Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Алгоритм изготовления координатного стола своими руками для начинающих

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.

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:

  1. 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.
  2. 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).
  3. 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:

  1. Если она одна, то заготовку можно двигать только в одном направлении (это хороший вариант для обработки плоских изделий).
  2. При наличии двух степеней становится возможным перемещение заготовки по X и Y координатам.
  3. Если же их три, то движение детали может осуществляться вверх, вниз и по координате Z.

Если стол изготавливается для домашнего производства и обработки деталей, то использования двух степеней свободы более чем достаточно.

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.

Виды передач для движения стола

При маленьком настольном станке перемещение стола осуществляется механическим способом. Но чем большие скорость, точность и производительность необходимы, тем тщательнее выбирается вид привода. В основном применяются электрические двигатели.

Суть работы узла в преобразовании вращательной работы двигателя в поступательное движение плоскости стола. Выделяют три вида передач:

  • зубчато-реечные;
  • ременные;
  • шарико-винтовые.

Выбор типа узла делается исходя из:

  • скорости перемещения заготовки;
  • мощности двигателя станка;
  • необходимой точности обработки.

Точность обработки при различных передаточных узлах

Вид передаточного механизмаПоказатель точности
Шарико-винтовая пара6-12 микрон
Шестерня-рейкадо 10 микрон
Зубчато-ременной50 … 100 мкм

Преимущества шарико-винтовой передачи:

  • возможность высокоточной обработки;
  • малый люфт;
  • плавное движение стола;
  • бесшумность работы;
  • возможность воспринимать большие нагрузки.

Чертеж шарико-винтовой передачи

Значительным минусом выступает ограниченность скорости подачи. Особенно проявляется снижение скорости при длине винта более 1500 мм. Примерный расчет скорости: для привода мощностью 1 кВт скорость вращения равна 3000 об/мин. При шаге винта 10 мм скорость передачи 0,5 м/сек. В таком случае 3 м будут пройдены за 6 сек.

Еще одним минусом является высокая стоимость. Удешевить проект можно применением соединения с винтом и гайкой. В таком случае необходимо обеспечить постоянную смазку узла.

При шестерно-реечной передаче обеспечивается высокая скорость и достаточная точность. Недостатком является высокая степень люфта при передаче усилий с привода.

Установка ремня самый бюджетный и распространенный способ при создании стола своими руками. Невысокая стоимость ременной передачи и скорость подачи до 1 м/с, компенсируется следующими недостатками:

  • быстрый износ;
  • потеря натяжения за счет растяжения;
  • возможность обрыва при ускорении;
  • малая точность работ.

При покупке координатного стола для сверловки или монтаже своими руками необходимо учесть условия работы. Соотношение всех механизмов по параметрам: загруженности, срока службы, нагревания и остывания, дадут хороший результат при работе

Особенно это важно при самостоятельном изготовлении из подручных материалов

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.

Расточная головка для фрезерного станка

Основные операции на фрезерном расточном оборудовании выполняются с использованием делительной расточной головки для фрезерного оборудования различного типа. С помощью вертикальной фрезы можно выполнить ряд сложных операций по изготовлению:

  •  болтов,
  •  звездочек (зубчатых деталей),
  •  инструментов.

Дополнительное оснащение устройством позволяет оператору увеличить потенциал рабочего оборудования и выполнить операции точно, в соответствии с чертежом: сверление, обработка пазовых отверстий, торцевание деталей и т.д. Закрепление фрезерной головки для расточки на станке должно соответствовать типу станочного устройства шпинделя: горизонтального или вертикального. Дополнительное устройство для фрезы может быть:

  •  простым,
  •  оптическим,
  •  универсальным.

При помощи диска (лимб) можно обрабатывать плоскости на поворотном столе. Лимб имеет от 12 до 30 делений/отверстий для точной фиксации. Червячная передача обеспечивает плавность вращения диска. Это простой вариант разметки и расточки, универсальный расширяет возможность оператора проводить более сложные операции в производстве геометрических форм деталей. Параметры размеров и диаметр основания расточных головок указывают на допустимый вес заготовок для обработки на фрезерных станках (УДГ от 100 до 400 соответствует весу 25 – 106 к.г.).

Оснащение расточной головкой для любого фрезерного станка соответствует виду технологических операций и делится на определенные типы:

  •  расточная,
  •  угловая,
  •  долбежная.

Резцы расточные для координатно расточных станков

Все расточные держатели резцов можно разделить на две группы разной подачи: автоматической радиальной и ручной. Все они имеют общие составные элементы:

  1.  хвостовик,
  2.  ступица,
  3.  пиноль.

Фиксируются расточные резцы для координатно фрезерных станков при помощи ползуна. Поступательные движения резцов зависят от типа станка и выполняемой на нем операции по обработке детали. Конструкция универсальной фрезерной головки позволяет оператору закрепить несколько рабочих резцов одновременно.

При плотном контакте детали и конуса резца получается срез поверхности заготовки. В процессе изготовления изделия расточные резцы крошатся, тупятся или ломаются. Основные элементы составляющие этот инструмент: рабочая часть и углы плоскости конуса. По направлению (левые и правые резцы) могут иметь разные конструктивные особенности оси головки к державке:

  • прямые,
  • отогнутые,
  • изогнутые,
  • оттянутые,
  • новаторские/универсальные.

По поперечному сечению стержень резца расточного для различных координатно расточных станков может быть квадратным, круглым или прямоугольным. Изготавливают инструмент для сверлильного оборудования двумя способами: комбинированный (составной) – пластина конуса крепится к державке, штампованный (цельный) – использование одной заготовки.

Прочность инструмента зависит от применяемых материалов и сплавов (быстрорежущая, углеродистая сталь). Показатель качества стандартной обработки зависит от толщины каждого срезанного слоя с заготовки до: 0.5 – 1 мм. (чистовая), 5 – 7 мм. (черновая), 3 – 5 мм. (черновая из разных сплавов).

Для сверлильных работ применяют токарные резцы для координатно фрезерных расточных станков любой модификации. Выбор типа расточного резца зависит от принципа крепления детали на координатном столе фрезерного станка:

  •  тангенциальные,
  •  радиальные.

Операции на расточном оборудовании можно выполнять с применением других инструментов:

  • расточный резец (токарно/ фрезерный станок),
  • трехперые цельные зенкеры (сверлильный),
  • четырехперые насадные зенкеры,
  • расточные головки (вертикально/расточный),
  • борштанги (вертикально/горизонтальный станок).

Координатные столы

Координатный стол представляет собой готовый механический узел линейного перемещения на одну, две или более осей, включающий следующие компоненты:

  • Высокоточная станина из стали или анодированного/криогенно-обработанного алюминия
  • Линейные направляющие качения
  • Приводной механизм (шарико-винтовая передача с опорами, зубчатая рейка, ременная передача, линейный серводвигатель и т.п.)
  • Опционально: ручной привод с микрометром
  • Опционально: двигатель, фланец крепления двигателя, соединительная муфта, система управления

Все компоненты поставляются в сборе, что освобождает от необходимости выверки и сборки. Изделие готово к немедленному использованию.

В отличие от линейных модулей в координатных столах используются классические линейные направляющие, следствием чего является большая грузоподъемность, точность и жесткость, но в то же время они имеют большую массу и габариты.

ООО «Акетон» поставляет координатные столы ряда ведущих мировых производителей (Bosch Rexroth, GMT, INA и др.), а также координатные столы эконом-класса производства Тайвань.

Процесс подбора координатных столов и опций для них требует учета целого ряда параметров Вашей задачи. В частности, нагрузочные характеристики, требуемые точности позиционирования и повторяемости, скорости перемещения, планируемые типы двигателей, условия загрязнения и другие факторы.

В связи с этим мы рекомендуем доверить анализ Вашей задачи нашим специалистам

Кроме технических особенностей они примут во внимание Ваши пожелания по таким критериям, как уровень цены и сроки поставки изделий и предложат на выбор несколько оптимально подходящих вариантов

Основные характеристики стандартных серий:

  • Грузоподъемность 30-80 кг
  • Ход 50 — 500 мм по каждой координате
  • Точность позиционирования от 15 мкм до 100 мкм при повторяемости 4-10 мкм

Основные характеристики миниатюрных серий:

  • Грузоподъемность 1.8-35 кг
  • Ход 6 — 180 мм по каждой координате
  • Минимальный шаг микрометра 10 мкм, прямолинейность Перемещения 5 мкм

Основные исполнения координатных столов:

  • Полноразмерные: однокоординатные, двухкоординатные. Для автоматической подачи. Приводной элемент — шарико-винтовая передача. Универсальный и прецизионный класс точности.
  • Миниатюрные: однокоординатные, двухкоординатные, вплоть до 6 координат. Для ручной или автоматической подачи. Приводной элемент — шарико-винтовая передача, передача винт-гайка скольжения с микрометром, зубчатая передача.
  • Все изделия могут поставляться в исполнениях эконом-класса.
  • Типы двигателей: шаговые 2-фазные, шаговые 5-фазные, серводвигатели. Драйверы и контроллеры в комплекте поставляются опционально.

Мы предлагаем дополнительные услуги: компоновка Вашей системы «под ключ», подбор управляющей автоматики и сборка шкафов управления, написание управляющих программ как для стандартных серий, так и специально разработанных под Вашу задачу.

Для получения первичной консультации просто свяжитесь с нашими специалистами.

Координатные столы

PSP-420 Размер стола
420х204 мм
Продольное перемещение рабочего стола
195 мм

Под заказ

63 648 q

1 781 BYN
304 104 KZT
56 361 KGS
351 784 AMD
$724
613 €

KRS-475 Размер стола
475х155 мм
Продольное перемещение рабочего стола
330 мм

Под заказ

14 688 q

411 BYN
70 177 KZT
13 006 KGS
81 181 AMD
$167
141 €

KRS-425R Размер стола
425×240 мм
Продольное перемещение рабочего стола
225 мм

Под заказ

46 008 q

1 287 BYN
219 821 KZT
40 740 KGS
254 287 AMD
$523
443 €

BF-16 Размер стола
400х120 мм
Продольное перемещение рабочего стола
220 мм

Под заказ

28 224 q

789 BYN
134 851 KZT
24 992 KGS
155 995 AMD
$321
272 €

BF-20 Размер стола
500х180 мм
Продольное перемещение рабочего стола
280 мм

Под заказ

Цена по запросу

BF-30 Размер стола
700х180 мм
Продольное перемещение рабочего стола
280 мм

Под заказ

54 881 q

1 535 BYN
262 216 KZT
48 597 KGS
303 329 AMD
$624
529 €

AKP-2 (204) Размер стола
425х240 мм
Продольное перемещение рабочего стола
225 мм

Под заказ

52 999 q

1 483 BYN
253 224 KZT
46 931 KGS
292 927 AMD
$603
511 €

AKP-2 (205) Размер стола
600х240 мм
Продольное перемещение рабочего стола
400 мм

Под заказ

Цена по запросу

AKP-2 (206) Размер стола
730х210 мм
Продольное перемещение рабочего стола
500 мм

Под заказ

Цена по запросу

КТ120 Размер стола
400х120 мм
Продольное перемещение рабочего стола
220 мм

Под заказ

45 430 q

1 271 BYN
217 060 KZT
40 228 KGS
251 093 AMD
$517
438 €

КТ179 Размер стола
500х180 мм
Продольное перемещение рабочего стола
287 мм

Под заказ

64 080 q

1 793 BYN
306 168 KZT
56 743 KGS
354 172 AMD
$729
617 €

КТ180 Размер стола
700х180 мм
Продольное перемещение рабочего стола
480 мм

Под заказ

74 635 q

2 088 BYN
356 598 KZT
66 090 KGS
412 510 AMD
$849
719 €

КТ210 Размер стола
730х210 мм
Продольное перемещение рабочего стола
480 мм

Под заказ

78 942 q

2 209 BYN
377 177 KZT
69 904 KGS
436 315 AMD
$898
761 €

WT-7 Размер стола
180х130 мм
Продольное перемещение рабочего стола

Под заказ

18 060 q

505 BYN
86 288 KZT
15 992 KGS
99 818 AMD
$205
174 €

WT-10 Размер стола
225х180 мм
Продольное перемещение рабочего стола

Под заказ

35 194 q

984 BYN
168 153 KZT
31 164 KGS
194 518 AMD
$400
339 €

WT-12 Размер стола
302х241 мм
Продольное перемещение рабочего стола

Под заказ

64 786 q

1 813 BYN
309 541 KZT
57 368 KGS
358 074 AMD
$737
624 €

WT-15 Размер стола
381х255 мм
Продольное перемещение рабочего стола

Под заказ

71 265 q

1 994 BYN
340 497 KZT
63 105 KGS
393 884 AMD
$811
687 €

WTS-7 Размер стола
180х130 мм
Продольное перемещение рабочего стола

Под заказ

26 161 q

732 BYN
124 994 KZT
23 165 KGS
144 592 AMD
$297
252 €

WTS-10 Размер стола
255х180 мм
Продольное перемещение рабочего стола

Под заказ

48 719 q

1 363 BYN
232 774 KZT
43 141 KGS
269 271 AMD
$554
469 €

WTS-12 Размер стола
302х241 мм
Продольное перемещение рабочего стола

Под заказ

70 376 q

1 969 BYN
336 249 KZT
62 318 KGS
388 970 AMD
$801
678 €

Направляющие

Направляющие, по которым перемещается координатный стол, являются важным элементом его конструкции, так как от их качества и конструктивных особенностей зависит не только плавность перемещения детали, но и точность ее обработки. Как в серийных моделях, так и в самодельных координатных столах направляющие могут быть рельсового или цилиндрического типа.

Плавность и точность перемещения по направляющим обеспечивают надстроенная каретка и подшипниковые узлы. В тех случаях, когда от координатного стола требуется повышенная точность передвижения, в его направляющих используют подшипники скольжения, так как подшипники качения создают значительный люфт в опорах, хотя и уменьшают силу трения более эффективно.

Устройство подшипникового узла

Направляющие для координатных столов в зависимости от типа каретки бывают:

  • оснащенными увеличенным фланцем, используемым для крепления конструкции к нижней части стола;
  • бесфланцевыми, которые крепятся обычным способом.

Направляющая типа «ласточкин хвост»

Координатный стол для сверлильного станка

Точная установка координатного стола для фрезерного оборудования влияет на качество работы операторам – фрезеровщика. На горизонтальной поверхности размещают металлическую или деревянную заготовку (болванку) будущей детали. Существует две общепринятых модели координатного стола, для универсальных фрезерных станков; – обычный и вакуумный, где должна быть четко закреплена заготовка. Для удобного технологического процесса устанавливают конструкцию стола с определенными функциями рабочей поверхности:

  •  поворотную,
  •  поворотно/наклонную,
  •  поворотно/горизонтальную,
  •  совмещенную горизонтально/вертикальную.

От размера и специального покрытия (пластик, металл) поверхности координатной столешницы зависит производительность и точность выполняемых оператором плановых задач. На большой поверхности можно обрабатывать, раскраивать, наносить разметку на заготовки и детали большего и малого размеров. На подвижной платформе удерживаются изделия любых габаритов за счет: собственной массы, крепежа болтами или воздушным вакуумом.

Рабочая поверхность токарно/сверлильных станков – координатный стол представляет важный конструктивный узел металлорежущего оборудования. Перемещение и фиксирование возможно по двум координатным направлениям. Поверхность с механическим креплением, жесткой затяжкой болтов, деформирует обрабатываемую поверхность изделия и приводит к погрешностям при обработке.

Вакуумный крепеж обеспечивает точное позиционирование заготовки на горизонтальной плоскости за счет воздуха; изменение давления при подаче воздушной струи в зазор между столешницей и изделием. Такое крепление детальных заготовок не требует физических усилий и позволяет более качественно выполнить рабочую операцию, без нанесения механических повреждений деталям.

От размеров и функциональной подвижности координатного стола для всех типов сверлильных станков зависит технологическая обработка простых и сложных конструкций узлов и деталей. Управление координатной поверхностью стола возможно при воздействии:

  • механического,
  • электрического,
  • ЧПУ (программного управления).
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации