Координатные столы

Как сделать координатный стол для сверлильного станка.

Индексируемые html ссылки, сквозное размещение, заметные места в топе.

Девайс от Виктора Travelller — координатный столик для сверлильного станка. Как я понял из описания, он может выполнять две функции. Во-первых, с ним не надо больше переставлять тиски откручивая и закручивая гайки, что несколько напрягает. А во-вторых, заменив сверло на твердосплавную фрезу и постепенно подавая заготовку под инструмент, можно фрезеровать в металле пазы различной формы. Но об этом попозже, сначала об устройстве.

Параметры столика:

• Длина 350 мм
• ширина 350 мм
• толщина — 65 мм.
• Полная длина направляющих 300мм.
• Точность около 0,1 мм
• Ход каждой каретки 94мм. (С этими геометрическими параметрами можно было и 105мм,но лень было отпиливать шайбы).
• Грузоподъемность до 15 кг (хотя, этот параметр больше лимитируется самим столиком сверлилки).

Для изготовления стоика потребовались конструкционные износостойкие инструментальных профилей марок Ст1-Ст-3 (можно и хуже), Использовался профиль 20х20 толщиной 2 мм. аналогичный крепеж, и подшипники.

Центральный узел всего стола — это крестовина. Всё Остальные детали можно сделать почти тяп-ляп, но с ней надо постараться, ибо если ее перекосит, тогда весь стол накроется. Желательно пользоваться сваркой (например, точечной).

Пользуясь уже сваренной крестовиной в качестве шаблона, собираем каретки, которые представляют собой П-образные детали.

В профиль, после небольшой доработки напильником, вставляются гайки М10. На шпильках М10 собираем рукоятки с подшипниковым узлом.

Из уголка свариваем П-образные основания. Собираем всю схему на болтах, вкрученных в запрессованные ранее гайки.

Шпильки натягиваются между подшипниками с помощью гаек, что позволяет убрать зазоры в подшипниках, а заодно и зазоры в парах винт-гайка. При этом когда вся схема стягивается к центру удаляются люфты вертикальные.

Последовательность крепления узлов с подшипниками схематически представлена следующим образом.

В сборе столик выглядит вот так. Все узлы и подвижные части следует хорошенько смазать.

Собранный столик крепим к станине сверлильного станка, а на него (через фанерную прокладку — можно обойтись и без нее) тиски. Фанерка, кстати, будет защищать смазанные элементы от попадания в них стружки.

Теперь поговорим о возможностях данного устройства. Во-первых, при сверлении деталей не надо перекручивать тиски с места на место, достаточно покрутить ручки.

Во-вторых, вращая ручки под нагрузкой можно производить фрезерование металлических деталей, в том числе и по достаточно сложной траектории. Вот еще один пример фрезерования. За один проход можно снимать до миллиметра материала.

В третьих, такой модернизированный станок может испольщоваться для токарных работ. Резец фиксируется в тисках, а заготовка вращается в патроне.

В общем, затратив сравнительно немного времени и денет, мы можем получить на выходе отличный, многофункциональный девайс, значительно расширяющий возможности сверлильного станка.

Разновидность

В заводском исполнении координатная деталь, установленная на фрезерный или сверлильный станок, включает в себя:

• несущую опору;
• приводы управления;
• систему фиксации детали;
• автоматизированную систему управления.

Фиксации детали разделяется на три вида:

• вакуумная;
• с помощью массы самой детали;
• механическая.

Координатный стол с механической фиксацией

Координатные сооружения имеют несколько различных схем исполнения, но есть две основные это:

• портальная;
• крестовая.

Крестовая схема используется для обработки объёмных деталей, что решается путём использования дополнительных конструкций с тремя степенями свободы. Это означает, что обрабатываемая заготовка имеет возможность перемещаться по X, Y, и Z координатам. В подобном исполнении координатное сооружение устанавливается на фрезерный станок.

Портальная схема – это поворотный стол, который используется для работы с плоскими деталями, в частности, для сверления, с жестко закрепленным рабочим органом, когда необходимо перемещение по вертикальной оси.

На предприятиях по изготовлению крупногабаритных изделий устанавливаются длинные координатные алюминиевые сооружения. Благодаря этому увеличивается функциональность используемых станков, потому как на рабочем верстаке есть возможность закрепить оборудование, такое как:

• специальный разъём для инструментов;
• привод охлаждения;
• привод смазки;
• нейтрализацию вредных газов и испарений;
• привод удаления пыли и стружки.

Как сделать координатный стол своими руками

Качество обработки зачастую зависит от правильности расположения всех элементов конструкции. Правильно подобрать механизм согласно всем нормам и допускам достаточно сложно.

Важным элементом конструкции оборудования по обработке металла можно назвать координатный стол.

Он используется при обработке на сверлильном, фрезерном оборудовании для точного позиционирования заготовки во время ее обработки.

Самодельный координатный стол

Определение оборудования

Координатный стол – манипулятор, который используется для крепления обрабатываемой заготовки. Существует несколько вариантов исполнения столов станка:

1. вакуумный метод крепления – используется довольно редко из-за сложности конструкции;
2. механический тип крепления прост в исполнении, сделать его можно своими руками достаточно быстро;
3. крепление за счет веса заготовки. При использовании сверлильного станка могут подвергаться обработке заготовки большой массы. За счет своего веса базируемая деталь остается на месте даже при сильном воздействии.

Различают позиционирование с одной, двумя, тремя степенями свободы. Этот момент определяет то, что подача заготовки может проводится по трем разным координатам. При сверловке плоского изделия достаточно передвигать ее всего по одной горизонтальной плоскости.

Можно условно выделить два основных типа:

1. Больших габаритов. Большой координатный стол создается с учетом того, что на него будет установлено само оборудование, а также заготовка.
2. Координатный стол небольших габаритных размеров монтируется на станине оборудования.

Существует несколько механизмов управления, при помощи которых координатный стол изменяют свою позицию:

1. Механический привод встречается довольно часто. Сделать его для сверлильного станка можно и своими руками для налаживания мелкосерийного производства.
2. Электрический привод устанавливается для сверлильного станка довольно часто. Сделать его своими руками достаточно сложно, так как нужно выдерживать высокую точность при изготовлении. Для автоматического передвижения координатный стол должен иметь собственный источник питания.
3. Еще отдельной группой можно назвать механизм, который работает от числового программного управления.

Сделать своими руками можно небольшой координатный стол с механическим приводом.

Производство самодельных вариантов исполнения

При изготовлении следует изначально выбрать материал изготовления:

1. Чугун – дорогой, тяжелый, хрупкий материал. Его довольно редко используют при производстве сверлильного станка.
2. Сталь – прочный, твердый, долговечный металл, который также имеет достаточно высокую стоимость. Сталь можно назвать наиболее привлекательным материалом.
3. Алюминий – легкий, легкоплавкий, но дорогой и мягкий материал. Его достаточно просто использовать при изготовлении любых деталей для станка. Как правило, мини оборудование создается при использовании этого сплава.

Вышеприведенные материалы выбираются для полноценного или мини станка.

Механизм передачи движения

Важнейшей частью будущего устройства, неважно, будет ли это поворотный стол для сверлильного станка или же крестовый вариант, является механизм передачи движения от ручек управления на аппарат. Лучше всего делать привод с механическим типом передвижения, они управляемые вручную

В такой способ специалисты могут добиться большей точности движений, высокого качества выполняемой работы

Лучше всего делать привод с механическим типом передвижения, они управляемые вручную. В такой способ специалисты могут добиться большей точности движений, высокого качества выполняемой работы.

Компонентами механизма передачи движения выступают:

• рейки и зубчатые колеса, шестерни;
• ременные механизмы;
• шарико-винтовые передачи.

Шарико-винтовые передачи

Специалисты советуют выбирать последний вид механизма, особенно если речь идет о крестовинном столе, он обладает многими существенными преимуществами:

• предельно небольшой люфт системы;
• перемещение изделия происходит очень плавно, без рывков;
• работает шарико-винтовая передача тихо;
• при значительных рабочих нагрузках она показывает высокую устойчивость.

Минусом механизма специалисты называют невозможность добиться высокой скорости работы, но если рассматривается стол крестовинный для сверлильного станка, то здесь большая скорость обычно и не требуется.

Чтобы сэкономить, мастеру необходимо попытаться реализовать ременные передачи. Они просты и доступны, но обладают минусами:

• малая точность;
• быстрый износ;
• риск обрыва ремня при нагрузках.

В качестве заключения отметим, что если человек решил изготовить стол для сверлильного станка своими руками, то в этом нет ничего принципиально нереального. Элементарный набор материала и инструмента поможет быстро реализовать поставленную задачу. Задача для специалиста – выбрать правильный вид конструкции и качественно изготовить все ответственные узлы будущего приспособления.

Инструкция по изготовлению

После того как вид материала, тип конструкции выбраны, переходят непосредственно к работе. На первом этапе необходимо составить точный чертеж с указанием размеров всех деталей. Если готовой схемы нет, ее следует разработать самостоятельно. Конечный результат во многом определяется точностью расположения деталей относительно друг друга. Процесс сборки координатного столика с механическим приводом складывается из следующих шагов:

• из металлического профиля толщиной 2 мм сваривают главный узел;
• проверяют геометрию крестовины и зачищают швы болгаркой;
• на сваренном центральном узле собирают блок направляющих (ход равен 94 мм);
• внутрь профиля устанавливают гайки размером М10;
• на резьбовом стержне (М10) собирают ручку с подшипником;
• приваривают основание из уголка, имеющего П-образную конфигурацию;
• прикручивают все детали на встроенные гайки;
• промазывают техническим маслом подвижные элементы;
• устанавливают прибор на станину фрезеровочного станка.

Удобное рабочее приспособление

Поворотное устройство выглядит в виде корпуса, который устанавливается на рабочей плоскости стола станка. После установки поворотного механизма рабочая поверхность стандартного станка приводит в движение фрезеруемые детали сразу в трех направлениях:

• Вертикальное
• Поперечное
• Продольное.

Поворотный стол сможет перемещаться в разных плоскостях на станке и будет задавать нужный наклон обрабатываемой заготовке. Например, в агрегатах с ЧПУ поверхность механизма дает возможность обработать изделия спиральной и круглой конфигурации. При ручном управлении поворотный механизм выполняет переходы, тщательно закругляя заготовки и фрезеруя криволинейные поверхности.

Разновидности поворотных механизмов

Учитывая быстрые темпы развития новых технологий есть возможность выбрать самый эффективный поворотный стол для фрезерного станка. На сегодняшний день немало разновидностей такого оборудования, которые можно приобрести по выгодным ценам.

Поворотный наклоняемый механизм отлично подходит для фрезерования поверхности конструкций из стали, которые монтировались под углом в 0–90о. Он удобен, когда нет необходимости постоянно демонтировать и устанавливать обрабатываемую заготовку, поскольку конструкция поверхности стола затрудняет все действия. Такие агрегаты имеют специальные диски, которые делят плоскость станка на насколько рабочих секций.

Простейшей является горизонтальная плоскость, которая чаще всего она применяется в малогабаритных универсальных установках для проведения фрезеровальных операций на станке. Заготовки обрабатываются на самом высоком качественном уровне всех угловых элементов, уступов, пазов.

Есть также вакуумные столы, которые могут изготавливаться в разных вариантах. Заготовка прижимается к столу вакуумным специальным механизмом и он отлично ее фиксирует в нужном положении.

Материалы и механизмы конструктивных элементов

От материала изделия зависит долговечность конструкции и себестоимость. Следует сразу решить, каким будет стол – стальным, алюминиевым или чугунным. Второй важный шаг – определиться с механизмом управления. Следует также решить, каким должен быть привод – механическим или электрическим. Третий шаг – выбрать направляющие. Это повлияет на точность обработки заготовок.

Основание

Для основы берутся следующие материалы:

1. Чугун. Дорогой, тяжелый материал в эксплуатации оказывается очень хрупким, поэтому при производстве сверлильного станка используется крайне редко.
2. Сталь. Материал самый высокопрочный и долговечный. Главный его недостаток – это стоимость. Не каждый мастер сможет приобрести его.
3. Алюминий. С легким и мягким материалом проще работать. Он не такой дорогой, как сталь. Но для изготовления крупногабаритного стола не подойдет, так как не выдержит тяжелый вес больших заготовок. Для создания мини-оборудования это – идеальный вариант.

Привод

Привод – это механизм управления, с помощью которого координатный стол будет менять свое положение. Он бывает:

1. Механическим. Его проще всего изготовить своими руками. Он позволяет существенно снизить себестоимость стола. За основу берется обычная винтовая или ременная передача – этого достаточно для налаживания мелкосерийного производства. Механика не способна обеспечить 100 % точность, и это ее однозначный недостаток.
2. Электрическим. Гарантирует нулевую погрешность при выполнении рабочих операций, однако сделать его своими руками очень сложно. Часто встречается в заводских моделях столов. Если вблизи с рабочим местом нет собственного источника питания, этот вариант не подойдет.

В отдельную категорию координатных столов стоит отнести модели с ЧПУ (числовым программным управлением). Это высокотехнологичное оборудование, которое применяется крупными предприятиями для производства в огромных объемах. Их главные достоинства: хорошая производительность, а также полная или частичная автоматизация процесса. Недостатки: высокая стоимость, для некоторых деталей такой привод не подойдет.

Направляющие

Точность обработки заготовки зависит от этих элементов, поэтому их нужно подобрать правильно. Из числа тех, которые можно сделать своими руками, выделяют следующие:

1. Рельсовые. Направляющие прямоугольной формы считаются конструктивно более совершенными. При их использовании наблюдаются меньшие потери на трение и недопущение серьезных погрешностей. Есть возможность подключения системы подачи смазочных материалов.
2. Цилиндрические. Применение направляющих округлой формы чревато большим нагревом из-за трения. Для станков так называемой малой категории они подходят, но придется смазывать все механизмы вручную.

Направляющие изготавливают с кареткой и подшипниковыми узлами. Использование подшипников скольжения обеспечит высокую точность обработки детали. Применение опоры вала качения уменьшит трение и продлит срок службы манипулятора.

Каретка – это блок направляющих (узел механизма), который непосредственно по ним перемещается. Она может предусматривать увеличенные размеры фланца, что позволяет крепить ее с нижней стороны стола. Если же его нет вообще, то каретку располагают сверху (резьбовым методом).

Устройство перемещения

Выбирая устройство перемещения, следует ответить на ряд вопросов:

1. Какой должна быть скорость обработки.
2. Какая точность позиционирования допустима при выполнении рабочих операций.
3. Насколько производительное оборудование будет использоваться.

Ременное устройство перемещения применяется при изготовлении самодельных координатных столов чаще всего. По стоимости оно обходится выгодно, однако имеет ряд недостатков. Ремень достаточно быстро изнашивается, а также может растянуться в ходе эксплуатации. Кроме того, из-за его проскальзывания снижается точность работы подвижного элемента.

Шарико-винтовая передача – более долговечный и надежный вариант. Несмотря на малые габариты устройства, у него хорошая нагрузочная способность, а перемещение осуществляется равномерно и с большой точностью. Плавный и практически бесшумный ход, а также высокое качество обработки поверхностей – далеко не все преимущества ШВП. Однако у нее есть и некоторые минусы: высокая стоимость и ограничения в скорости вращения винта, если его длина составляет более 150 см.

Зубчато-реечные устройства обеспечивают высокую скорость и точность проводимых работ, выдерживают большие нагрузки, легко поддаются монтажу и надежны в эксплуатации. Погрешность при передаче зубчатой рейки предельно низкая. Если их размер не подошел, то они проходят операцию подгонки.

Фрезерное приспособление для токарного станка

Работа металлообрабатывающего оборудования зависит от направленного движения шпиндельной бабки (патрон), которая в свою очередь отвечает динамичному движению вала с левым и право сторонним вращением. Перемещение расточной головки для фрезерного станка с приспособлениями для операционной обработке изделий обеспечивает вертикальное движение патрона и функции координатного стола. Доработка заготовки происходит в соответствии заданной конструкции детали. Для определенных токарно-фрезерных работ применяют расточные станки с компоновкой:

• агрегатный/фрезерный (гидропривод, 2 шпиндельных головки),
• инструментальный (вертикально/горизонтальные поверхности для универсальных операций),
• карусельный/фрезерный (круглый стол, аналогичное вращение на разных скоростях),
• гравировальный/фрезерный (бесшумный, шпиндель заменяет двигатель 230 Вт).

Эффективность производства, связанного с расточными операциями, достигается за счет технического оснащения станочного оборудования. На сверлильных станках выполняют профильные задачи механической обработки детальных заготовок до окончательного оформления изделий:

• разностороннее торцевание,
• расточка,
• сверление отверстий,
• зенкерование,
• нарезание резьбы,
• обточка/шлифовка поверхности.

Полный цикл технологической обработки связан с согласованностью работы всех узловых соединений и фрезерных приспособлений для токарных станков. А так же, скорости направления подач и активности оператора.

Столы с одновременным фиксированием и креплением поворотной части

Тип I

Стол с одновременным фиксированием и креплением поворотной части 1-го типа предназначен для легких работ.

Управление зажимом осуществляют через рычаг 5, шарнирно закрепленный в точке А. Для фиксирования и крепления поворотной части стола следует повернуть рукоятку 7 с наса­женным на нее эксцентриком 3. При повороте эксцентрика кулачок 4 заходит в паз делительного диска 1, фиксируя заданный угол поворота. Одновременно эксцентрик отжимает вниз рычаг 5, который через палец 6 осуществляет закрепление. Палец 2 служит для предварительной установки стола на заданный угол.

Тип II

Стол с одновременным фиксированием и креплением поворотной части 2-го типа предназначен для легких и средних работ.

В столе имеются делительные отверстия, расположенные по окружности через 45°. Поворотом рукоятки 5 стол фиксируют и закрепляют в заданном положении. При этом фиксирующий палец 4 при помощи пружины вводится во втулку 3, а клиновой наконечник 6 разводит сегменты 7, помещенные между закрепленной в корпусе втулкой 1 и шайбой 2, последняя отжимается сегментами вниз, обеспечивая надежное крепление стола. Поворот стола осуществляют с помощью ручек. При усилии на рукоятке, равном 15 кгс, крутящий момент составляет 225 кгс·см.

Тип III

Стол с одновременным фиксированием и креплением поворотной части 2-го типа предназначен для установки и закрепления тяжелых заготовок с помощью приспособлений.

Для разгрузки опорной поверхности стола при его повороте служат подшипники качения 4, не препятствующие подъему поворотной части. В заданном положении стол фиксируют эксцентриком 5, управляемым рукояткой 6. Эксцентрик имеет две рабочие поверхности, боковую и торцовую (верхнюю). При повороте рукоятки 6 шарики 3 через плунжеры 2 действуют на сухари 1, которые закрепляют стол в рабочем положении.