Как то решил автор сделать станочек сверлильный для печат. плат, но вариант такой как цанговый патрон по кругу мотора никого не устраивал и не устроит. Ему надо было что-нибудь получше и потяжелее в сборке, но он никак не брался делать его с самых низов. Каким то удачный образом ему попался под руки поношенный старый минисверлильный, который он взял за основу своей самоделки и восстановил.
В начале станок выглядел очень плачевно, не хотелось автору на него смотреть, не то что трогать. Там была шпиндельская бабка, с заклинившим шпинделем, механизм используемый для перемещения шпина (шпинделя) и колонна с основанием.
Сначала ему пришлось выточить новую колонну, потому что старая извините за выражение была в убогом состоянии:
На основе были заменены и прикручены резиновые сошки или ножки, это уже ваше права как их называть:
Старый стоп винт м4 при начальной попытке отсоединения сломался и причём не так уж и слабо. Ему пришлось сделать новую стоп. ручку с помощью болта м6:
Сначала он решил поставить асинхронник 220В 6Вт, но потом после неудачной попытке был заменен и куплен коллекторник – 12В 12Вт. Прикрепляется к ШБ очень просто, без всяких усилий через переход. пластину:
На неё устанавливается тумблер:
Шкив для движка он сразу брал готовый, для того чтобы не заморачиваться над его изготовкой:
Дальше ему пришлось выточить новый шпиндель. Время которое он затратил на него ушло больше всего, 6-ик ему пришлось делать напильником, как по его словам вышло всё отлично:
Шкив он вытачивал из эбонита:
Механизм перемещения шпинделя в новом виде выглядит вот так:
Сборка окончена, результат:
Светодиодная подсветка будет включаться в месте с двигателем:
Станок после восстановления:
Сверлильный станок для печатных плат относится к категории мини-оборудования специального назначения. При желании такой станок можно сделать своими руками, используя для этого доступные комплектующие. Любой специалист подтвердит, что без использования подобного аппарата трудно обойтись при производстве электротехнических изделий, элементы схем которых монтируются на специальных печатных платах.
Общая информация о сверлильных станках
Любой сверлильный станок необходим для того, чтобы обеспечить возможность эффективной и точной обработки деталей, изготовленных из различных материалов. Там, где необходима высокая точность обработки (а это относится и к процессу сверления отверстий), из технологического процесса необходимо максимально исключить ручной труд. Подобные задачи и решает любой , в том числе и самодельный. Практически не обойтись без станочного оборудования при обработке твердых материалов, для сверления отверстий в которых усилий самого оператора может не хватить.
Конструкция настольного сверлильного станка с ременной передачей (нажмите для увеличения)
Любой станок для сверления – это конструкция, собранная из множества составных частей, которые надежно и точно фиксируются друг относительно друга на несущем элементе. Часть из этих узлов закреплена на несущей конструкции жестко, а некоторые могут перемещаться и фиксироваться в одном или нескольких пространственных положениях.
Базовыми функциями любого сверлильного станка, за счет которых и обеспечивается процесс обработки, является вращение и перемещение в вертикальном направлении режущего инструмента – сверла. На многих современных моделях таких станков рабочая головка с режущим инструментом может перемещаться и в горизонтальной плоскости, что позволяет использовать это оборудование для сверления нескольких отверстий без передвижения детали. Кроме того, в современные станки для сверления активно внедряют системы автоматизации, что значительно увеличивает их производительность и повышает точность обработки.
Ниже для примера представлены несколько вариантов конструкции для плат. Любая из данных схем может послужить образцом для вашего станка.
Особенности оборудования для сверления отверстий в печатных платах
Станок для сверления печатных плат – это одна из разновидностей сверлильного оборудования, которое, учитывая очень небольшие размеры обрабатываемых на нем деталей, относится к категории мини-устройств.
Любой радиолюбитель знает, что печатная плата – это основание, на котором монтируются составные элементы электронной или электрической схемы. Изготавливают такие платы из листовых диэлектрических материалов, а их размеры напрямую зависят от того, какое количество элементов схемы на них необходимо разместить. Любая печатная плата вне зависимости от ее размеров решает одновременно две задачи: точное и надежное позиционирование элементов схемы относительно друг друга и обеспечение прохождения между такими элементами электрических сигналов.
В зависимости от назначения и характеристик устройства, для которого создается печатная плата, на ней может размещаться как небольшое, так и огромное количество элементов схемы. Для фиксации каждого из них в плате необходимо просверлить отверстия. К точности расположения таких отверстий относительно друг друга предъявляются очень высокие требования, так как именно от этого фактора зависит, правильно ли будут расположены элементы схемы и сможет ли она вообще работать после сборки.
Сложность обработки печатных плат состоит еще и в том, что основная часть современных электронных компонентов имеет миниатюрные размеры, поэтому и отверстия для их размещения должны иметь небольшой диаметр. Для формирования таких отверстий используется миниатюрный инструмент (в некоторых случаях даже микро). Понятно, что работать с таким инструментом, используя обычную дрель, не представляется возможным.
Все вышеперечисленные факторы привели к созданию специальных станков для формирования отверстий в печатных платах. Эти устройства отличаются несложной конструкцией, но позволяют значительно повысить производительность такого процесса, а также добиться высокой точности обработки. Используя сверлильный мини-станок, который несложно изготовить и своими руками, можно оперативно и максимально точно сверлить отверстия в печатных платах, предназначенных для комплектации различных электронных и электротехнических изделий.
Как устроен станок для сверления отверстий в печатных платах
От классического сверлильного оборудования станок для формирования отверстий в печатных платах отличается миниатюрными размерами и некоторыми особенностями своей конструкции. Габариты таких станков (в том числе и самодельных, если для их изготовления правильно подобраны комплектующие и их конструкция оптимизирована) редко превышают 30 см. Естественно, и вес их незначительный – до 5 кг.
Если вы собираетесь изготовить сверлильный мини-станок своими руками, вам необходимо подобрать такие комплектующие, как:
- несущая станина;
- стабилизирующая рамка;
- планка, которая будет обеспечивать перемещение рабочей головки;
- амортизирующее устройство;
- ручка для управления перемещением рабочей головки;
- устройство для крепления электродвигателя;
- сам электрический двигатель;
- блок питания;
- цанга и переходные устройства.
Чертежи деталей станка (нажмите для увеличения)
Разберемся в том, для чего предназначены все эти узлы и как из них собрать самодельный мини-станок.
Конструктивные элементы сверлильного мини-станка
Сверлильные мини-станки, собранные своими руками, могут серьезно отличаться друг от друга: все зависит от того, какие комплектующие и материалы были использованы для их изготовления. Однако как заводские, так и самодельные модели такого оборудования работают по одному принципу и предназначены для выполнения схожих функций.
Несущим элементом конструкции является станина-основание, которая также обеспечивает устойчивость оборудования в процессе выполнения сверления. Исходя из назначения данного конструктивного элемента, изготавливать станину желательно из металлической рамки, вес которой должен значительно превышать суммарную массу всех остальных узлов оборудования. Если пренебречь этим требованием, вы не сможете обеспечить устойчивость вашего самодельного станка, а значит, не добьетесь требуемой точности сверления.
Роль элемента, на котором крепится сверлильная головка, выполняет переходная стабилизирующая рамка. Ее лучше всего изготовить из металлической рейки или уголков.
Планка и амортизирующее устройство предназначены для обеспечения вертикального перемещения сверлильной головки и ее подпружинивания. В качестве такой планки (ее лучше зафиксировать с амортизатором) можно использовать любую конструкцию (важно только, чтобы она выполняла возложенные на нее функции). В этом случае может пригодиться мощный гидравлический амортизатор. Если же такого амортизатора у вас нет, планку можно изготовить своими руками либо использовать пружинные конструкции, снятые со старой офисной мебели.
Управление вертикальным перемещением сверлильной головки осуществляется при помощи специальной ручки, один конец которой соединяют с корпусом сверлильного мини-станка, его амортизатором или стабилизирующей рамкой.
Крепление для двигателя монтируют на стабилизирующей рамке. Конструкция такого устройства, в качестве которого может выступать деревянный брусок, хомут и др., будет зависеть от конфигурации и конструктивных особенностей остальных узлов сверлильного станка для печатных плат. Использование такого крепления обусловлено не только необходимостью его надежной фиксации, но также тем, что вы должны вывести вал электродвигателя на требуемое расстояние от планки перемещения.
Выбор электрического двигателя, которым можно оснастить сверлильный мини-станок, собираемый своими руками, не должен вызвать никаких проблем. В качестве такого приводного агрегата можно использовать электродвигатели от компактной дрели, кассетного магнитофона, дисковода компьютера, принтера и других устройств, которыми вы уже не пользуетесь.
В зависимости от того, какой электрический двигатель вы нашли, подбираются зажимные механизмы для фиксации сверл. Наиболее удобными и универсальными из таких механизмов являются патроны от компактной дрели. Если подходящий патрон найти не удалось, можно использовать и цанговый механизм. Подбирайте параметры зажимного устройства так, чтобы в нем можно было фиксировать очень мелкие сверла (или даже сверла размера «микро»). Для соединения зажимного устройства с валом электродвигателя необходимо использовать переходники, размеры и конструкция которых будут определяться типом выбранного электродвигателя.
В зависимости от того, какой электродвигатель вы установили на свой сверлильный мини-станок, необходимо подобрать блок питания. Обращать внимание при таком выборе следует на то, чтобы характеристики блока питания полностью соответствовали параметрам напряжения и силы тока, на которые рассчитан электродвигатель.
Захотелось собрать станочек для сверления печатных плат и прочей мелочёвки, варианты по типу цанговый патрон прямо на валу моторчика меня не устраивали. Нужно было что-то посерьёзнее, но не как не решался начать строить станок с нуля. Но тут удачно подвернулся сломанный (после пожара) самодельный микросверлильный, который я взял за базу к своей поделке, точнее его восстановил.
Первоначальный вид станка я не заснял, состояние было очень плачевное. Имелась шпиндельная бабка, заклинивший в ней шпиндель, механизм перемещения шпинделя, колонна и основание.
Первым делом была выточена новая колонна, старая была сильно деформирована:
На основание прикрутил резиновые ножки:
ШБ. Старый стопорный винт м4 при попытке откручивания был сломан. Сделал новую ручку из болта м6:
Сначала хотел поставить асинхронник 220 вольт 6 ватт, но потом был куплен коллекторник на 12 вольт 12 ватт. Крепиться к ШБ будет через переходную пластину:
На неё же установлен тумблер:
Шкив для двигателя подобрал готовый:
Выточил новый шпиндель. Времени убил больше всего, шестигранник делал напильником:
Новый шкив выточил из эбонита:
Механизм перемещения шпинделя:
Всё в сборе:
Светодиодная подсветка, включающаяся вместе с двигателем:
Восстановленный станок:
Станочком доволен. Поставил коллекторный электродвигатель для регулирования оборотов напряжением (в планах ШИМ) но мощности оказалось впритык, и от этой идеи я отказался. С асинхронником станочек работал бы в разы тише…
Из всех видов сверлильных аппаратов самый маленький — вертикальные настольные станки. Компактные устройства созданы специально для сверления тончайших отверстий в мелких заготовках, развальцовки, выполнения отверстий с гранями, нарезки резьбы и заклепки. Это удобное оборудование для производств на малых площадях и с небольшими оборотами. Дополнительное преимущество мини-станков в их невысокой цене.
Назначение мини сверлильных станков
Несмотря на мини-размеры настольные сверлильные аппараты полноценно выполняют свои задачи, не уступая в точности и аккуратности крупным аналогам.
Многие сверлильные настольные станки совмещают функцию фрезерования и широко используются в ремонтных мастерских и учебных центрах. Чаще всего мини-станки используют для сверления отверстий в микросхемах или печатных платах. Микро отверстия диаметром менее миллиметра невозможно сделать дрелью.
Конструкция мини станка
Основным типом движения, используемым в конструкции, является вращение сверла, удерживаемого шпинделем. Движение подачи представлено перемещением этого же сверла в вертикальной плоскости. Деталь располагается на рабочей столешнице.
Все главные узлы станка размещены в стойке, расположенной на тяжелой станине — основании. По стойке проходят рельсы для передвижения рабочей головки со шпинделем, а внутри колонны — двигатель. Если предусмотрена возможность переключения скоростей, то она реализуется посредством рукоятки. На современных моделях параметры контролируются электроникой.
Исполнительная головка смазывается маслом, подкачиваемое насосом. Насос подает и охладитель. Исполнительная головка, как правило, отливается из чугуна, в ней расположены устройства подач и скоростей. Коробка скоростей функционирует за счет зубчатых передач, переключаемых ручкой. Электродвигатель мини станка работает от бытовой электросети с напряжением 220 В.
Иногда станки оснащаются защитным экраном, предупреждающим попадание волос или ткани в патрон во время вращения. Экран обычно из прозрачной прочной пластмассы, он имеет съемную конструкцию.
Принцип действия мини-сверлильного станка
При запуске электромотора он приводит в движение шпиндель. Мощность электродвигателя настольной микро-модели может составлять от 150 до 300 Вт. Чаще используется ременной привод, но в самых маленьких моделях возможна и зубчатая передача. Скорость изменяется перемещением рукоятки.
Сверло вставляется в небольшой кулачковый или цанговый патрон, который крепко удерживает конец инструмента. Кулачковый патрон зажимается ключом, цанговый — автоматически.
Установленное сверло опускается к детали при нажатии на рукоятку подачи. Она напоминает рычаг и находится справа от головки. Возвращается на исходное место головка самостоятельно, под действием встроенной пружины. На некоторых сверло можно застопорить в любой точке с помощью затяжного рычага.
Существуют сверлильные устройства, оборудованные регулирующим глубину сверления механизмом. Он запускается так: на боковой стороне детали отмечается необходимая глубина будущего отверстия. Патрон опускается до тех пор, пока конец сверла не достигнет отметки. Затяжная рукоятка затягивается, сдерживая дальнейшее продвижение сверла.
Характеристики мини-сверлильных станков
Мощность — этот параметр, влияющий на потребление электроэнергии и производительность. Для микро отверстий по печатным платам достаточно минимальной мощности 150 Вт.
Скорость вращения сверла варьируется от 200 оборотов в минуту до 3000. Современные мини станки оснащаются редуктором с возможностью переключения до 12 скоростных режимов.
Наибольшая высота детали, обрабатываемой на мини-станке, составляет 50 см. Этот показатель определяется верхней точкой сверлильной головки, которая перемещается вертикально по рельсам стойки. Обычно передвижение модуля происходит вручную. В определенной точке головка закрепляется специальной рукояткой.
Диаметр сверления указывает не столько на размер отверстий, сколько на поперечник сверл. Минимальный диаметр хвостовика составляет 16 мм.
| Марка станка | Мощность, Вт | Обороты, об\мин | Кол-во скорост. | Диаметр патрона, мм | Вертикальный ход, мм | Вес, кг |
| Корвет 411 | 150 | 100-5000 | 2 | 6 | 40 | 6 |
| Зубр ЗСС-350 | 350 | 580 — 2650 | 5 | 13 | 50 | 16,4 |
| 350 | 580 — 2650 | 5 | 16 | 50 | 18 | |
| Кратон DM-13 | 350 | 620 — 2620 | 5 | 13 | 50 | 17 |
Таблица 1. Характеристики некоторых моделей мини сверлильных станков
Вес и размер станины при работе с микро деталями имеют не такое значение, как при сверлении крупных заготовок. Но основание должно быть достаточно устойчивым и крепким для удержания инструмента. Поверхность рабочей столешницы идеально ровная, с несколькими прорезями. Боковые прорези используются для фиксации детали с помощью струбцин или тисочков, размещения упоров и линеек. А центральная прорезь предохраняет сверло от контакта со столешницей при сверлении сквозных отверстий.
Сверла для мини станка
В большинстве случаев на таком оборудовании изготавливают микро платы для радиоприборов. Плата располагается на стеклотекстолите, разрушительном для сверл. Достаточно сделать не более ста отверстий и сверло необходимо точить или выбрасывать. Собственноручно заточить микро сверло диаметром 0,5 мм не представляется возможным. Существуют сверла из твердых сплавов, выдерживающих работу по стеклотекстолиту. Можно найти микро диаметры от 0,5 до 2 миллиметров, поперечник хвостовой части у всех стандартный — 2 мм. Такого сверла хватит на несколько тысяч микро отверстий. Но работать им нужно очень аккуратно, избегая боковых нажатий, которые моментально ломают хрупкий инструмент.
Попытки установить микро сверло в ручную дрель приводят к его поломке. В сверлильном станке же оно исправно прослужит много лет.
Видеоролики о том, как самому сделать мини сверлильный аппарат:
Здравствуйте! На этом ресурсе много людей, которые занимаются электроникой и самостоятельно изготавливают печатные платы. И каждый из них скажет, что сверление печатных плат это боль. Мелкие отверстия приходится сверлить сотнями и каждый самостояльно решает для себя эту проблему.
В этой статье я хочу представить вашему вниманию открытый проект сверлильного станка, который каждый сможет собрать сам и ему не потребутся для этого искать CD-приводы или предметные столы для микроскопа.
Описание конструкции
В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках.
Для линейного перемещения двигателя я решил использовать полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте. Эти валы можно найти в старых принтерах или купить. Линейные подшипники также широко распространены и доступны, так как применяются в 3D-принтерах.
Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру я выбрал потому, что она стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали или оргстекла. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатанны на 3D-принтере.
Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя.
С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром.
Но все это проще один раз увидеть на видео:
На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.
Детали для сборки
- Двигатель с патроном и цангой . С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
- Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
- Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
- Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм - 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
- Линейные подшипники на 8мм LM8UU - 2шт
- Микропереключатель KMSW-14
- Винт М2х16 - 2шт
- Винт М3х40 в/ш - 5шт
- Винт М3х35 шлиц - 1шт
- Винт М3х30 в/ш - 8шт
- Винт М3х30 в/ш с головкой впотай - 1шт
- Винт М3х20 в/ш - 2шт
- Винт М3х14 в/ш - 11шт
- Винт М4х60 шлиц - 1шт
- Болт М8х80 - 1шт
- Гайка М2 - 2шт
- Гайка М3 квадратная - 11шт
- Гайка М3 - 13шт
- Гайка М3 с нейлоновым кольцом - 1шт
- Гайка М4 - 2шт
- Гайка М4 квадратная - 1шт
- Гайка М8 - 1шт
- Шайба М2 - 4шт
- Шайба М3 - 10шт
- Шайба М3 увеличенная - 26шт
- Шайба М3 гроверная - 17шт
- Шайба М4 - 2шт
- Шайба М8 - 2шт
- Шайба М8 гроверная - 1шт
- Набор монтажных проводов
- Набор термоусадочных трубок
- Хомуты 2.5 х 50мм - 6шт
Сборка
Весь процесс подробно показан на видео:Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто.
Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки
Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д.
Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой.
После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам:
Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.
В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь.
Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель.
Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать.
Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца.
Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам.
Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой.
На этом сборка окончена!
Дополнения
Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:- Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным - не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками....
- Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь - очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше - заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
- Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить центровкой «плоскогубцами», но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
- Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
- Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.
