Сверлильный станок для плат своими руками

Сверлильный станок для печатных плат.

позиционирование сверла

Надоело , в общем то, сверлить платы ручной сверлилкой поэтому решено было изготовить небольшой сверлильный станок исключительно для печатных плат. Конструкций в интернете полным полно, на любой вкус. Посмотрев несколько описаний подобных сверлилок, пришел к решению повторить сверлильный станок на основе элементов от ненужного, старого CD ROM’a. Разумеется, для изготовления этого сверлильного станочка придется использовать материалы те, что находятся под рукой.

От старого CD ROM’a для изготовления сверлильного станочка берем только стальную рамку со смонтированными на ней двумя направляющими и каретку, которая передвигается по направляющим. На фото ниже все это хорошо видно.

Рамка и каретка из CD-ROM.

На подвижной каретке будет укреплен электродвигатель сверлилки. Для крепления электродвигателя к каретке был изготовлен Г-образный кронштейн из полоски стали толщиной 2 мм.

В кронштейне сверлим отверствия для вала двигателя и винтов его крепления.

В первом варианте для сверлильного станочка был выбран электродвигатель типа ДП25-1,6-3-27 с напряжением питания 27 В и мощностью 1,6 Вт. Вот он на фото:

электродвигатель ДП25-1,6-3-27

Как показала практика, этот двигатель слабоват для выполнения сверлильных работ. Мощности его ( 1,6 Вт) недостаточно- при малейшей нагрузке двигатель просто останавливается.

Вот так выглядел первый вариант сверлилки с двигателем ДП25-1,6-3-27 на стадии изготовления:

Поэтому пришлось искать другой электродвигатель-помощнее. А изготовление сверлилки застопорилось…

Продолжение процесса изготовления сверлильного станочка.

Через некоторое время попал в руки электродвигатель от разобранного неисправного струйного принтера Canon:

электродвигатель от принтера Canon

На двигателе нет маркировки, поэтому его мощность неизвестна. На вал двигателя насажена стальная шестерня. Вал этого двигателя имеет диаметр 2,3 мм. После снятия шестерни, на вал двигателя был надет цанговый патрончик и сделано несколько пробных сверлений сверлом диаметром 1 мм. Результат был обнадеживающим- «принтерный» двигатель был явно мощнее двигателя ДП25-1,6-3-27 и свободно сверлил текстолит толщиной 3мм при напряжении питания 12 В.

Поэтому изготовление сверлильного станочка было продолжено…

Крепим электродвигатель с помощью Г-образного кронштейна к подвижной каретке:

электродвигатель Canon на кареткеэлектродвигатель Canon на каретке

Основание сверлильного станочка изготовлено из стеклотекстолита толщиной 10мм.

На фото – заготовки для основания станочка:

заготовка для основания стеклотекстолит

Для того, чтобы сверлильный станочек не ёрзал по столу во время сверления, на нижней стороне установлены резиновые ножки:

ножки резиновые

Конструкция сверлильного станочка –консольного типа, то есть несущая рамка с двигателем закреплена на двух консольных кронштейнах, на некотором расстоянии от основания. Это сделано для того, чтобы обеспечить сверление достаточно больших печатных плат. Конструкция ясна из эскиза:

Станок сверлильный для печатных плат_эскиз

Далее несколько изображений собранного сверлильного станочка.

сверлильный станоксверлильный станоксверлильный станок

Рабочая зона станочка, виден белый светодиод подсветки:

позиционирование сверла

Вот так реализована подсветка рабочей зоны. На фото наблюдается избыточная яркость освещения. На самом деле-это ложное впечатление (это бликует камера)- в реальности все выглядит очень хорошо:

подсветка рабочей зоны

Консольная конструкция позволяет сверлить платы шириной не менее 130 мм и неограниченной ( в разумных пределах) длиной.

Замер размеров рабочей зоны:

размер рабочей зоны

На фото видно, что расстояние от упора в основание сверлильного станочка до оси сверла составляет 68мм, что и обеспечивает ширину обрабатываемых печатных плат не менее 130мм.

Для подачи сверла вниз при сверлении имеется нажимной рычаг-виден на фото:

нажимной рычаг

Для удержания сверла над печатной платой перед процессом сверления, и возврата его в исходное положение после сверления, служит возвратная пружина, которая надета на одну из направляющих:

возвратная пружина

Система автоматической регулировки оборотов двигателя в зависимости от нагрузки.

Для удобства пользования сверлильным станочком было собрано и испытано два варианта регуляторов частоты вращения двигателя. В первоначальном варианте сверлилки с электродвигателем ДП25-1,6-3-27 регулятор был собран по схеме из журнала Радио №7 за 2010 год:

Регулятор оборотов

Этот регулятор работать как положено не захотел, поэтому был безжалостно выброшен в мусор.

Для второго варианта сверлильного станка, на основе электродвигателя от струйного принтера Canon, на сайте котов-радиолюбителей была найдена еще одна схема регулятора частоты вращения вала электродвигателя:

Данный регулятор обеспечивает работу электродвигателя в двух режимах:

  1. При отсутствии нагрузки или, другими словами, когда сверло не касается печатной платы, вал электродвигателя вращается с пониженными оборотами (100-200 об/мин).
  2. При увеличении нагрузки на двигатель регулятор увеличивает обороты до максимальных, тем самым обеспечивая нормальный процесс сверления.

Регулятор частоты вращения электродвигателя собранный по этой схеме заработал сразу без настройки. В моем случае частота вращения на холостом ходу составила около 200 об/мин. В момент касания сверла печатной платы-обороты увеличиваются до максимальных. После завершения сверления, этот регулятор снижает обороты двигателя до минимальных.

Регулятор оборотов электродвигателя был собран на небольшой печатной платке:

плата управления оборотами электродвигателя

Транзистор КТ815В снабжен небольшим радиатором.

Плата регулятора установлена в задней части сверлильного станочка:

плата системы автоматического регулятора оборотов

Здесь резистор R3 номиналом 3,9 Ом был заменен на МЛТ-2 номиналом 5,6 Ом.

Испытания сверлильного станка прошли успешно. Система автоматической регулировки частоты вращения вала электродвигателя работает четко и безотказно.

Небольшой видеоролик о работе сверлильного станка:

Update от 01.08.2017:

На плате управления кроме собственно регулятора оборотов двигателя расположен еще и простейший стабилизатор напряжения питания светодиода подсветки рабочей зоны. Полная схема платы управления:

Самодельный станок для сверления печатных плат

Представляю вниманию обзор самодельного станка для сверления печатных плат. Циничное глумление над всеми принципами машиностроения и охальное огуливание законов физики, сопромата и здравого смысла — под катом.

Предисловие

В эпоху начала моего увлечения электроникой одной из основных проблем при изготовлении печатных плат было сверление в них отверстий. Особенно тяжело приходилось с микросхемами, где выводов много и необходимо строго соблюдать геометрию расположения отверстий. Времена тогда были суровые, и единственным подходящим инструментом была вот эта ручная дрель:

В патрон зажималась ножка от циркуля, в которую уже можно было зажать сверло 0.8~1.0 мм. Свёрла подобного диаметра тоже были дичайшим дефицитом. Поэтому каждое сверление было как хождение по канату над пропастью — надавишь чуть сильнее — и нет сверла, и взять больше негде.

Время шло, интересы и занятость менялись. Электронику я оставил на много лет, вернувшись к ней лишь года четыре назад. Ощущения были как у Фрая из «Футурамы» — насколько же всё изменилось! Разверз свои бездны деталей, инструментов и оснастки AliExpress. Размеры деталей уменьшились настолько, что без микроскопа уже и не разглядеть. А их характеристики стали просто фантастическими. Однако главной революцией стало появление сервисов типа JLCPCB, PCBway и аналогичных. Нарисовав схему и разведя в плату (и уже не по клеточкам в тетрадке, а в удобном мощном софте), можно заказать и через три-четыре недели получить в руки настоящие заводские платы. Многослойные, с маской и шелкографией, красивые и вкусно пахнущие лаком. И всё это доступно за очень вменяемые деньги буквально каждому желающему.

И тем не менее, как бы далеко ни ушёл прогресс и насколько бы широкое распространение ни получил поверхностный монтаж, потребность самостоятельно изготавливать платы и сверлить в них отверстия никуда не пропала. Потому что порой очень хочется воплотить в жизнь какой-то прототип как можно скорее, без ожидания заводских плат в течение нескольких недель. Отличное подспорье в этом — breadboards, платы быстрого монтажа. Однако они рассчитаны всё-таки на выводные детали, а я сразу же и надолго полюбил поверхностный монтаж.

В общем, снова вернулась старая проблема — как и чем сверлить. Свёрла нынче доступны всегда и в любом количестве, однако ломать их всё-таки неприятно. Тем более, что появились свёрла твердосплавные, намного более износостойкие (простую сталь стеклотекстолит «сжирает» моментально), но совершенно не терпящие даже малейших перекосов. Очевидно, что для их применения требуется уже не ручная дрель и даже не моторчик с цангами, а какой-то станок.

Первым делом попробовал найти что-то готовое. Самым интересным и подходящим вариантом показался Proxxon TBM 220. Однако есть у него одна серьёзная проблема — шибко уж он дорогой (около 230 €). Да и вариант с классическим исполнением пиноли выглядит весьма сомнительно, поскольку люфты в ней солидные даже на полноразмерных станках. Но там плюс/минус полмиллиметра редко когда бывают существенны, в отличие от плат.

Так и не подобрав ничего подходящего из готового, отправился за вдохновением на YouTube. Ох, чего ж там только нет, каких только конструкций! Деревянные, печатные, сварные. С классической (круглой) пинолью, под «ласточкин хвост» и даже из направляющих для мебельных ящиков. Посмотрев несколько десятков видео, так и не нашёл ничего, что понравилось бы и захотелось это повторить. Везде свои недостатки — слишком маленькие стол и вылет пиноли, огромные люфты, недостаток жёсткости, ужасающее биение сверла и прочее. К тому же, во всех конструкциях используются либо малюсенькие движки с кривыми цангами (и соответственно огромными биениями), либо движки 775 (с креплением вала в латунных втулках их коротенького корпуса) и цангами стандарта ER-11.

Зато отличным источником идей стали маленькие «домашние» CNC (ЧПУ) фрезерные станки. Там и шпиндель уже серьёзный, на подшипниках качения, и направляющие либо на рельсах, либо на валах и линейных подшипниках. Прикинув в уме и на бумаге несколько вариантов, решился попробовать сделать «с нуля» полностью свой станок, со шпинделем и валами.

Материалы

Ссылки на магазины приведены чисто для справки. Перечислены только основные материалы, расходку и мелочёвку не считал.

  1. 1. Алюминиевый профиль 20х20: 230 мм. (2 шт.) и 300 мм. (2 шт.);
  2. 2. Алюминиевый профиль 20х40: 300 мм. и 350 мм. (2 шт.);
  3. 3. Плита Д16Т 12×200х400 мм.;
  4. 4. Лист АМг2 2х100х150 мм.;
  5. 5. Шестерня со ступицей М=1, Z=36 (3 шт.);
  6. 6. Рейка зубчатая М=1, 15х15 мм., 500 мм.;
  7. 7. Сухари под профиль 20, с резьбой М4 и М5;
  8. 8. Т-гайки под профиль 20, с резьбой М3 и М4;
  9. 9. Винты М2, М3, М4, М5, М6 разной длины;
  10. 10. Пружина 2,0-20-98,3-14-16-Ц12ХР (2 шт.);
  11. 11. Вал ⌀10 400 мм.;
  12. 12. Вал ⌀12 400 мм. (2 шт.);
  13. 13. Опора вала SK12 (2 шт.);
  14. 14. Опора вала SHF12 (2 шт.);
  15. 15. Линейный подшипник SC12UU (4 шт.);
  16. 16. Шпиндель 200 Вт, вал 8 мм.;
  17. 17. Патрон под цанги ER-11, под вал 8 мм.;
  18. 18. Цанга 3.175 мм.;
  19. 19. Крепёж шпинделя под ⌀52 мм.;
  20. 20. Светодиод TDS-P005L4O16 (3 шт.);
  21. 21. Модуль DC/DC (с ограничением тока);
  22. 22. Провод в ПВХ-изоляции AWG24;
  23. 23. Провод в силиконовой изоляции AWG24;
  24. 24. Выключатель KCD-11;
  25. 25. Разъём XH-2.54;
  26. 26. Разъём DC круглый 5.5х2.1 мм.;
  27. 27. Клеммы плоские «мама» 4.8 мм.;
  28. 28. Спиральная трубка ⌀8 мм.;
Читайте также:  Сантехнический сифон: что это такое, назначение и виды, материал изготовления

Изготовление и сборка

Берём аккуратно нарезанный в магазине профиль:

В торцах профиля нарезаем резьбу М6 на глубину 80 мм. Оказалось очень удобно использовать для этого гаечный метчик, хотя по-идее он совсем не для этого:

Собираем раму на винты М6х70. Крепим направляющие, выставив их параллельно друг другу и порталу рамы:

Вырезаем из плиты кусок 300х180 мм. под каретку шпинделя. Размечаем отверстия:

Сверлим отверстия для подшипников и крепежа шпинделя. Примеряем плиту на место, закрепив её к подшипникам винтами М5х25:

Берём шестерни и зубчатую рейку:

Рейку нарезаем на части, сверлим отверстия и нарезаем резьбу М4. В шестернях сверлим отверстие под фиксирующий винт и нарезаем резьбу М4. В одной шестерне спиливаем часть зубьев, сверлим отверстие, нарезаем резьбу М8. Из оставшейся части плиты вырезаем два уголка, которые будут крепить вал привода каретки:

Собираем каретку и её привод. Под пружины ставим печатные шайбы, чтобы пружины не «играли» и не соскакивали с опор валов:

Шестерни садятся на вал и крепятся фиксирующими винтами. Думал нужно будет делать на валу лыски чтобы шестерни не проворачивались, но по факту этого не потребовалось.

Собираем ручку привода. Берём мебельный болт М8х200, разводим эпоксидный клей и приклеиваем печатный шарик. Болт вкручиваем в шестерню и поджимаем контргайкой, чтобы не раскручивался:

Крепим ручку на конец вала привода, фиксируем винтом. Культурно пакуем всё это в печатный корпус:

Подсветка

Рабочая зона должна быть с подсветкой, это непременно. В идеале — с бестеневой. Прикинув разные варианты, остановился на трёхточечной — сзади и по бокам. Четвёртая точка (спереди) в принципе тоже влазит, но мешает менять оснастку и ухудшает обзор. Вырезаем из листа алюминия хитрую конструкцию. Загибаем её. Сверлим отверстия, нарезаем резьбу М2. Намазав термопасты, прикручиваем светодиоды. Соединяем светодиоды последовательно, используя провод в силиконовой изоляции (пластина будет нагреваться, работая как радиатор для светодиодов). Провода фиксируем силиконом:

Крепим пластину на место, под шпиндель. Сразу же делаем рабочий стол из отрезка ЛДСП 16 мм., чтобы можно было проверить подсветку и подогнуть её, чтобы светила как надо, на кончик сверла:

Делаем питание светодиодов. Весь станок запитывается от 24 В. Светодиодам необходимо 16 В, плюс было бы неплохо ограничить им ток. Изначально хотел использовать модуль DC/DC, приведённый в списке материалов. Однако внезапно оказалось, что они все у меня закончились, а ждать доставки ещё месяц не хотелось. Пришлось изобретать схему из того, что нашлось под рукой — модуля DC/DC MP1584 и рассыпухи:

На LM317 собран стабилизатор тока на 100 мА. Включение классическое, прямо из спецификации. На входе поставлен диод 1N4007, чтобы шпиндель при остановке не угробил всё это своей ЭДС самоиндукции. Распаиваем детали на кусочке макетной платы и прикручиваем её к плите каретки:

Разводим нехитрую проводку в спиральной трубке для проводов. Закрываем стабилизатор корпусом. Закрепляем трубку к раме. Устанавливаем в корпус гнездо питания и выключатель шпинделя (подсветка подключается напрямую):

Тестируем подсветку, установив в цангу сверло. Подсветка яркая, равномерная, охватывает достаточно широкую область вокруг патрона. Фокус лучей сходится примерно на кончике сверла:

В точке соприкосновения сверла с платой видно три тусклых тени:

Конечно, полноценная бестеневая подсветка была бы лучше, однако под задачи сверления того, что сделано, вполне хватает — главное, что можно хорошо позиционировать сверло.

Итоговый вид

Характеристики

  • Габариты (ШхДхВ): 380х300х400 мм.
  • Рабочий ход каретки: 42 мм.
  • Рабочее стол: 220х300 мм.
  • Вес: 7.8 кг.
  • Частота вращения патрона: ~5200 об/мин.
  • Напряжение питания: 24 В.
  • Номинальный ток потребления: 1 А.

Испытания

Сверление, сверло 0.6 мм.:


Биение не превышает 0.07 (семи сотых) миллиметра. Считаю, это весьма неплохой результат для домашней «наколенной» самоделки.

Впечатления

Ход каретки очень мягкий и плавный, какие-либо люфты и/или закусывания отсутствуют напрочь. За счёт значительной массы каретки вибрации шпинделя также отсутствуют (хотя он и так отлично сбалансирован). Мощности более чем хватает для сверления стеклотекстолита любыми твердосплавными свёрлами нужных диаметров (от 0.6 до 1.5 мм.). Менять свёрла удобно, рабочего хода каретки вполне достаточно. Можно работать с платами большого размера. В целом, конструкция вышла как в известном меме:

Да, пожалуй что для работы именно с платами станок получился даже слишком суров. Однако именно такого результата я и добивался — точности и удобства эксплуатации.

На этом всё, благодарю за внимание! Вопросы и конструктивная критика — приветствуются.

Сверлильный станок для печатных плат своими руками

Сверление отверстий в печатных платах процесс долгий и трудоемкий, требующий высокой точности, ведь от качества отверстий будет зависеть качество печатной платы. Надоело мне сверлить платы ручной электродрелью, поэтому решил сделать небольшой сверлильный станок специально для печатных плат. Конструкцию станка хотелось сделать, как можно проще и надежнее, чтобы его мог изготовить любой радиолюбитель. Поэтому недолго думая я разработал простую и очень надежную конструкцию миниатюрного сверлильного станка для печатных плат, чертеж которого представлен на этом рисунке.

Чертеж сверлильного станка для печатных плат

Чертеж сверлильного станка для печатных плат

Детали для сверлильного станка легко изготовить на токарном станке или заказать знакомому токарю. Основанием станка служит прямоугольный кусок ДСП размером 160х200 мм. Электродвигатель для сверлильного станка я взял от старого струйного принтера.

Сверлильный станок для печатных плат своими руками

Цанговый патрон для крепления сверла купил на Алике. Если будете заказывать патрон обратите внимание на диаметр вала электродвигателя, потому, что валы бывают четырех размеров 2.35 мм, 3.17 мм, 4.05 мм, 5.05 мм, поэтому посадочный диаметр патрона должен точно соответствовать диаметру вала. Благо в Китае сего добра навалом. В комплекте с любым патроном прилагается пять цанговых переходников под разные сверла диаметр которых 0.5 мм, 1 мм, 1.5 мм, 2.5 мм, 3 мм.

Цанговый патрон для мини электродрели и сверлильного станка

Для сверления отверстий в печатных платах лучше всего использовать специальные сверла из твердого сплава сделанные в Японии купленные в Китае на Алике. Диаметр хвостовика 3 мм, диаметр рабочей части сверла 0.9 мм. Как показала практика это самый универсальный размер отверстий подходит для большинства радиодеталей.

Сверла для печатных плат. Набор 10 шт. Made un Japan.

Для питания электродвигателя и светодиодной подсветки применяется простейший 12 вольтовый блок питания состоящий из трансформатора, четырех диодов и конденсатора. Спрятано это дело под металлическим кожухом на котором установлен выключатель отключающий сетевое питание трансформатора 220В.

Схема блока питания для сверлильного станка состоит из четырех диодов IN4007 и одного конденсатора 1000mf 25V. Так, что проблем с радиодеталями быть не должно. Трансформатор любой маломощный на 12В 0.5А. Светодиодная подсветка подключается параллельно к контактам электродвигателя. В качестве источника света я использовал небольшую прямоугольную светодиодную панельку.

Схема блока питания для сверлильного станка

Схема блока питания для сверлильного станка

Чтобы выглядело аккуратно решил изготовить печатную плату.

Печатная плата блока питания для сверлильного станка

Печатная плата блока питания для сверлильного станка

Механизм подачи очень простой. При нажатии на рычаг плата поднимается вверх и таким образом происходит сверление отверстий. Конечно можно было сделать с верхней подачей, как в обычных сверлильных станках… Но зачем усложнять конструкцию? Все и так отлично работает. Станок на 100% справляется со своей задачей. Рекомендую!

Сверление отверстий в печатной плате

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать сверлильный станок для печатных плат своими руками

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Сверлильный станок для печатных плат своими руками.

Почти год назад собрал, наконец то и я станочек для для сверления печатных плат. До этих пор я, как и многие другие пользовался небольшим движком с насаженным на вал патроном.
В один день меня все это достало, и я решил, сконструировать, что то своё. Думал сначала сконструировать что то своей собственной конструкции, благо уже кое что подобрал для механизма подачи и перелопатил просторы интернета в поисках подходящих конструкций для повторения.
Должен сказать, что есть все таки конструкции заслуживающие внимания, и сделанные красиво и грамотно. Но есть и такие словно топором сделаны.
Но тут как то на блошином рынке мне попался на глаза скелет от микроскопа в весьма плачевном состоянии. Ума не приложу как люди от науки смогли довести его до такого состояния.
Сторговался за десятку евро. Уже на работе я всё это добро перебрал, перемыл, восстановил механику и убрал все люфты. Далее, я удалил наклонную консоль и вместо неё изготовил из Д16Т горизонтальную. Из того же материала сделал и крепление электродвигателя. Теперь конструкция получалась компактнее по высоте, и внешне приобрела очертания станка. Крепление деталей к станине делал при помощи штифтов и болтов.

Немного отойду от темы и расскажу о себе. Работаю я в автосервисе, поэтому в своей конструкции использовалось всё, что валялось под ногами и могло найти применение. Из оборудования в основном пользовался настольно сверлильным станком полу артельного производства. Все операции такие как: сверление и фрезерование, шлифовку и некоторые токарные, я делал на нём. Из инструмента использовал напильники, надфили, сверла, развертки, метчики, ножовку и многое другое, всего не перечислить. В общем, по времени у меня ушло на всё это пару месяцев (все делалось в свободное от работы время). Получилось все замечательно, но разочарование наступило после первого же включения. Причиной была вибрация создаваемая патроном.
Случилось так, что когда то давным-давно мне попался в руки заклинивший Опелёвский бензонасос. И пораскинув немного мозгами, я его переделал в сверлилку. Характеристики у этого движка довольно солидные. Однажды пробовал сверлить им сталь применив сверло ∅6мм.

Должен отметить, что не каждый электро бензонасос может подойти для этих целей. У меня этого добра валяется немало, и я однажды ” анатомировал ” десяток разных моделей. Тут есть достаточно много разных неприятных моментов связанных с конструкцией самого электродвигателя. Хотя, при большом желании и умении я думаю можно сделать все что угодно.

Когда держишь движок в руке и сверлишь, то небольшие огрехи такие как вибрация и эксцентриситет почти не ощутимы. В станке же все по-другому. И тогда я стал искать другой патрон под свой движок. Этот патрон имел резьбовую посадку на вал, и делать новый переходник под него, было бы пустой тратой времени. Цанговый вариант даже не хотел рассматривать. На мой взгляд патрон инструмент универсальный, а цанга предусматривает сверла определенных размеров. Чуть диаметр не тот и сверло или не вставляется или описывает круги.
И я нашёл то, что искал у одного продавца инструментов. Патрон оказался производства Поднебесной, но выглядит на удивление довольно культурно, качество исполнения просто великолепное. Да и по деньгам не так уж дорого всего 8 европейских рублей, в переводе на наши Молдавские леи.

Читайте также:  Поделки из каштанов и желудей

Вот данные по патрону
Размеры:
— внешний диаметр — 21.5мм
— больший диаметр конуса — 6.350 мм
— меньший диаметр конуса — 5.802 мм
— длина конуса 14,5 мм
— эллипс 0,02 мм
Конус: JT0 (2 градуса 49 минут 24.7 секунд)
Диаметр сверла: 0.3мм — 4мм
Вес: 73.3г

И, даже продавец патрона пообещал помочь с переходником под патрон. Но время шло, а переходника всё не было. Примерно через полгода, так и не дождавшись заветного переходника, решил обратиться к знакомым токарям. Но и там меня ждало разочарование. Я в принципе и не питал больших надежд на этот счет, потому как знал что на станках производства 70 х, 80 х годов большой точности не получить. Тогда решил попробовать сделать конус своими силами. Казалось бы, задача невыполнимая, но как говорят все гениальное просто. Я обратил внимание на одну авто деталь. Ею является форсунка от механического впрыска топлива бензиновых автомобилей 80 — х, 90 -х годов производства фирмы BOSCH.

На первом фото: форсунки ( инжекторы ) в исполнении 1 – из стали, 2 – из латуни, 3 – обрезанная и просверленная заготовка, 4 – готовая заготовка, 5 – заготовка насаженная на ось.
Чем меня привлекла эта деталь? А прежде всего тем, что в ней есть уже готовое сквозное отверстие. Во вторых сделана она с очень высокой точностью. Это так называемая прецизионная механика. В третьих у меня этого добра пришедшего в негодность собралось уже не мало. Поэтому было на чем экспериментировать. В конце концов после некоторых экспериментов, удалось получить то что хотелось.

Как я уже сказал, у меня в распоряжении есть только настольно — сверлильный станок. Вот на нём я и делал свои заготовки. Сверление отверстий делал несколько необычным способом, то есть саму заготовку зажимал в патроне станка, а сверло в специальном приспособлении сделанном из двух металлических брусков с просверленными по центру отверстиями разного диаметра (см.рис.).

Можно так же использовать держатель для метчиков. При сверлении желательно использовать новые сверла и вылет сверла должен быть как можно короче. Тогда вероятность отклонения от центра будет минимальной. Под выступающую нижнюю часть сверла можно подложить любой предмет с параллельными плоскостями и имеющим сквозные отверстия. Подойдут любые втулки, подшипники, плиты ДСП или МДФ.
Первоначально сверлится отверстие под диаметр вала двигателя. В данном случае диаметр вала двигателя моего станка составляет 6 мм. Диаметр сверла берется на 0,1 мм меньше то есть 5,9 мм. Далее сверлится сквозное отверстие под резьбу М 4. Резьба нужна для того чтобы можно было выпрессовать заготовку с вала в случае необходимости. Заготовок желательно сделать несколько штук, так как не исключено биение заготовки на валу, или отклонение отверстия от центра.
При изготовлении заготовки из калиброванного прутка, в начале после предварительной разметки нужно предварительно сделать заход центровочным сверлом. Если же есть возможность сделать заготовку на токарном станке, то тогда задача намного упрощается. Но это только первый этап. Далее необходимо слегка нагреть заготовку и насадить без усилий на вал двигателя. После остывания заготовка удерживается на валу очень прочно без всяких дополнительных винтов. Это так называемая горячая посадка. После этого проверил заготовку на биение и отклонение центра. Меня устроила вторая по счету из изготовленных. Поверхности сопрягаемых деталей не должны иметь следов смазки, так как при нагреве смазка выгорает, и сопрягаемые детали как бы склеиваются между собой. В дальнейшем их при необходимости разъединить будет очень непросто.

Как то пообщавшись со своим товарищем ещё по студенческой скамье, появилась идея дальнейшего продолжения задумки. Посидев пару часов за компьютером, смоделировал приспособление для шлифовки конуса. Изготовление этой оснастки заняло ещё пару часов. А изготовление то есть шлифовка конуса около сорока минут. И то с перерывами на замеры. Вы будете смеяться но все это я делал у себя на кухне, закрепив всю эту конструкцию двумя струбцинами на табуретке.
В общем результат превзошел все мои ожидания, при работе станка сверло будто бы стоит на месте. Если раньше при каждом сверлении отверстий приходилось останавливать двигатель чтобы попасть в будущий центр отверстия, то теперь сверлить можно без остановок и без риска сломать твердосплавное сверло.
Делал ли кто нечто подобное до меня или нет я не знаю. По крайней мере я ничего подобного нигде не нашёл. Факт в том что все таки можно добиться достаточно высокой точности в кустарных условиях не прибегая к помощи станочника. Правда если руки и голова растут из плеч.
Модель этого устройства выглядит вот так.

Внешний вид устройства спереди и сзади.

Обрабатываемый конус ( увеличено ).

Для шлифовки желательно воспользоваться новым камнем, а вращение детали и камня должны быть взаимно — противоположные.

Вращением винтов А, А1 и В, В1производим подачу детали. Ослабляя винт В1 и вкручивая винт А1 придаем детали конусность. Направляющие, (поз. 1) изготовил из обрезков квадратной трубы сечением 15×15, упорные пластины ( поз 2 и 3 ) стальные, толщиной 5мм. Болтами (поз 6 ) крепится упорная пластина к неподвижной плите ( поз 5 ). Пластина ( поз 2 ), крепится к подвижной плите ( поз 4 ). Направляющие пазы в подвижной плите (поз 7 ). Очень удобно в качестве крепежа использовать болты с головкой под шестигранник, особенно болты подачи поз. А, А1 и В, В1. Вращая их шестигранником очень легко контролируется подача. Между направляющими и подвижной плитой желательно оставить зазор около 1мм на сторону. Сама плита должна двигаться в продольном направлении довольно плотно, с небольшим скрипом. Болтами ( поз 7) достигается необходимая регулировка. Материалом для изготовления приспособления для шлифовки могут быть плиты из ДСП, МДФ, толстой фанеры или шлифованной древесины твердых пород. Я использовал МДФ толщиной 22 мм.

У различных материалов есть свои определенные недостатки, которые необходимо учитывать. Так плиты из МДФ имеют склонность к расслаиванию в продольном направлении при вкручивании болтов. Древесина склонна к раскалыванию.

Теперь пару слов о конструкции станка.

Крепление двигателя в станине выполнил по классической схеме. Аналогичной с сайта ydoma.info/samodelki-mini-sverlilnyj-stanok.html?cat=5.
Такой вариант обеспечивает очень надежное и жесткое соединение двигателя с конструкцией.

Подсветку объединил совместно с лупой, получилось очень удобно на мой взгляд. Свет направлен всегда от глаз в направлении инструмента.

Гибкий рукав изготовил опять же из того что было, взял алюминиевые шарики ∅ 9 мм от сработавших ремней безопасности и соединил их парами медной трубкой. Меж собой соединил их короткими отрезками трубки из пластикового бензопровода с внутренним диаметром 8 мм. Предварительно нагрев шарик насаженный на стальной стержень, насаживается трубка на шарик до образования на трубке полусферы. Вот так все просто. Как выглядит это сочленение показано на рисунке.


Колесо подъёма и опускания выточил из эбонита ∅ 50 мм и плотно насадил на штатное. Управление стало намного удобнее чем раньше.
Добавлять дополнительно рычажок посчитал не обязательным.
Подача инструмента при сверлении и так происходит очень легко и плавно.

С блоком питания сильно заморачиваться не стал ( считаю что чем проще тем надёжней ), сделал его на базе 100 ваттного тора с простейшим выпрямителем. Хотя была мысль сделать импульсник, благо есть хорошая зарекомендованная схема. Галетный переключатель выбора оборотов на 10 положений. Напряжение питания от 4 до 14 V. Корпус взял от дисковода для флоппи — дисков на 3,5″ ( этим добром уже наверняка больше никто не пользуется ). Правда слегка его переделал.
Управление включением двигателя посредством педали не занимает руки при сверлении плат.
Ну и по концовке авто маляр окрасил все детали по отдельности.

Кругом бегом на всё это я потратил около 40 евро, и в общем то считаю что не очень дорого за такое удовольствие.
Ну вот как то так.

Самодельный настольный мини сверлильный станок

В радиолюбительской практике часто приходится изготавливать печатные платы, в которых необходимо сверлить много отверстий диаметром 0,5-3,0 мм, которые ручной, дрелью или на большом сверлильном станке просверлить невозможно.

Мини сверлильный настольный станок

Поэтому для сверления печатных плат многие радиолюбители изготавливают самодельные настольные или ручные мини сверлильные станки. Предлагаю Вашему вниманию разработанную и сделанную своими руками конструкцию настольного сверлильного станка, изготовленную из подручных деталей.

Конструкция

Основой станины мини сверлильного станка послужила стойка для проведения линейных измерений цифровым индикатором с небольшой доработкой. Был демонтирован предметный столик с регулировочными винтами и удалена часть подвижной штанги крепления стрелочного индикатора на длину прорези.

Основание мини сверлильного станка

В основании стойки просверлено два отверстия для крепления столика и в них нарезана резьба М4. В самой штанге по центру симметрии с отступом от края отреза на 15 мм просверлено отверстие диаметром 10 мм под направляющий болт.

После подготовки основания можно приступать к изготовлению деталей. Столик сделан с дюралюминия и имеет размеры 100×120 мм толщиной 15 мм. Его можно сделать практически из любого материала, алюминия, железа, стеклотекстолита, ДСП, твердой породы дерева. Размер столика выбрать по своему усмотрению. Крепится столик к основанию мини сверлильного станка двумя винтами М4 с потайными головками.

Следующая деталь мини сверлильного станка это подвижная пластина, в которой закреплен двигатель. Пластина сделана из дюралюминия размером 50 мм на 130 мм, толщиной 15 мм. Толщина не критична, может быть от 5 мм и толще. Узкие торцы пластины для эстетики закруглены радиусом 25 мм. На расстоянии 80 мм в пластине сделаны два больших отверстия. Одно для скольжения по стойке во время сверления диаметром 30мм, а второе для закрепления двигателя диаметром 36 мм. Между большими отверстиями по линии, проходящей по их центрам, просверлено еще одно отверстие, в котором нарезана резьба М10. Центр этого резьбового отверстия, когда пластина надета на стойку, должен совпадать с отверстием, высверленным в штанге.

Читайте также:  Профильная труба: размеры, условия производства и стоимость

Подвижная пластина мини сверлильного станка

Закрепить двигатель в пластине можно было, просто зажав его с двух сторон винтами, в высверленные резьбовые отверстия, но мне захотелось сделать лучше. В пластине сделал прорезь и закрепляется двигатель обжатием пластиной с помощью винта М5. Благодаря такому решению двигатель легко извлекается из пластины и сверлильный мини станок превращается в миниатюрную ручную дрель, что иногда бывает необходимо. Если потребность в мини ручной дрели бывает частой, то можно установить винт с барашком.

Ручка подачи сверла мини сверлильного станка

Следующая деталь, это ручка-рычаг, благодаря которой обеспечивается ход сверла во время сверления, который составляет около 7 мм. Ручка-рычаг представляет собой пластину из дюралюминия толщиной 5 мм и габаритным размером 50×120 мм. В ней сделано одно овальное большое отверстие, размером, обеспечивающим проход двигателя мини сверлильного станка без касаний и возможности смотреть в точку входа сверла в деталь при сверлении для прицеливания.

Вид на деталь через отверстие ручки-рычага мини сверлильного станка

Еще потребуется болт длиной 60 мм с резьбой на конце длиной, равной толщине пластины мини сверлильного станка, конус Морзе а1 для насадки патрона на вал двигателя и пружина достаточной жесткости, для возврата пластины с двигателем в исходное состояние.

Сборка

Осталось собрать детали вместе и мини сверлильный станок будет готов к работе. Болт продевается сначала через отверстие 10 мм ручки-рычага, далее вставляется в штангу. Одевается пружина и болт закручивается в подвижную пластину. Места трения деталей мини сверлильного станка желательно перед сборкой покрыть тонким слоем любой густой смазкой, в крайнем случае, можно обойтись и обыкновенным машинным маслом.

Сборка мини сверлильного станка

Собранный узел устанавливается на цилиндрическую стойку сверлильного мини станка, и штанга фиксируется штатным зажимом. Осталось установить двигатель, отрегулировать высоту и можно приступать к сверлению. Достаточно с небольшим усилием нажать на рычаг-ручку и сверло пойдет вниз.

Сверление на мини сверлильном станке

Если усилие пружины будет недостаточно для поднятия подвижной части мини станка вверх, то нужно ее немного растянуть или заменить более жесткой.

Детали

Электродвигатель я использовал ДПМ-35Н1 на напряжение питания постоянного тока 27 В. Для электропитания двигателя сделал простейший блок питания, представляющий собой понижающий трансформатор, диодный мост и электролитический конденсатор. Можно использовать практически любой электродвигатель постоянного или переменного тока, но желательно с ротором, установленным на подшипниках качения (шариковыми). Чем частота оборотов вала двигателя будет выше, тем качественнее будут получаться отверстия и быстрее идти работа.

Работа

Если интересно, посмотрите короткий видео ролик, демонстрирующий мини сверлильный станок в работе.

О сверлах для сверления печатных плат

Как правило, настольные мини сверлильные станки применяются для сверления печатных плат для радио конструкций. Основой для печатных плат служит фольгированный стеклотекстолит, который из-за наличия в материале стекла очень быстро тупит режущие кромки сверла. После сотни просверленных отверстий в стеклотекстолите сверло приходит в негодность. Заправить сверло диаметром 0,7 мм качественно в домашних условиях практически невозможно. Есть твердосплавные сверла, специально предназначенные для сверления стеклотекстолита. Они выпускаются разных диаметром от 0,5 мм до 2,0 мм и все имеют хвостовик диаметром 2 мм.

Твердосплавные сверла

Одним твердосплавным сверлом без заправки режущих кромок можно просверлить десятки тысяч отверстий. Один недостаток у такого сверла, оно очень хрупкое и легко ломается, если приложить боковое усилие. Если твердосплавное сверло зажать в ручной дрели, то при первом же касании к поверхности детали сверло сломается. В мини сверлильном станке я одним сверлом уже сверлю много лет, и оно до сих пор сверлит, как новое.

Станок для сверления печатных плат из CD-привода TEAC

Прочитав статьи о достижениях форумчан в области станкостроения (молодцы, ребята!) с упоминанием узлов СД приводов, полез в хламовник и достал дохлый CD-привод TEAC.

Взглянув на каретку, держащую лазерный модуль, сразу понял — это почти готовый узел привода сверлильной головки!

Содержание / Contents

↑ Внутри CD-привода

Точность подачи не вызывает сомнений — ведь САМ ЛАЗЕР позиционировала! Но для бОльшей надежности (все-таки сверлильная головка потяжелее, чем лазер) нужна была еще одна такая же каретка. К счастью, рядом валялся такой же (или почти) TEAC. С механикой у них, похоже, стандарт. Короче, снимаем с него каретку, устанавливаем рядом с имеющейся, и вот что получилось:

Рабочий ход этого тандема составляет около 10 мм — вполне достаточно. Можно, конечно, кое-что подпилить, чтобы, сблизив каретки, увеличить ход сверла, но нет смысла — станок предназначен только для сверления плат (по крайней мере, у меня).
ПС. Один лазер демонтировать не удалось — так что можно смело в названии станка писать — «лазерный»!

Теперь нужно подумать о станине. Смотрим на шасси этого же дисковода:

Режем по красным линиям, подрезаем углы по вкусу. Разрез по зеленым линиям пригодится нам потом. Не забываем снять заусенцы — источники травм. В итоге получаем два одинаковых, но симметричных кронштейна:

Углы проверять не стал — все-таки TEAC — порядочная фирма. Просверлив необходимые отверстия, собираем станину, ориентируясь на имеющиеся на деталях полочки и уголочки:

Вид с тыльной стороны (изнутри станка):

Стрелками указаны места сопряжений деталей. Очень уж эти полочки и уголочки облегчают сборку! Не забываем устанавливать под гайки пружинные шайбы — станок же ведь! Вибрация…

Теперь нужно подумать о сверлильной головке. Сначала хотел приспособить свой ДПР-12-2 27В 5000 об/мин (для него-то и городил вторую каретку, и, как оказалось, совсем не зря!). Но мой мотор на этой конструкции выглядел, как слон в посудной лавке!

↑ Исследование 1

В дисководе оказалось два двигателя постоянного тока.
Сначала я снял мотор привода каретки (виден на Рис.1). На валу его напрессована пластмассовая втулка, включающая в себя шестеренку и перфорированный диск. Подключив к контактам 12В, попробовал остановить вал пальцами — чуть кожу не содрал, а мотор так и не остановил. Диаметр втулки в свободном от шестерни месте — чуть больше 3 мм. Можно подогнать под цанговый патрон! Аккуратно спилив шестерню и подгоняя диаметр втулки (прямо на работающем моторе), пытаюсь напрессовать патрон на втулку:

Честно говоря, у меня не получилось — получил биения и вибрацию. Пробовал вместо винтов ставить стопорные (без головок) — практически тот же результат. Скорее всего, это связано с соотношением масс мотора и патрона. Может, у кого и получится — мотор явно заслуживает внимания.

Тогда мое внимание привлек мотор привода выбрасывателя. У меня был цанговый патрон от советской сверлилки — помните, наверное — маленький моторчик с тоненьким валом и здоровенный сетевой адаптер. Так вот, патрон от этой сверлилки по посадочному месту практически подошел по диаметру к валу. Намотал на вал один слой медной фольги — и патрон пришлось напрессовывать в тисках (соблюдая осторожность). В общем, думаю, хороший токарь с этой задачей должен справиться, ну, а мне просто повезло.

Продолжаем. Из остатков СД-шного шасси (см. Рис. 2, зеленые линии) мастерим подходящий кронштейн и на него устанавливаем сверлильную головку. Прикрепляем агрегат винтами к кареткам по месту:

Итак, станина готова!
Нужно основание для станка. Без основания это дрель какая-то, что ли…

ПС. Когда разбирал СД, мелькнула мысль использовать его корпус в качестве осонования — получилась бы почти полная унификация!
Но! В-первых — жаба задавила, а во вторых (тоже немаловажно) — если монтировать станину прямо на корпус, нужно в корпусе сверлить отверстие для выхода сверла. А раз отверстие (пусть маленькое!) — то через неделю корпус будет забит стружкой. Чтобы не сверлить, пришлось бы на корпус установить фальшь-стол, в котором и просверлили бы это самое отверстие. Тогда зачем нам корпус? Короче, победила жаба. Скажу по секрету — спер на кухне разделочную доску (в ней есть даже дырка — вешать станок на гвоздик). Лучше всего, наверное, подойдет пластина из текстолита-гетинакса толщиной около 8-12 мм. Тут уж — у кого что есть. Хотя перемонтировать станок на новое основание — тьфу! — 4 винта перевинтить.

Итак, монтируем станину на кухонное основание:

Т.к. будем сверлить платы не только маленькие, обеспечиваем между станиной и основанием зазор. Обеспечиваем его, устанавливая станину на винтах:

Ничего более умного не придумал для обеспечения зазора, как навинтить на крепежные винты по одной гайке М4. Можно шайбы — короче, величину зазора можно регулировать — главное, чтобы в этом зазоре плата свободно перемещалась. Рабочее поле (расстояние от центра сверла до ближайшей опоры) — 80 мм — для моих целей достаточно (в конце концов, если не поместится, можно центр платы просверлить и вручную). Да и это не догма — можно крепление станка организовать по другому. А можно вообче станок демонтировать со станины и елозить им по плате…

Красными стрелками указаны места крепления станины. Думал еще укосины смонтить — схематически нарисованы синим — но оказалось, что не нужно. Зеленым — размер рабочего поля.

Уже можно сверлить, демонтировав верхний двигатель и двигая каретки пальцами.
Каретки с головкой двигаются плавно.
Но вот этот сАмый двигатель не дает покоя. Это ж ведь электроподача с редуктором! Концевики только поставь и дави себе на кнопочку-педальку.

↑ Исследование 2

Подключив 12В к сверлильной головке, пытаюсь методом «тыка» подавать напряжение на мотор привода кареток. Нахрапом не получается. Если на мотор привода кареток подать 12В — плата не успевает просверлиться и начинают щелкать механические защиты на каретках. Если напряжение ниже — просверливается, но не всегда. Мотор привода кареток должен иметь небольшие обороты и при этом достаточную мощность. Думаю, применяя ШИМ на мотор привода кареток, можно попытаться добиться успеха. Пока откладываем. Может, у кого какие идеи появятся.

Далее — подсветка. Берем следующую деталь:

Вырезаем по красненькому, получаем кронштейн. Особо не описываю, понятно из фото:

Свтодиоды устанавливаем «на весу» на собственных выводах для регулировки зоны подсветки:

На данном этапе демонтировал механизмы сцепления кареток с шаговым валом, «подвесил» пластину с каретками на пружинку и работаю.
Пока все. На внутренней поверхности станка установлена клеммная колодка для подключения всего, что потребуется впредь. На нее подается 12В. Пока.

Ссылка на основную публикацию