Цилиндрические рельсы SBR10. Собираем станок с ЧПУ самостоятельно

Примерно год назад мне достался небольшой станок с ЧПУ. Работать со станком понравилось, и я потихоньку стал его модифицировать. Изменил размеры, заменил патрон шпинделя, заменил втулки на линейные подшипники. Все это хорошо повлияло качество станка, но аппетит приходит во время еды. Дальнейшая модернизация станка потеряла смысл — проще было сделать новый. Чем я активно занялся.
Теперь появился результат которым я и хочу поделиться. А заодно послушать советов более опытных товарищей.
Встречайте первую статью по сборке и проектированию домашнего станка с ЧПУ.

Начнем с требований

Станок должен остаться настольным и домашним. То есть никаких чугунных станин, рабочего поля метр на метр и шпигделя на 1.5кВт. Основное назначение данного станка изготовление мелких деталей из дерева и пластмассы, сверловка и обрезка печатных плат, изготовление корпусов и пр.

Бюджет нового станка должен быть небольшим. $500, может быть меньше, но порядок такой.

При сборке станка должны быть минимальны заводские операции (резка и фрезеровка стали, сварка и пр)

Рама и линейные подшипники

Мой первый станок в качестве линейного подшипника имел полированные валы 8мм которые ходили в латунных слегка подпружиненных втулках. Это была, пожалуй, самая отвратительная часть китайского станка. Они люфтили во все стороны.


Поэтому бронзовые втулки я заменил на линейные подшипники того же диаметра 8мм, чтобы не менять сами валы и держатели.

О чем и пожалел в дальнейшем. Длинные валы 8мм прогибались при вертикальной нагрузке. Нужно было либо увеличивать диаметр, то я и сделал, когда модернизировал ось Z, увеличив диаметр вала до 10 и поставив ШВП в качестве ходового винта


Дальнейшая модернизация данного станка показалась мне бессмысленной — нужно было менять практически все. Так родилась идея нового станка. А в качестве линейных направляющих по осям X и Y с высокой вертикальной нагрузкой я решил использовать рельсы. Но плоские MGH к сожалению не влезали в отведенный бюджет и я решил остановиться на цилиндрических SBR с минимальным диаметром 10мм

Что такое рельсы SBR

Цилиндрические рельсовые линейные направляющие — полированные стальные валы на опоре. Алюминиевая опора устраняет основной недостаток направляющих валов — прогиб, и увеличивает грузоподъемность, жесткость и точность перемещения.

Каретка — это тот же линейный подшипник, но с вырезом в том месте где ходит рельса


Конструкция крепления SBR в совокупности с требования, которые я привел выше определила конструкцию рамы — буду делать из алюминиевого профиля.

Спецификация

Ось X
Рельсы SBR10 350мм 2шт
Каретки короткие SBR10UU — 4 шт
Рама из станочного профиля 2020
Продольные составляющие 350мм — 6шт
Поперечные составляющие 350мм — 2 шт
Дополнительные продольные опоры 370мм — 2 шт

Ось Y
Рельсы SBR10 300мм 2шт
Каретки короткие SBR10UU — 4 шт
Рама из станочного профиля 2020
Поперечные составляющие 300мм — 4шт
Вертикальные стойки 350мм — 2 шт

Крепеж нужно брать с запасом. Гайки в профиль M5 и M6, уголки и прочее
Детали рамы на Али заказывать не стал — подвернулся удобный отечественный магазинчик «Соберизавод» .
При составлении заказа можно сразу же указать детали из профиля требуемой длины и получить карту раскроя. Там же можно купить соединительные пластины и T-гайки. Винты и болты проще взять в местном магазине метизов. Тут ситуация как с водкой — сколько не бери, все равно бежать придется. )))

Итак заказ сделан. В комплектующих для станка, покупаемых на Алиэкспресс главная составляющая — стоимость доставки. Все железной и тяжелое. Мне все доставили СДЭКом прямо на работу



Сбоку виден винт, которым можно отредактировать плотность обхвата вала кареткой


Профиль

Сборка оси Y

Крепим рельсы к поперечинам при помощи гаек M5 в профиль и винтов M5 x 6мм (или M5x8мм с шайбами, если 6мм не удалось найти)

Собираем раму не затягивая винты


Только после установки и проверки, что нет перекосов можно затянуть крепеж (возможно при регулировки потребуется еще не раз его ослабить и затянуть). По оси Y га этих рельсах будет катать крепление шпинделя с осью Z.
К слову, по оси Z я не нащел коротких рельсов SBR10 и сделал на линейных подшипниках 12мм. Но это уже другая история…

Ось Х

На оси X катается подвижный стол из профиля 2080

Подведем итог

Линейные рельсы SBR10 (а также большего размера) — это хорошая альтернатива подшипникам на цилиндрических валах.
Они проще в установке, так как не требует специальных держателей и, что самое главное, обеспечивают более жесткую конструкцию.
Хороший выбор, если бюджет не позволяет купить более дорогие линейные направляющие MGH

Станок постепенно приобретает законченность

Если сообществу будет интересно, то впереди будут обзоры шпинделя 300Вт с регулировкой оборотов, шаговых движков, ШВП с «штатными» подшипниками м еще кучу всякой полезной мелочи, без которой ну никак не собрать свой станок ЧПУ )))

А коту интересно, что там опять нового хозяин притащил