит 35 — 40 тысяч рублей. По большому счету сборка машины сводится к подбору и покупке комплектующих и затем их сборке на раме.

Заказ комплектующих популярней всего сегодня в Китае, но возможно также заказать их и у нас в специализированных магазинах или интернет ресурсах. Ниже смотрите фото самодельного станка ЧПУ.

С чем стоит определиться перед изготовлением ЧПУ:

Материалы которые планируется обрабатывать;
Габариты изделий для обработки (высота, ширина и длина будущих изделий). Определяются размеры машины по осям X, Y, Z. Стоит не забывать, что эти размеры должны обозначать рабочее пространство станка;
Точность последующей обработки изделий (параметр зависит от точности сборки корпуса машины и соответственно от материала корпуса).

Необходимые материалы

Итак для изготовления нам понадобятся следующие агрегаты:

Материал для изготовления корпуса. Можно использовать древесные плиты, такие как МДФ, ДСП, из древесных плит оптимально я бы рекомендовал применять фанеру, так как она наиболее прочная и жесткая. Если же хотите еще надежней то придется сделать конструкцию из металла;
Шпиндель. Для обработки древесины подойдет мощностью 1,3 — 2 КВт. Если желаете не остужать станок каждые 15 минут работы, то шпиндель нужно устанавливать с водяным охлаждением;
Частотник, он же частотный преобразователь, он же инвертор. Подбирается такой же мощностью как и мощность шпинделя;
Управляющая плата;
Шаговые двигатели — 3 штуки, один будет передвигать нашу конструкцию по оси Y, другой по оси X, третий по оси Z.
Кабель канал для защиты кабеля от повреждений и поломок, так как оборудование много будет двигаться;
Кабель 15 — 20 метров, лучше просчитать все на чертеже;
Цанга для шпинделя — по другому патрон для фрезы;
Шланг для охлаждения;
Подшипники;
Мягкая муфта для передачи плавного хода и компенсации соосности шагового двигателя;
Конечно же фрезы для обработки древесины;
Шурупы и болты;
Водяная помпа.

Инструменты которые вам понадобятся

Для фрезерного ЧПУ нужны будут следующие инструменты:

Сварочный аппарат для изготовления металлического корпуса. Преимуществом пользуются сварка — автомат;
Необходимо будет выточить шпильки, возможно еще какие то токарные работы. Поэтому в идеале нужно было бы иметь доступ к токарному станку для выполнения работ по изготовлению комплектующих;
Болгарка или ножовка по металлу;
Отвертка;
Молоток;
Паяльник;
Ножницы;
Плоскогубцы и пассатижи;
Изолента;
Супер клей;
Фумлента и герметик;
Ключи для сборки.

Из подручных средств ЧПУ

Разнообразие техники и руки растущие откуда нужно могут послужить для импровизации народным умельцам. Сегодня в сети можно встретить что фрезерно гравировальные ЧПУ станки изготавливают:

Из CD ROM и СД дисков можно получить хороший мини станочек. Видео ниже;

Из принтера и его запчастей, видео ниже;

Пошаговая инструкция

Для того чтобы понять с чего начать, давайте будем ориентироваться на принципиальную схему ЧПУ.

Итак, сборка готового станка производится в следующей последовательности:

Создание чертежей, с учетом прокладки и подключения электрооборудования. Можно начертить вручную, но я бы рекомендовал такие программы как Компас, Автокад или Визио. В них легче будет подправить чертеж, а в Визио даже имеются сразу готовые библиотеки по электрооборудование;
Следующий шаг — заказ комплектующих;
После поступления комплектующих можно приступить к монтажу станины. Почему после поступления? Да для того чтобы сделать станину с учетом уже пришедших комплектующих;
Монтаж шпинделя;
Монтаж системы водоохлаждения. При данной операции скорей всего придется использовать фумленту и обычный автомобильный герметик, для того чтобы конструкция была надежней и не протекала;
Подключение электропроводки, установка кнопки аварийной остановки;
Подключение управляющей платы (она же контроллер). В качестве такой платы можно использовать — KY-2012 — 5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver with DB25 Cable. Найти такую будет не сложно в просторах интернета. Также часто можно встретить самодельные станки на базе arduino;
Установка программного обеспечения и загрузка чертежей;
Настройка станка или так называемая «пуско наладка».

Чертежи

Как я уже выше говорил, при создании чертежей необходимо прорисовывать все тонкости от размеров до электропроводки. Это позволит уменьшить число ошибок в проектировании станка.

Изготавливаем каркас

Как я уже говорил каркас можно сделать как из фанеры, так и из металла. Можно комбинировать применение этих материалов. Ниже выкидываю чертеж каркаса.

Не забываем о жесткости конструкции и ее геометрии. Очень важно оставить регулировки для более тонкой настройки станка:

По высоте машины как на видео;
По осям Х и У.

Видео вам в помощь, чтобы не сделать ошибок:

Монтаж шпинделя

Устанавливаем шпиндель только после полного монтажа каркаса. При монтаже необходимо оставить на шпинделе возможность регулировки по высоте и вертикали. Иначе говоря, если шпиндель будет установлен не вертикально, нужна регулировка, которая бы задала нужный угол.

Ошибки и недочеты с которыми можно столкнуться

В процессе сборки машины можно столкнуться с рядом проблем, поэтому рекомендую прежде чем приступать к заказу и понимать что нужно искать, определиться с габаритами станка, габаритами изделий которые вы будете обрабатывать. Итак ошибка номер один — не создается чертеж станка с мельчайшими деталями, от каждого винтика, до каждого провода.

Следующей ошибкой является неправильная подборка шпинделя и частотника, поэтому будьте внимательны.

Еще одна частая ошибка — шаговый двигатель имеет часто не очень распространенное питание, и для него просто необходимо подбирать индивидуальный блок питания. Поэтому сравнивайте имеющееся у вас питание с напряжением для шагового двигателя.

Ну и конечно ошибки возникающие по причине недостатка опыта, тут можно посоветовать тщательней продумывать чертеж и руководствоваться пословицей «Дорогу осилит идущий».

Не забывайте делиться статьями в социальных сетях. Удачи и до новых встреч, с вами был Андрей Ноак!

Как сделать фрезерный станок по дереву – схема и чертежи сборки своими руками ЧПУ на Ардуино

Для многих проектов фрезерный станок с ЧПУ необходим для хороших и быстрых результатов. После некоторого исследования существующих на данный момент машин CNC, я пришел к выводу, что все машины с ценой до 150 тыс. не могут удовлетворить мои потребности в отношении рабочего пространства и точности.

рабочее пространство 900 х 400 х 120 мм
относительно тихий шпиндель с высокой мощностью на низких скоростях вращения
максимально возможная жесткость (для фрезерования алюминиевых деталей)
максимально возможная точность
USB-интерфейс
потратить до 150 тыс. рублей

С этими требованиями я начал 3D конструирование с разработкой схем и чертежей, проверяя множество доступных деталей. Основное требование: части должны сочетаться друг с другом. В конце концов я решил построить машину на гайке типа 30-B с 8 алюминиевыми рамами с 16-миллиметровыми шарикоподшипниковыми шпинделями, 15-мм шарикоподшипниковыми направляющими и 3-амперными шаговыми двигателями NEMA23, которые легко вписываются в готовую систему крепления.

Эти детали идеально сочетаются друг с другом без необходимости в изготовлении специальных деталей.

Шаг 1: Строим раму

Главное — это хорошее планирование…

Через неделю после заказа прибыли запчасти. И через несколько минут ось Х была готова. — Проще, чем я думал! 15-миллиметровые линейные подшипники HRC имеют очень хорошее качество, и после их установки вы сразу понимаете, что они будут работать очень хорошо.

Через 2 часа при сборке своими руками станка ЧПУ на Ардуино появилась первая проблема: шпиндели не хотят попадать в роликовые подшипники. Мой морозильник недостаточно большой для 1060 мм шпинделей, поэтому я решил достать сухой лед, что означало приостановить проект на неделю.

Шаг 2: Настройка шпинделей

Пришел друг с пакетом сухого льда, и после нескольких минут заморозки шпиндели отлично вписываются в роликовые подшипники. Еще несколько винтов, и это уже немного похоже на станок с ЧПУ.

Шаг 3: Электрические детали

Механическая часть закончена, и я перехожу к электрическим деталям.

Поскольку я очень хорошо знаком с Arduino и хочу иметь полный контроль через USB, я сначала выбрал Arduino Uno со щитом GRBL и степперами TB8825. Эта конфигурация работает очень просто, и после небольшой настройки машина стала управляемой на ПК. Отлично!

Но так как TB8825 работает максимум на 1,9 А и 36 В (становится очень горячим), этого достаточно для запуска машины, но я заметил потери в шагах из-за слишком малой мощности. Длительный процесс фрезерования при такой температуре представляется кошмаром.

Я купил дешевый TB6560 из Китая (300 рублей за каждый, доставка 3 недели) и подключил их к щиту GRBL. Номинальные напряжения не очень точны для этой платы, вы найдете номиналы от 12 до 32В. Поскольку у меня уже есть источник питания 36 В, я попытался приспособить именно его.

Результат: два шаговых привода работают нормально, один не может выдержать более высокое напряжение, а другой поворачивается только в одном направлении (невозможно изменить направление).

Итак, снова в поисках хорошего драйвера…

TB6600 — мое окончательное решение. Он полностью закрыт алюминиевым охлаждающим покрытием и прост в настройке. Теперь мои степперы работают по осям X и Y с 2,2А и по оси Z с 2,7А. Я мог поднять до 3А, но поскольку у меня есть закрытая коробка для защиты цепей от алюминиевой пыли, я решил использовать 2,2А, что достаточно для моих нужд и почти не выделяет тепла. Также я не хочу, чтобы степперы уничтожили машину в случае ошибки, когда я даю им слишком много мощности.

Я долго думал над решением для защиты блока питания степперов и преобразователя частоты от мелких алюминиевых деталей. Существует много решений, когда преобразователь устанавливается очень высоко или на достаточном расстоянии от фрезерного станка. Основная проблема в том, что эти устройства выделяют много тепла и нуждаются в их активном охлаждении. Мое окончательное решение — прекрасные колготки моей девушки. Я разрезал их на кусочки по 30 см и использовал в качестве защитного шланга, что очень просто и обеспечивает хороший воздушный поток.

Шаг 4: Шпиндель

Выбор подходящего шпинделя требует много исследований. Сначала я подумал о том, чтобы использовать стандартный шпиндель Kress1050, но, поскольку у него всего 1050 Вт на скорости 21000 об / мин, я не могу ожидать большой мощности на более низких скоростях.

Для моих требований к сухому фрезерованию алюминия и, возможно, некоторых стальных деталей мне нужна мощность на 6000-12000 об / мин.

Вот почему я, наконец, выбрал частотно-регулируемый привод на 3кВт из Китая (вместе с конвертером) за 25 тыс. рублей.

Качество шпинделя очень хорошее. Он довольно мощный и простой в настройке. Я недооценил вес в 9 кг, но, к счастью, моя рама достаточно крепкая и с тяжелым шпинделем проблем нет. (Высокий вес является причиной для привода оси Z на 2,7 А)

Шаг 5: Работа завершена

Готово. Машина работает очень хорошо, у меня было несколько проблем с шаговыми драйверами, но в целом я действительно доволен результатом. Я потратил около 120 тыс. руб., и у меня есть машина, которая точно соответствует моим потребностям.

Первый фрезерный проект был отрицательной формой в POM (Parallax occlusion mapping). Станок отлично справился с задачей!

Шаг 6: Доработка для фрезерования алюминия

Уже в POM я увидел, что крутящий момент на Y-образном подшипнике немного велик, и машина изгибается при высоких усилиях вокруг оси Y. Вот почему я решил купить вторую рейку и соответственно модернизировать портал.

После этого почти нет люфта из-за усилия на шпинделе. Отличное обновление и, конечно, стоит своих денег (10 тыс. рублей).

Теперь я готов к алюминию. При работе с AlMg4,5Mn я получил очень хорошие результаты без какого-либо охлаждения.

Шаг 7: Заключение

Создание собственного станка с ЧПУ на самом деле не ракетостроение. У меня относительно плохие условия работы и оборудование, но имея хороший план работ нужно всего несколько бит, отвертка, зажимы и обычный сверлильный станок. Один месяц в CAD и на план покупок, и четыре месяца сборки, чтобы завершить установку. Создание второго станка прошло бы намного быстрее, но без каких-либо предварительных знаний в этой области мне пришлось много узнать о механике и электронике за это время.

Шаг 8: Детали

Здесь вы можете найти все основные части станка. Я бы порекомендовал сплавы AlMg4,5Mn для всех алюминиевых пластин.

Электрические:
Я купил все электрические части на Ebay.

1500 руб.

Шаговый драйвер: 1000 руб.шт

Блок питания: 3000 руб.

Шаговые двигатели:

1500 руб.шт

Фрезерный шпиндель + инвертор: 25 тыс. руб.

Линейные подшипники: ссылка
Линейные рельсы: ссылка
Шариковые циркуляционные шпиндели: ссылка
2x1052mm
1x600mm
1x250mm
Фиксированные подшипники шпинделя + держатель степпера: ссылка
Плавающий подшипник: ссылка
Шпиндельно-шаговые соединения: заказал китайские муфты за 180 руб.шт

Нижние профили: ссылка
Х-профили для рельсов: ссылка
Y-образные профили для установки степпера / шпинделя оси X: ссылка

Профиль на линейном подшипнике X: ссылка
Задняя панель / Монтажная панель: 5 мм алюминиевая пластина 600×200.
Y-профили: 2x ссылка
Z-профиль: ссылка
Z-монтажная пластина: 5 мм 250×160 Алюминиевая пластина
Z-скользящая пластина для крепления шпинделя: 5 мм 200×160 Алюминиевая пластина

Шаг 9: Программное обеспечение

Попользовавшись CAD, затем CAM и, наконец, G-Code Sender я очень разочарован. После долгих поисков хорошего программного обеспечения я остановился на Estlcam, которое является очень удобным, мощным и очень доступным (3 тыс. рублей).

Он полностью перезаписывает Arduino и самостоятельно контролирует шаговые двигатели. Есть много хороших задокументированных функций. Пробная версия обеспечивает полную функциональность программного обеспечения, лишь добавляя время ожидания.

К примеру, поиск края. Нужно просто подключить провод к контакту Arduino A5 и к заготовке (если не металлическая, то используйте алюминиевую фольгу, чтобы временно покрыть ее). С помощью машинного управления вы можете теперь прижимать инструмент для фрезерования к рабочей поверхности. Как только цепь замыкается, машина останавливается и устанавливает ось на ноль. Очень полезно! (обычно заземление не требуется, потому что шпиндель должен быть заземлен)

Шаг 10: Усовершенствование

До настоящего времени оси Y и Z имели временные пластиковые кронштейны для передачи усилий гаек шпинделя и соответственно перемещали фрезерный шпиндель.

Пластиковые скобы были из прочного пластика, но я им не слишком доверяю. Представьте, что скоба оси Z будет тормозить, фрезерный шпиндель просто упадет (очевидно, в процессе фрезерования).

Вот почему я теперь изготовил эти кронштейны из алюминиевого сплава (AlMgSi). Результат прилагается на картинке. Они теперь намного прочнее, чем пластиковая версия, которую я сделал раньше без фрезерного станка.

Шаг 11: Станок в работе

Теперь с небольшой практикой ЧПУ станок по дереву своими руками уже дает очень хорошие результаты (для хобби). На этих снимках изображено сопло из AlMg4,5Mn. Я должен был фрезеровать его с двух сторон. На последнем фото то, что получилось еще без полировки или наждачной бумаги.

Я использовал фрезу VHM 6 мм с 3 лопостями. Я понял, что 4-6-миллиметровые инструменты дают очень хорошие результаты на этом станке.