Механизмы для передачи движения
На простейших моделях серийных сверлильных станков и на оборудовании, которое изготовлено своими руками, устанавливаются преимущественно координатные столы, которые приводятся в действие механическим способом. В том случае, если от сверлильного станка требуются высокая точность и производительность обработки, на нем устанавливают столы, приводимые в движение посредством электрических двигателей.
В приводах координатных столов используют три типа передач:
- на основе зубчатых колес и реек;
- на основе ременных механизмов;
- шарико-винтовые.
Косозубая зубчато-реечная передача обеспечивает точность позиционирования
На выбор типа передачи влияет ряд параметров:
- скорость, с которой должен перемещаться стол и закрепленная на нем заготовка;
- мощность используемого электродвигателя;
- требования к точности обработки деталей.
Высокую точность перемещения обеспечивает шарико-винтовая передача, которая также обладает и рядом других достоинств:
- очень незначительный люфт;
- плавность перемещения;
- бесшумность работы;
- устойчивость по отношению к значительным нагрузкам.
Шарико-винтовая передача в высокоточном координатном столе
Минусами передачи данного типа являются невозможность обеспечить высокую скорость перемещения стола и значительная стоимость такого механизма.
Чтобы удешевить стоимость изготавливаемого своими руками координатного стола для сверлильного станка, можно оснастить его приводом на основе обычной винтовой передачи. Однако в таком случае необходимо позаботиться о том, чтобы передаточный винтовой механизм как можно чаще смазывался.
Самодельный координатный стол с винтовыми передачами и цилиндрическими направляющими
Бюджетным вариантом также является использование привода перемещения координатного стола, выполненного на базе ременной передачи. Устанавливая такой привод на координатный стол, изготовленный своими руками, следует учитывать минусы его использования:
- быстрый износ ремней;
- растяжение ремней в процессе эксплуатации;
- повышенный риск обрыва ремня при повышенных нагрузках;
- невысокая точность.
Точность и высокую скорость перемещения обеспечивают приводы координатного стола, выполненные на базе зубчато-реечной передачи. Между тем, используя такой привод, следует быть готовым к тому, что в элементах его механизма образуется люфт после определенного периода активной эксплуатации.
Пошаговый алгоритм изготовления бытового стола с механическим приводом
Чтобы изготовить координатный стол с самым простым, механическим приводом, необходимо следовать инструкции:
- Нужно изготовить центральный узел стола в виде крестовины из металлических профилей 20 х 20 см (толщиной 2 мм). Он должен обеспечивать устойчивость всей конструкции, поэтому все детали свариваются.
- На поверхности готовой крестовины собрать каретки с ходом 94 мм.
- Профили обработать напильником, после чего в него вставить гайки М10.
- На шпильках М10 произвести сборку рукояток с подшипниковым узлом.
- Далее следует сварить два П-образных основания из уголка, а затем собрать всю конструкцию на болтах, которые были вкручены в запрессованные ранее гайки.
- Все узлы, а также подвижные части протереть смазочным материалом.
- Собранный столик нужно прикрепить к станине сверлильного станка.
Чтобы смазанные элементы конструкции были защищены от попадания стружки или других отходов при обработке заготовки, между координатным столом и станком желательно проложить фанеру. Габариты готового манипулятора составят 35 х 35 см, а толщина изделия – 6,5 см. Желательно, чтобы полная длина направляющих была около 30 см.
Изготовить центральный узел стола в виде крестовины
На поверхности готовой крестовины собрать каретки
Профили обработать напильником, вставить гайки
На шпильках произвести сборку рукояток с подшипниковым узлом
Сварить два П-образных основания из уголка
Собрать всю конструкцию
Все узлы, подвижные части протереть смазочным материалом
Прикрепить к станине сверлильного станка
Выбор конструкции
При выборе конструкции нужно определиться с ее размерами. Если на координатный стол будет устанавливаться техника, обрабатывающая деталь, то его габариты должны быть учтены обязательно. Если он нужен для фиксации заготовки, то монтируется на станине сверлильного оборудования, а по ширине и длине составит около 35 х 35 см.
Различают столы и по типу крепления:
- При изготовлении координатного стола своими руками конструкция оснащается механическим креплением. Это наиболее простое решение с точки зрения реализации, но оно имеет ряд недостатков. Например, часто приводит к погрешностям при обработке, и есть риск деформации поверхности изделия.
- Вакуумный крепеж считается лучшим вариантом. С его помощью обеспечивается точное позиционирование заготовки на горизонтальной плоскости. При подаче воздушной струи в зазор между столешницей и обрабатываемой деталью меняется давление в этой области. Благодаря этому можно более качественно произвести обработку (без механических повреждений изделия).
- Крепление под весом заготовки подходит, если при использовании сверлильного станка нужно обработать тяжелые детали. За счет своей массы базируемое изделие остается на том же месте даже при сильном воздействии.
От количества степеней свободы зависит функциональность стола:
- Если она одна, то заготовку можно двигать только в одном направлении (это хороший вариант для обработки плоских изделий).
- При наличии двух степеней становится возможным перемещение заготовки по X и Y координатам.
- Если же их три, то движение детали может осуществляться вверх, вниз и по координате Z.
При изготовлении координатного стола своими руками важно определиться, для каких именно целей он будет использоваться. Параметры манипулятора подбираются в соответствии с габаритами, весом и формой будущих заготовок
Для работы с разными деталями из металла и дерева изготавливают сложный многофункциональный механизм. Обычно мастерам на дому хватает возможностей малогабаритного столика с механическим крепежом и двумя степенями свободы.
Механическое
Вакуумное
Крепление под весом заготовки
Преимущества и недостатки самостоятельного изготовления
Координатный стол представляет собой дополнительную конструкцию к фрезерному, сверлильному метало- или деревообрабатывающему станку. Благодаря ему можно увеличить производительность оборудования, снизив трудоемкость процесса обработки деталей. Заготовка просто фиксируется на рабочей поверхности и может плавно перемещаться по заданной траектории.
Самодельные координатные столы имеют достоинства:
- небольшие габариты;
- простую конструктивную форму;
- управляются механическим способом;
- используются в кустарном производстве.
Их главное достоинство – экономия денежных средств. Изготовление такой конструкции с нуля обойдется гораздо дешевле, чем покупка заводского манипулятора. Конечно, есть и ряд сложностей при самостоятельном изготовлении. Нужен подходящий чертеж, в соответствии с которым будет задана требуемая траектория движения заготовки. Если чьих-то наработок нет, то придется создавать его самостоятельно, но любая погрешность при черчении схемы даст о себе знать во время работы. Кроме того, стол, сделанный своими руками, подойдет только для мелкого производства, так как простейшие самодельные механизмы изнашиваются гораздо быстрее фабричных.
Простая конструктивная форма
Небольшие габариты
Управление механическим способом
Экономия денежных средств
Ключевые характеристики
Конструктивно координатные столы исполняются так, чтобы обработка металла проводилась в максимально удобном положении, смещение выполнялось с допустимой точностью, плавной подачей.
Определяющими критериями установки на тот или иной станок являются:
- количество осей перемещения;
- площадь плиты;
- тип привода;
- ручное/автоматическое управление.
Автоматизация действий дает широкие возможности использовать координатный стол в работе фрезерного станка с ЧПУ. Исполнительный механизм снабжается системой контроля с программным обеспечением.
Конструкция координатного стола SVT
Станина
Основание изготавливают 2 способами: литье, сварной рамой. Материал — алюминий, сталь, реже чугун.
Литую опору укрепляют на станину тяжелого фрезерного, шлифовального станка. Она хорошо гасит вибрации.
Сварные сборки ставят на среднее и легкое оборудование.
Приводной механизм
Скорость, точность металлообработки, которую выполняет станок, достигаются оператором при помощи определенного типа привода:
- прямой;
- рейка-шестерня;
- шарико-винтовая пара;
- ременная передача.
Исполнительный механизм
Направляющие, по которым движется координатный стол, могут быть цилиндрические оси, рельсового сечения.
За плавность хода отвечает каретка, подшипниковый узел. В особо точных случаях устанавливают подшипники скольжения. Люфт в опорах качения уже считается значительным.
Выпускают координатный стол с одновременной установкой 2, 3 исполнительных механизмов. Это позволяет выполнение более сложного фрезерного процесса.
Классификация
Плоскую деталь укладывают на портальный координатный стол для шлифовки, сверления, фрезерования, раскроя.
Для сложных, объемных перемещений, доступа к 3 сторонам заготовки, выполнения многоосных переходов, нужны крестовые виды. Они работают в условиях конвейера, непрерывной автоматизированной подачи, выполняя поперечные, продольные движения. Вариант с 2 направлениями смещения называют двухкоординатный, применяют, в том числе, для разметки, сверления, расточки повторяющихся размеров.
Сложность операций, которые назначены для фрезерного (шлифовального) станка, предусматривает оснастку по необходимости:
- Горизонтальный стол 2 х координатный неповоротный, действия производятся с перемещением относительно 2 перпендикулярных горизонтальных осей. На крупных производствах устанавливают координатную площадку, стол 2 х координатный неповоротный с вакуумным удержанием детали;
- Наклоняемый стол 2 х координатный поворотный, появляется вращение вокруг вертикальной оси, возможный угол наклона площадки крепления детали 0° — 90°.
Стол круглый координатный глобусный
Более простая модель – не наклоняемый стол 2 х координатный поворотный, дающий свободу движения только в горизонтальной плоскости прохода фрезерного узла.
