Как сделать координатный стол своими руками

Понятие и виды

Стол представляет собой манипулятор для крепления обрабатываемой заготовки. Внешне он выглядит как плита с возможностью фиксации детали при помощи:

механического метода;
вакуумного метода;
собственного веса заготовки.

Сверлильный станок с ЧПУ

Изделия бывают с одной, двумя и тремя степенями свободы. Это означает, что подача осуществляется по координатам Х, Y, Z. Для сверловки плоских деталей, достаточно горизонтальных перемещений. При объемном изделии или неподвижно зафиксированном сверле необходимо вертикальное движение стола.

Для больших промышленных сверлильных установок изготовляются длинные координатные площадки. Они оснащены собственным установочным каркасом. На такое приспособление монтируется как деталь, так и сама обрабатывающая установка. Стол для небольших станков изготовляется с креплением к прибору или на поверхность верстака.

По приведению стола в движение конструкция может быть:

механической;
электрической;
ЧПУ.

Последний вид наиболее точный, но стоимость такого прибора значительная.

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:

Чугун. Дорогой, тяжелый материал в эксплуатации оказывается очень хрупким, поэтому при производстве сверлильного станка используется крайне редко.
Сталь. Материал самый высокопрочный и долговечный. Главный его недостаток – это стоимость. Не каждый мастер сможет приобрести его.
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:

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.
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:

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.
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:

Какой должна быть скорость обработки.
Какая точность позиционирования допустима при выполнении рабочих операций.
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.

Основание координатного стола своими руками

Основание делают из разных материалов. Можно заготовить чугун, стальной лист, легкие сплавы, в состав которых входит алюминий, дерево, пластик. Преимуществами изделий, рама которых состоит из алюминия, называют:

небольшой вес;
простой монтаж;
маленькую стоимость.

В качестве базовой заготовки может участвовать стальная сварная рама. Но такой механизм не переносит вибрационные нагрузки. Задача мастера – убрать внутреннее напряжение путем термообработки.

Собирают координатный стол своими руками, следуя одной из двух схем:

крестовой чертеж – предполагает изготовление универсального приспособления, где удается обрабатывать изделия сложной конструкции (плюс такого устройства – доступ к заготовке с трех сторон);
портальная – используют для оборудования, которым высверливает отверстия в листовых деталях.

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

Производство самодельных вариантов исполнения

При изготовлении следует изначально выбрать материал изготовления:

Чугун – дорогой, тяжелый, хрупкий материал. Его довольно редко используют при производстве сверлильного станка.
Сталь – прочный, твердый, долговечный металл, который также имеет достаточно высокую стоимость. Сталь можно назвать наиболее привлекательным материалом.
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.

От правильности выбора направляющих зависит точность обработки. Своими руками можно сделать следующие конструкции:

рельсовые;
цилиндрические.

Их создают с кареткой и подшипниковыми узлами. Провести выбор направляющих можно в зависимости от типа привода. Для достижения наиболее высокой точности обработки используют подшипники скольжения. В случае использования подшипника качения существенно уменьшается трение и повышается срок службы устройства, но появляется существенный люфт, который уменьшает точность обработки.

Конструкция рельсовой направляющей

Существует два типа каретки направляющей:

с увеличенными размерами фланца, что позволяет крепить снизу стола;
конструкция без фланца крепиться сверху при помощи резьбового метода.

Отметим тот момент, что самодельный вариант исполнения направляющей следует закрыть при помощи нержавеющей стали. Сталь с нержавеющим покрытием может выдержать воздействие повышенной влажности на протяжении долгого времени.

Выбор направляющих

От правильного выбора и крепления направляющих движения поверхности стола зависит точность обработки. Применяются рельсовые и цилиндрические элементы. Они выпускаются с надстройкой каретки и смонтированными подшипниковыми узлами.

Выбор вида направляющих стола зависит от типа привода. Рассматриваемая деталь работает на преодоление силы трения. Если необходима высокая точность в перемещении, лучше выбрать подшипники скольжения. Подшипники качения уменьшают трение, но создают большой люфт.

По типу каретки направляющие бывают:

с увеличенным фланцем, для крепления к низу стола;
безфланцевые для обычного крепления к расположенным сверху резьбовым отверстиям.

Производство самодельных вариантов исполнения

При изготовлении следует изначально выбрать материал изготовления:

Чугун – дорогой, тяжелый, хрупкий материал. Его довольно редко используют при производстве сверлильного станка.
Сталь – прочный, твердый, долговечный металл, который также имеет достаточно высокую стоимость. Сталь можно назвать наиболее привлекательным материалом.
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.

Особенности конструкции

Координатный стол — это специальное дополнительное устройство на фрезеровочный или сверлильный станок, которое позволяет передвигать закрепленную деталь по нужной траектории. Благодаря удобной конструкции снижается трудоемкость процесса и экономится время. Мини-стол бывает промышленного и ручного изготовления. При умении работать со сварочным аппаратом устройство можно сделать самостоятельно в частной мастерской. В число достоинств таких приспособлений входит:

простота конструкции и удобство пользования во время работы;
компактность, благодаря чему станок не загромождается оборудованием;
экономия денежных средств при кустарном производстве.

Но самодельный координатный стол позволяет изготавливать лишь небольшие простые детали. Для более профессиональной работы понадобится фабричная модель. Еще один минус — это относительно быстрое изнашивание устройства. Кроме того, для ручного изготовления необходим детально проработанный чертеж, именно от него зависят точность сборки и последующая эффективность эксплуатации.

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.