Самодельная каретка на подшипниках

Собирая станок с ЧПУ своими руками и определяясь с его комплектующими, важно правильно подобрать направляющие и каретки, которые по ним передвигаются. От этого зависит стабильная работа устройства и точность обработки.

Механика каждого станка, независимо от его предназначения и типа, содержит комплектующие, которые относятся к базовым. Поэтому игнорировать их параметры недопустимо. Общепризнанно, что такой важной составляющей для металлорежущих или деревообрабатывающих устройств считаются направляющие. Именно ними определятся безошибочная и цикличная работа.

Поэтому тот, кто решил создать станок, должен позаботиться, чтобы в его конструкции использовались качественные направляющие для ЧПУ, положительно влияющие на функционал устройства. На приобретении комплектующих не экономят.

Основные типы направляющих

В процессе конструирования и монтажа станков (заводского и самодельного изготовления) применяют разные типы направляющих устройства. Это связано с их предназначением – фрезерование, сверление или токарные работы. Они могут быть двух типов.

Направляющие скольжения

Их используют в оборудовании небольшой мощности, не требующем особой точности и высокой производительности. Такими деталями комплектуют сверлильные и токарные агрегаты настольного типа, деревообрабатывающие станки.

Полированный вал, как вид направляющей, относится к бюджетным. Он наиболее распространен.

ВАЖНО! Его изготавливают из высоколегированной стали, выполняют индукционную закалку и, впоследствии, шлифовку. Такая обработка служит для увеличения продолжительности работы, а вал изнашивается меньше.

Полированный вал имеет недостатки:

• крепление в концевых точках, со станиной нет крепления, из-за чего налицо отсутствие жесткой связи со столом и наличие погрешностей в обработке;
• провисание при увеличенной длине, поэтому допустим её максимум – 1 метр. Рекомендуют иметь оптимальное соотношение диаметра вала и его длины (0.06-0.1), чтобы достичь нормальных результатов.

Направляющие качения

Они сконструированы при участии подшипников качения.

У линейных подшипников – больший люфт, чем у каретки рельсовых направляющих, он меньше нагружен. Но у него есть ряд минусов:

• низкий уровень грузоподъемности;
• недолговечность;
• изготовление с солидным люфтом;
• чувствительный к воздействию пыли и стружек на вал.

Материал для производства втулок – бронза, латунь, капролон. Если имеет место соблюдение допусков, бронзовые подшипники скольжения не уступают подшипникам качения. Время от времени, если подшипник скольжения износился, его подгоняют, и чтобы устранить зазоры. Поэтому шариковая втулка более предпочтительна, благодаря тому, что она доступна и взаимозаменяема.

Вал и его виды

Стоит дать краткую характеристику и остальным видам.

• Шлицевому валу свойственно наличие специальной дорожки для шариков втулки. Отличаясь большей жесткостью и износостойкостью, сравнительно с валом обычного вида, применим в механизмах, в которых желателен монтаж направляющих на концах. В конструкции станков задействованы крайне редко из-за дороговизны.
• Вал на опоре в виде цилиндрических рельс линейного типа не допускает прогибания под нагрузкой и собственным весом. Его крепят на станине, надежно фиксируя. Несмотря на минусы, выражающиеся в наличии большого люфта втулок, их малом сроке эксплуатации, у цилиндрических рельс – большая грузоподъемность. Отличаясь от линейных подшипников, каретка по-разному реагирует на степень нагрузок. У небольшого станка ЧПУ, имеющего тяжелый шпиндель, есть вероятность того, что снизится точность.

• Предназначение профильных рельсовых направляющих – большая точность. Они также прикреплены к станине. Благодаря специальным дорожкам качения, нагрузки на каретку распределяются равномерно по поверхности, а профилем касания шарика к рельсе есть дуга. Среди плюсов – наличие хорошей грузоподъемности и износоустойчивости, а люфт сведен к минимуму. Сложности производства таких рельсов, отрицательно сказываются на ценообразовании, они дорогостоящие. Особенно это относится к направляющим, поставляемым известными брендами, у которых станки имеют числовое программное управление.
• У роликовых рельсов – плоские дорожки качения, а в опорном модуле, на месте шариков, установлены ролики, улучшающие все параметры направляющей. Их применяют в станках, фрезерующих черные металлы, сталь и камень.
• «Ласточкин хвост» выбирают для промышленного металлообрабатывающего оборудования, если нужна повышенная жесткость крепления. В направляющих этого типа – скольжение плоских поверхностей при максимальной площади контакта. Их выполняют в виде монолита со станиной. Вследствие сложности и трудоемкости процесса изготовления и ремонта, поэтому хоббийное станкостроение не приемлет эти направляющие.

Каким конструкциям отдать предпочтение

Не все могут позволить себе приобрести, скажем, обрабатывающий центр с ЧПУ для изготовления мелкосерийных деталей в домашних условиях, станок форматного типа или для токарных работ. Но самодельный агрегат с ЧПУ, сделанный собственноручно – реально. Собранное устройство в умелых руках продемонстрирует образцы правильной обработки деталей.

Собирая механику программируемых станков, обычно применяют самодельные линейные направляющие, так как в устройствах с круговым движением нет необходимости. Обратим внимание на некоторые конструкции, применяемые при этом.

Оцинкованные или хромированные трубы

Они идут с различным диаметром можно использовать как стержни при монтаже маломощных устройств – плоскошлифовальных наждаков, сверлильных или токарных станков. По шлифованному цилиндрическому стержню осуществляется движение бронзовой втулки. Иногда суппорт делают и без нее. У труб – невысокая цен, их легко обрабатывать. Хотя есть минус: небольшой ресурс (стирание защитного слоя наступает спустя 15-20 проходок, после чего сталь изнашивается более интенсивно); нет нужного уровня прочности при высоких нагрузках.

Фрезер

Эффективен фрезер, в котором направляющий механизм изготовлен на основе бывшего в употреблении матричного принтера или печатной машинки «Янтарь». При таком варианте прослужит долго. Не нужно искать очень широкие подшипники, их внутренний поперечник должен равняться диаметру болтов.

Мебельные стержни

Проблему механики для станков с ЧПУ можно правильно решить при помощи мебельных стержней. Тем более, что самоделки с их применением гарантируют тщательную обработку на деревообрабатывающем, ленточно-шлифовальном оборудовании, и даже фрезерном с невысокой мощностью. Мебельные комплектующие относятся к дешевым, хотя ресурс у них небольшой.

Полированный вал

Недорогой и часто применяющийся тип направляющей. Сущность обработки – индукционно закалить верхний слой, что способствует повышению длительности эксплуатации и снижению интенсивности процесса изнашивания. Затем вал полируется, и каретка движется при минимальном трении.

Самодельные

Часто практикуется установка самодельных направляющих, используя то, что есть в наличии. Например, можно воспользоваться стальным уголком, подшипниками, гайками и болтами.

ВАЖНО! Не берите алюминиевый, в таком случае надо быть готовым к частой замене детали. Дорожки в ней выедают шарикоподшипники каретки.

Предпочтение лучше отдать стальному уголку. Если использование механизма ожидается интенсивным, лучше его закалить и отшлифовать для снижения трения на подшипниках.

Штоки

Собирая маленький домашний станок, иногда пользуются, как направляющими, – штоками автомобильных стоек из отечественного авто. Они прочны и изготовлены из металла высокого качества. Это ощутимо сократит затрату средств на стоимость комплектующих.

Есть и такой вариант: алюминиевые шины из распредустройства трансформаторной подстанции с впрессованными медно-графитными втулками от стартера МАЗа. А подвижные узлы делают из пневмоклапанов, которые применяются для управления пневмоцилиндрами.

При изготовлении направляющих и кареток для чпу своими руками (роликовых или шариковых), надо пользоваться такими ожидаемыми критериями:

• сохранение заданных параметров;
• плавное линейное перемещение кареток;
• эффективность работы;
• низкое трение.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Некоторые умельцы советуют в механике на станке обойтись без втулок. Такой вариант возможен, но это чревато ухудшением производимых изделий, а сроки эксплуатации установленного устройства из стержней – снизятся.

Заключение

Если установленные комплектующие же умельцем подобраны или обработаны неточно, с таким устройством будут проблемы. Поэтому важно всегда учитывать эти рекомендации:

• в фрезеровке металлических или каменных заготовок, профильным рельсам нет замены;
• если строится станок с рабочим полем, превышающим 7 кв. м., лучше подобрать вариант профильных направляющих;
• в оборудовании по обработке мягких материалов с маленьким рабочим полем, меньшим формата А4, применим полированный вал с диаметром 16-25 мм.

Если направляющая соответствует всем критериям, и каретка по ней движется плавно и равномерно, то и работа такого узла будет правильная.

Каретка для циркулярки своими руками

Направляющие для станков своими руками

Проводим ремонт сверлильных станков своими руками

Каретки для станков своими руками

Каретка для циркулярки своими руками

Направляющие своими руками фото

Каретки для станков своими руками

Фрезерный станок с шипорезной кареткой ФСШ-1А (К)

Подшипник скольжения своими руками

Направляющие своими руками фото

Принцип работы плазмореза Строительный портал

Направляющая для чпу своими руками

Делаем направляющую шину для дисковой пилы своими руками

Z-Направляющие Для ЧПУ — Z-Guide to CNC

Направляющая чпу своими руками

Направляющая для пилы своими руками. Track Saw Saw Board — AgaClip — Make Your Video Clips

Каретки для станков своими руками

Каретка станка своими руками

Форматнораскроечный "Filato 3200-B" (3 г. гарантия

Для того чтобы сконструировать станок ЧПУ, необходимо использовать несколько вариантов агрегатов. Устройства не заводского производства часто имеют рельсы из каретки машинки для печати, а также принтера. Основные качественные показатели влияют необратимым образом на показатели обработки и устройства на базе фрезерного станка с шипорезной кареткой, поэтому излишняя экономия может только навредить.

Детали

Чаще всего используются полированные валы, которые отличаются невысокой ценой. Покупка этих элементов труда не составит. Они подлежат монтировке и обработке. Чаще всего изготавливаются из прочной стали.

После этого верхние слои подлежат закаливанию индукцией, что благотворно влияет на период использования и показатель износа. Идеальная гладкость дает возможность перемещаться каретке по полированному слою предельно удачно. С обеих оконечностей валы можно крепить двумя руками без лишних проблем.

Но также на рынке имеется немало поддельных элементов из низкокачественного металла, так как вероятность точной проверки на месте равна нулю.

1. Основание не фиксируется. Вал можно поддерживать только на основании двух крепежных устройств. Это дает возможность значительно облегчить инсталляцию собственноручно, но при этом в независимости от настольной опоры. Из-за этого повышается возможность допущения дефектов во время обработки изделия. По истечении времени направляющие для каретки токарного станка скатываются и искривляются.
2. Имеются провисания на длинных промежутках. Из-за провисов вал с длиной более 100 см не используют при обработке для станка. Имеют также значение толщины и длины валовой поверхности. Наилучший вариант – это 0, 05, а еще выгодней 0,06 – 0,1.

Подшипники в каретке для фрезера

Выделяют две разновидности подшипников при инсталляции направляющих:

• Втулки для шариковых элементов.
• Подшипники для обеспечения скользящей поверхности.

Недостатки такого рода подшипников:

1. Выдерживают небольшую нагрузку.
2. Образование высокого давления вследствие невысокого ресурса функционирования. Необходимость периодической замены вала из-за образования канавки.
3. Опилки и липкая пыль забивают слоты.

Подшипники для обеспечения скольжения по поверхности производят из нетвердых металлов, таких как капролон. В случае выдерживания всех допусков показатели грузоподъемности и прецизионности подшипника скольжения достаточны высоки. Тем не менее опилки и грязь не способны навредить агрегату. Но это относится только к деталям из бронзы, которые качественно обработаны.

Со временем происходит износ изделия, который требует периодической подгонки, чтобы избавиться для избавления от зазоров. Как правило, для изготовления собственными руками применяют более доступные подшипники.

Валы для шлицевых втулок

Внутри продольного вала двигаются определенные втулочные шарики. Конструкция имеет высокий уровень жесткости, намного жестче, чем обычные валы после шлифовальной обработки. Имеют также более длительный период использования. Усиления крутильного вала имеют дополнительное значение. Они очень удачно могут быть инсталлированы на крепежную конструкцию вала.

Валы с сечением в форме цилиндра

Цилиндрическая конструкция дает возможность удерживать равновесие по всей длине, не допуская провисающих элементов из-за веса, который имеет шипорезная каретка. Данный вид направляющих получил еще название линейных опорных валов. Имеют точную фиксацию вдоль корпуса механизма благодаря резьбовым отверстиям. Такие направляющие позволяют передвигать каретки с большим весом, не допуская провисания.

Недостатки, связанные с цилиндрическими валами станков:

• Недолгий период эксплуатации.
• Значительный показатель люфта стержней.

Если в линейных подшипниках в равной степени взаимодействуют с нагрузками разных направляющих векторов, то на валах с цилиндрическим сечением шипорезная каретка не настолько устойчива.

Это является следствием закрытой втульной поверхности, которой не обладает шипорезная каретка. А посему необходимо учитывать тот факт, что аппаратная часть с ЧПУ будет функционировать менее устойчиво, чем похожий станок, используя обыкновенные круглые рельсовые движители.

Направляющие на рельсах для профильных целей

Данный вид направляющих устанавливается в высокоточных металлорежущих станках с ЧПУ.

Основные разновидности: с шариками и роликами.

Направляющие с конфигурациями

Стандартные направляющие имеют дорожку, на которой установлены специальные каретки. Это дает возможность распределить нагрузку по всей длине дорожки – шарик прикрепляется к рельсовому движителю по дуге с высокой долей точности. Каретки с тяжелым весом не перестают двигаться прямолинейно. Имеют высокую долговечность с низким уровнем люфта.

Недостатки рельсов на шариках:

1. Места крепления должны быть прямолинейными и без всяких шероховатостей.
2. Трудный процесс монтирования на станок.

В открытой продаже имеется множество моделей кареток очень неоднозначных по грузоподъемности и натяжным элементам. По этой причине их производство не является домашним, в большей степени рыночная продукция высокого качества. Самые лучшие направляющие элементы выпускаются под брендом ТНК, а также Хивин.

Профильные направляющие с роликом внутри

Одно из лучших направляющих, которое имеет плоские качающие пазы. Вместо шариков встроены ролики.

Это сказывается на эффективности работы направляющих модулей. Лучше всего подходят для обработки камней, а также для таких металлов, как сталь и чугун.

Рельсы с призматическим сечением

Основное место установки: обрабатывающая промышленность. Рельсы не подлежат демонтажу, входят в структуру станины.

Очень сложно производить и ремонтировать. Не подлежат демонтажу своими руками. Использование: оборудование для профессионалов на базе ЧПУ.

Видео: точная каретка для фрезерного стола.

Как сделать каретку для фрезера своими руками

Что можно использовать для изготовления самодельной каретки либо салазки в домашних условиях:

Используется только уголок из стали, и никогда алюминий. Сталь или кругляк можно еще больше закалить или ничего не менять. Но обязательно отшлифовать. Для инсталляции не надо выбирать широкие подшипники, лучше узкие, но с высокой долей трения. Диаметр болтов не может быть больше, чем внутренний поперечник своего катка.