Не всегда имеет смысл и целесообразность покупать сверлильный станок заводского производства. Можно изготовить вертикальный сверлильный станок из дрели своими руками. Для этого понадобится дрель и материалы для изготовления стойки. Такое оборудование рекомендуется использовать в домашних мастерских или гаражах, когда сверление не основная операция или выполняется достаточно редко и точностью отверстия можно пренебречь.
Чтобы ускорить процесс, достаточно купить в магазине инструментов специализированную стойку для дрели. В итоге получается подобие вертикально-сверлильного станка бытового уровня, по точности сверления не уступающего станкам для домашних мастерских.
На фото показаны сверлильные стойки заводского производства. Их можно купить в любом интернет-магазине инструментов по ценам от 200 долларов.
Статья призвана дать вам идеи как самому сделать сверлильный станок из дрели, поэтому мы не даем четкого алгоритма по его изготовлению, ведь он делается из подручных материалов: у одних мастеров он будет, у других — нет. Поэтому мы даем основные идеи, а каждый применит свои конструктивные решении и сделает свой вертикальный самодельный сверлильный станок.
Если вы не ищете легких путей, то стойку мы изготовим самодельную. Стойку можно изготовить из дерева или металла. Из дерева будет дешевле, легче в изготовлении, но пострадает долговечность.
Металлические более сложны, но имеют не сравнено более долгий ресурс и прочностные характеристики. Выбор материала стойки еще зависит от обрабатываемых заготовок: при постоянном сверлении металла лучше изготавливать металлическую.
Сборка станка
Металлические стойки собираются из уголков для каретки, квадратной трубы 50×50 для стойки и 10×10 для кронштейна для дрели, полосы для основания и проушин. Основание и кронштейн свариваются, после чего все элементы собираются и скрепляются болтами. Рекомендуется изготавливать несколько кронштейнов с различными переходниками (зажимными кольцами) под разные типы дрелей. Каретка перемещается по штанге при помощи стального тросика, намотанного на барабан рукоятки. Чтобы каретка не имела люфт и не падала под собственным весом вниз, ее просверливают, нарезают резьбу и закручивают болт (или несколько болтов). Тем самым выбирается люфт между кареткой и стойкой будущего сверлильного станка. Ручку перемещения каретки производят из проката диаметром 6 – 8 мм.
Имея несколько кронштейнов с различными зажимными кольцами возможно гибко подбирать дрели и обрабатывать практически любые материалы.
В будущем самодельное оборудование можно модернизировать и дорабатывать, например, разметить или установить шкалу, которая будет указывать длину перемещения каретки. Это помогает при сверлении глухих отверстий.
Существует несколько способов крепления:
- несколькими хомутами;
- на металлическом кронштейне в отверстии под шейку дрели.
Видео варианта конструкции из дрели на деревянной стойке.
Самый простой вариант изготовления самодельной сверлильной конструкции в домашних условиях
Самодельный сверлильный станок из дрели никогда не заменит заводской и всегда будет уступать в качестве сборки и точности сверления. Основное преимущество самодельного – низкая цена, возможность просверлить отверстия тогда, когда заводской станок не доступен по тем или иным причинам.
В столярном деле не обойтись без сверления отверстий, поэтому одним из самых востребованных инструментов столяра является дрель, электрическая или ручная.
Таким инструментом удобно работать с заготовками небольшой толщины, сверлить листовой материал, фанеру, но проделать отверстие в толстой заготовке, не испортив его геометрию, сложно.
С этой задачей справится самодельный сверлильный станок. Сделанный своими руками, он не ляжет тяжким бременем на семейный бюджет и станет надежным помощником домашнему мастеру.
Сверлильный станок, зачем он нужен
Просверлить тонкий материал не проблема. Достаточно взять в руки дрель, несколько секунд – и работа выполнена. Но что делать, если необходимо точно выверенное отверстие в толстом брусе? Ручной инструмент не подойдет, велик риск испортить заготовку. Результатом будет смещение центра отверстия, изменение геометрии, рваные края. Избежать подобных недочетов и создать отверстие с заданными параметрами поможет сверлильный станок.
Благодаря надежной фиксации обрабатываемой детали и центровке инструмента обеспечивается точность сверления, которую не удастся добиться, работая дрелью. Точность – обязательное условие при изготовлении мебели в домашней мастерской. Для создания самодельного присадочного станка для мебели придется слегка доработать уже готовый инструмент. Изготовление не потребует особых усилий и времени.
Не стоит забывать и об универсальности данного станка: меняя сверла, можно работать с любым материалом, от мягкой древесины до металла, легко просверливая листовую сталь. Вместо сверла можно использовать фрезу, тогда устройство заменит фрезерный станок небольшой мощности. Помимо всего прочего, сверлильный станок заметно облегчит труд мастеру. Работать со стационарным устройством легче, нет необходимости держать на весу тяжелый инструмент.
Стационарный станок из ручной дрели
Практически у любого домашнего мастера имеется электрическая дрель. Это один из наиболее универсальных электроинструментов. Меняя насадки, кроме сверления, она может бурить стены, зачищать швы, очищать поверхность материала. Помимо всего прочего, на базе дрели умельцы изготавливают ряд настольных станков, в том числе сверлильный.
Инструменты, которые потребуются для работы:
- циркулярная пила;
- электролобзик;
- болгарка;
- крупнозернистая наждачная бумага;
- простенький набор ручного инструмента;
- линейка и карандаш.
Также потребуется сама электродрель. Она поможет в сборке устройства, а после займет свое место на станине. Дополнительный плюс от подобной конструкции – дрель в любой момент можно будет снять и использовать по прямому назначению.
Сверлильный станок из электродрели отличается простотой, потому материала потребуется немного. Надо подготовить отрезок доски, фанеру толщиной от 15 мм, направляющие для мебели, а также саморезы и болты с гайками.
Доска, из которой изготавливается станина, должна быть сухой, без трещин и механических повреждений, с минимальным количеством сучков. Перед началом работы ее циклюют, при необходимости обрабатывают шкуркой.
Инструкция по изготовлению станка
Основа конструкции самодельного станка – рама. Она состоит из вертикальной стойки и горизонтальной опоры. На стойке крепится столешница и шпиндельная коробка. Пошаговая инструкция по сборке выглядит следующим образом.
Стойка
В качестве материала для стойки самодельного сверлильного станка используются рейки, вырезанные из сосновой доски. Понадобятся две заготовки сечением 30х40 мм и две 20х20 мм. Длина каждой из них 60 см. Резать доску удобно циркулярной пилой, предварительно отрегулировав боковой упор. Готовые рейки обрабатывают шкуркой, чтобы убрать заусенцы.
Бруски скрепляют попарно, выравнивая по одной из граней. Места соединения промазывают столярным клеем, для фиксации используют саморезы. В результате получатся два одинаковых уголка из дерева.
Стойки соединяют между собой двумя перемычками, брусками размерами 80х40х20 мм. Они устанавливаются с внутренней стороны уголков, с наружной конструкцию усиливают вставками, вырезанными из той же доски.
Шпиндельная коробка
Вторым шагом будет изготовление шпиндельной коробки. Она удерживает электродрель, при этом обеспечивает ее перемещение в вертикальной плоскости. Коробка собирается из фанеры. Необходимо вырезать две заготовки 155х55 мм и одну 140х155 мм.
Подвижность узла обеспечивают мебельные направляющие. Понадобится 4 шт. длиной 120 мм. На концах, используя плоскогубцы, выгибают стопоры. Направляющие прикручивают на фанерные заготовки, две на широкую, по одной на узкие.
Собирают шпиндельную коробку. Она имеет форму буквы П, направляющие – на внутренних поверхностях. С помощью саморезов коробка крепится на вертикальную раму. Полученная конструкция должна перемещаться легко, но без перекосов и люфтов.
Фиксатор дрели
Далее изготавливается фиксатор дрели. Это один из самых ответственных узлов станка. Чтобы обеспечить достаточную прочность, его делают из двух склеенных между собой фанерных заготовок размером 165х85 мм. В заготовке вырезается круглое отверстие. Его диаметр зависит от модели дрели. В любом случае дрель должна входить свободно, но без большого зазора. Правильно изготовленный фиксатор позволит использовать устройство в качестве пазовального станка, им можно будет делать продольные пазы в мягком материале.
С наружной стороны фиксатора делают пропил, позволяющий зажимать дрель, в его щечках сверлят отверстие, внутри которого устанавливается стопорный винт. Фиксатор крепят на подвижной коробке с помощью саморезов, для большей надежности снизу усиливают уголком из фанеры.
Опора
Станок должен устойчиво стоять на верстаке, для этого служит горизонтальная опора. Она изготавливается из той же фанеры. Надо вырезать заготовки размерами 260х240 мм и 50х240 мм.
Сначала соединяют вертикальную раму и узкую деталь основания, место соединения проклеивают, для фиксации используют саморезы.
Полученную конструкцию крепят на опору. Лучше всего использовать болты М6, гайки которых запрессованы в фанерное основание снизу. Также можно использовать болты под подтай, тогда гайки будут расположены вверху.
Столешница
Столик станка изготавливается из фанеры, можно использовать ламинированную древесно-стружечную плиту (ЛДСП). Размеры рабочей поверхности 260х240 мм. Для ее крепления потребуется отрезок фанеры 260х50 мм и уголки со сторонами 60 мм.
С помощью саморезов соединяют стол для сверлильного станка с боковой планкой. Соединение должно быть надежным, рекомендуется его проклеить. Надежности конструкции добавят треугольные вставки, приклеенные по углам.
Работать со станком будет удобнее, если столешница подвижна. Обеспечить ее вертикальное перемещение несложно, надо лишь предусмотреть направляющий брусок на планке, просверлить сквозное отверстие, пропустить сквозь него длинный болт.
Подпружинивание и подача сверла
В нормальном состоянии шпиндельная коробка с установленной на ней дрелью должна находиться в верхней точке вертикальной рамы. Чтобы этого добиться, используют пружину с подходящими параметрами. Она устанавливается между уголками рамы, для ее фиксации в верхнюю перемычку ввинчивают шуруп с кольцом, а в корпус коробки – саморез.
Принудительное опускание дрели осуществляют с помощью подвижной рукояти. Ее изготавливают из бруска, один конец которого закрепляют в верхней части рамы. Рычаг желательно усилить, в месте его крепления в дерево запрессовывается металлическая втулка подходящего диаметра. Фиксируют рычаг болтом.
Для передачи усилия используется металлическая планка с отверстиями на концах. Ее длина выбирается опытным путем, фиксация – обычными саморезами.
Остается установить дрель, закрепить ее и выполнить пробное сверление. Как раз в ходе него будет просверлено технологическое отверстие в столешнице, в месте выхода сверла, которое позволит работать с материалом любой толщины.
Готовый станок необходимо покрыть несколькими слоями лака или покрасить. Тем самым удастся не только придать ему законченный вид, но и обеспечить долговечность и безопасность эксплуатации.
Варианты самодельных сверлильных станков
Полноценный сверлильный станок можно сделать из отслужившей свое рулевой рейки автомобиля. По ее размерам изготавливают станину, на которой крепят электродвигатель. Отлично подойдет двигатель от старой стиральной машины. Передача вращения осуществляется с помощью ременной передачи. Лучше использовать шкив с несколькими ручьями, это позволит регулировать скорость, тем самым работать с материалом разной твердости. По такой же схеме делают своими руками присадочные станки.
Сверлить отверстия небольшого диаметра можно на маленьком станке, изготовленном из остова старого микроскопа, на который установлен электродвигатель от магнитофона. Он гарантированно справится с тонким листовым материалом. Единственная трудность в изготовлении подобного устройства – сложно подобрать подходящий патрон.
Сверлильный станок в мастерской заметно облегчит жизнь домашнему мастеру. Даже простое самодельное устройство, изготовленное из электродрели, способно открыть перед ним новые горизонты. Сверлить дерево, металл, проделывать пазы, изготавливать мебель – все это станет возможным с самодельным сверлильным станком.
Самым распространенным сверлильным станком можно считать, тот который выполнен из обыкновенной или электродрели. В таком станке дрель можно разместить как стационарно, так и сделать ее съемной. В первом случае кнопку включения можно перенести на сверлильный станок для большего удобства, во втором – дрель можно снимать и использовать как отдельный инструмент.
Компоненты для самодельного сверлильного станка:
- Дрель;
- Основание;
- Стойка;
- Крепление дрели;
- Механизм подачи.
Основание (станину) для самодельного сверлильного станка можно сделать из твердого дерева, ДСП или мебельного щита, но лучше все же использовать швеллер, металлическую плиту или тавр. Для обеспечения устойчивости конструкции и получения хорошо результата станину необходимо делать массивной, чтобы она могла компенсировать вибрацию от сверления. Размер для деревянной сатины 600х600х30 мм, металлической – 500х500х15 мм. На основании станка должны присутствовать крепежные отверстия, что бы его можно было закреплять на верстаке.
Стойку для сверлильного станка можно сделать из бруса, круглой или квадратной стальной трубы. Также можно использовать старый каркас фотоувеличителя, старого школьного микроскопа или другого устройства подобной конфигурации имеющей большую массу и высокую прочность.
Дрель крепится при помощи хомутов или кронштейнов. Лучше использовать кронштейн с центральным отверстием, это позволить достичь более хороших результатов при сверлении.
Устройство механизма подачи дрели на станке.
При помощи этого механизма дрель может перемещаться вертикально вдоль стойки, она может быть:
- Пружинной;
- Шарнирной;
- Схожей с винтовым домкратом.
В зависимости от выбранного механизма, нужно будет делать стойку.
На фото схемах и чертежах показаны основные типы конструкций самодельных сверлильных станков, на которых применяется дрель.
Самодельный станок из дрели с шарнирным бес пружинным механизмом.
Видео инструкция по созданию самодельного сверлильного станка своими руками.
Видео инструкция по созданию дешевого сверлильного станка из дрели своими руками. Станина и стойка выполнены из дерева, механизмом служит мебельная направляющая.
Пошаговая видео инструкция по изготовления сверлильного станка из старого автомобильного домкрата.
Как сделать пружинно-рычажную стойку для дрели на самодельный станок.
Пошаговая инструкция по изготовлению стальной стойки.
Рулевая рейка от автомобиля является достаточно массивным устройством, поэтому станина под нее должна быть массивной и крепится к верстаку. Все соединения на таком станке выполняются с помощью сварки.
Толщина основания должна быть около 5 мм, ее можно сварить из швеллеров. Стока на которую закрепляется рулевая рейка должна быть выше на 7 – 8 см. Крепится она через проушины рулевой колонки.
Так как такой самодельный станок становится массивным, блок управления им лучше вынести отдельно от дрели.
Видео сверлильного самодельного станка на основе рулевой рейки от автомобиля.
Порядок сборки такого самодельного станка:
- Подготовка деталей;
- Установка стойки на станину;
- Сборка устройства перемещения;
- Установка устройства на стойку;
- Установка дрели.
Все места соединения должны быть надежно закреплены, желательно при помощи сварки. Если используются направляющие, то нужно сделать так чтобы не было поперечного люфта. Для большего удобства такой станок можно оснастить тисками для фиксации заготовки под сверление.
В магазинах можно найти и уже готовые под дрель стойки. При покупки стоит обращать внимания на размеры ее станины и вес. Зачастую недорогие конструкции подойдет только для сверления тонкой фанеры.
Самодельный сверлильный станок на основе асинхронного двигателя.
Заменить дрель в самодельном станке можно асинхронным двигателем, например от старой стиральной машинки. Схема изготовления такого станка сложная, поэтому лучше если ее будет делать специалист с опытом токарных и фрезеровочных работ, сборки электросхем.
Схема и устройство станка на основе двигателя от бытовой техники.
Ниже приведены все чертежи, детали и их характеристики, и спецификация.
Таблица всех деталей и материалов необходимых для изготовления станка своими руками.
| Поз. | Деталь | Характеристика | Описание |
| 1 | Станина | Плита текстолитовая, 300×175 мм, δ 16 мм | |
| 2 | Пятка | Стальной круг, Ø 80 мм | Может быть сварной |
| 3 | Основная стойка | Стальной круг, Ø 28 мм, L = 430 мм | Один конец обточен на длину 20 мм и на нём нарезана резьба М12 |
| 4 | Пружина | L = 100–120 мм | |
| 5 | Втулка | Стальной круг, Ø 45 мм | |
| 6 | Стопорный винт | М6 с пластиковой головкой | |
| 7 | Ходовой винт | Тr16х2, L = 200 мм | От струбцины |
| 8 | Матричная гайка | Тr16х2 | |
| 9 | Консоль привода | Стальной лист, δ 5 мм | |
| 10 | Кронштейн ходового винта | Лист дюралюминия, δ 10 мм | |
| 11 | Специальная гайка | М12 | |
| 12 | Маховик ходового винта | Пластик | |
| 13 | Шайбы | ||
| 14 | Четырёхручьевый блок ведущих приводных шкивов клиноременной передачи | Дюралюминиевый круг, Ø 69 мм | Изменение числа оборотов шпинделя выполняется перестановкой приводного ремня из одного ручья в другой |
| 15 | Электродвигатель | ||
| 16 | Блок конденсаторов | ||
| 17 | Блок ведомых шкивов | Дюралюминиевый круг, Ø 98 мм | |
| 18 | Ограничительный стержень возвратной пружины | Винт М5 с пластмассовым грибком | |
| 19 | Возвратная пружина шпинделя | L = 86, 8 витков, Ø25, из проволоки Ø1,2 | |
| 20 | Разрезной хомут | Дюралюминиевый круг, Ø 76 мм | |
| 21 | Шпиндельная головка | см. ниже | |
| 22 | Консоль шпиндельной головки | Лист дюралюминия, δ 10 мм | |
| 23 | Приводной ремень | Профиль 0 | Приводной клиновой ремень «нулевого» профиля, поэтому такой же профиль имеют и ручьи блока шкивов |
| 24 | Выключатель | ||
| 25 | Сетевой кабель с вилкой | ||
| 26 | Рычаг подачи инструмента | Стальной лист, δ 4 мм | |
| 27 | Съёмная рукоятка рычага | Стальная труба, Ø 12 мм | |
| 28 | Патрон | Инструментальный патрон № 2 | |
| 29 | Винт | М6 с шайбой |
Шпиндельная головка имеют свою базу – дюралюминиевую консоль и создает поступательное и вращательное движение.
Чертёж шпиндельной головки для самодельного сверлильного станка.
Материалы и детали необходимые для изготовления шпиндельной головки.
| Поз. | Деталь | Характеристика |
| 1 | Шпиндель | Стальной круг Ø 12 мм |
| 2 | Ходовая втулка | Стальная труба Ø 28х3 мм |
| 3 | Подшипник 2 шт. | Радиальный подшипник качения № 1000900 |
| 4 | Винт | М6 |
| 5 | Шайбы-прокладки | Бронза |
| 6 | Рычаг | Стальной лист δ 4 мм |
| 7 | Стопор ходовой втулки | Специальный винт М6 с рифлёной кнопкой |
| 8 | Гайка | Низкая гайка М12 |
| 9 | Стационарная втулка | Стальной круг Ø 50 мм или труба Ø 50х11 мм |
| 10 | Подшипник | Радиально упорный |
| 11 | Разрезное стопорное кольцо | |
| 12 | Концевая переходная втулка | Стальной круг Ø 20 мм |
Подключение зависит от самого двигателя.
Как сделать сверлильный станок для печатных плат своими руками.
Для изготовления сверлильного станка для печати плат необходим привод маломощного устройства. В качестве рычага можно использовать механизм от резчика фотографий, паяльник. Подсветку места сверления можно сделать с помощью светодиодного фонарика. В общем этот станок богат на полет творческих мыслей.
Позволяет работать с твердыми материалами, правильно центровать и выполнять отверстия под разными углами. Основные операции - сверление, шлифовка, полировка, зачистка заусенцев, выборка полуокружности. Изготовить приспособление можно самостоятельно. Непрофессиональный мастер справится с задачей за несколько часов.
Основные материалы для изготовления стойки: брус 45х90 и 50х50, фанера толщиной 10 мм, мебельные шариковые направляющие длиной 30 см, пружина растяжения.
Пошаговая инструкция как сделать стойку для дрели своими руками
1. Изготовление каркаса станка
Направляющую приложить к бруску 45х90х300 мм, разметить карандашом места сверления отверстий. Перевернуть отрезок на 180 градусов, повторить. Просверлить по два отверстия с каждой стороны.
Примерить направляющие, проверить, соединить детали саморезами. Повторить для другой стороны. После того, как мы разъединили части направляющих необходимо их дополнительно закрепить третьим саморезом.
Получили основу каретки сверлильного станка.
Примеряем и монтируем каретку к двум отрезкам бруса длиной 700 мм.
Пробуем конструкцию в движении.
Примерить нижнюю поперечину из бруса 50х50 мм (она нужна для увеличения жесткости конструкции), приложить фанерное основание, обвести карандашом места соединения с торцами стоек.
Разметить будущие отверстия под крепеж. В точках пересечений вертикалей и горизонталей просверлить отверстия.
К фанерному основанию приложить поперечину, закрепить струбцинами. В намеченных местах просверлить отверстия и закрепить саморезами по дереву. Получилось основание.
Монтируем на основание стойку.
Укрепить станину вверху планкой из фанеры для жесткости. Проверить плавность хода.
Изготовление станины закончено.
2. Изготовление держателя дрели
Невесть откуда у меня завалялась ручка от дрели (не родная), я решил её использовать для закрепления дрели. Продолжим.
Положить рукоятку на отрезок доски 20х90 мм длиной 30 см.
Обвести карандашом внешний контур и отверстие. Вырезать электролобзиком контур и посадочное место.
Прикрепить рукоятку к доске саморезами.
Наметить и просверлить отверстия в нижней части доски.
Прикрепить доску к центральной каретке, проверить легкость движения.
На задней стороне конструкции просверлить отверстия для крючков для пружин, собрать.
Для увеличения жесткости конструкции усилием её бруском 50х50х90 мм. Приложить отрезок к держателю дрели, укрепить конструкцию сверху и снизу саморезами.
При необходимости воспользоваться струбциной. Проверить вертикальную ось стойки для дрели.
3. Изготовление регулируемого по высоте стола
Барашковую гайку изготовить из кусочка рейки - начертить диагонали, найти центр, просверлить. Установить врезную гайку М8, загнать внутрь ударами молотка.
Также, используя врезную гайку и шпильку М8, изготавливаем основание регулируемого стола.
Закрутить соединение гаечным ключом.
Из остатков фанеры сделать заднюю планку, установить на место, соединить.
Наметить места примыкания подставки к стенкам. Изготовить упоры, прикрутить саморезами.
Закрепить стол на стойке.
Домашний сверлильный станок (попросту – сверлилка) это оборудование, настоятельную потребность в котором чувствует любой, кто хоть что-то когда-то мастерит. Умельцы иногда делают сверлилки с 2-ступенчатой передачей, столами для детали, имеющими более 3-х степеней свободы и даже двухкоординатные сверлильно-фрезерные станки с ЧПУ, см. рис. ниже. Но в данной публикации мы рассмотрим изготовление сверлильного станка своими руками – такого, который просто сверлит и фрезерует – зато точно, чисто, и уверенно держит свою точность долгое время при условии эпизодической кратковременной перегрузки: стабильная точность обработки это главное требование к металлорежущему оборудованию. Которое в любительских конструкциях выполняется, к сожалению, чаще всего лишь благодаря случайному стечению обстоятельств.
Металл или дерево?
Деревянный сверлильный “станок”-монстр
Начинающим всегда кажется, что работать по дереву легко и просто. Испорченная заготовка сгодится на мелкие поделки или топливо. Возможно, поэтому в последнее время наблюдается настоящее поветрие: самодельные станки с ответственными деревянными деталями. В результате на свет порой появляются монстры, которые, наверное, удивили бы и Архимеда, см. рис. справа. Однако вспомним: наилучшая достижимая точность на дереве +/– 0,5 мм. В металлообработке резанием наибольшая допустимая погрешность по умолчанию 0,375 мм (в Англии и США 0,397 мм = 1/64 дюйма). На этом вопрос об использовании дерева как основного конструкционного материала станка закрывается без обсуждения, что, мол, дерево к тому же на порядки легче металла деформируется, изнашивается и повреждается. Ну, а любителям глубокого внутреннего самоудовлетворения в изделиях – вольная воля за свои деньги и труды.
Устройство сверлилки
Фантазия непременное условие любого творческого успеха, но в машиностроении она бесполезна без точных расчетов и сверки с проверенными опытом решениями. История станкостроения насчитывает тысячелетия – лучковые токарные и сверлильные станки с ножным приводом использовались уже в конце каменного века. По теме этой статьи проверенный образец – настольный вертикально-сверлильный станок промышленного образца. По нему и будем сверяться, выбирая и решая, как лучше сделать сверлильный станок собственноручно: в эксплуатации находятся единичные экземпляры сверлилок, которым перевалило за 100, и точность они до сих пор держат.
Устройство настольного вертикально-сверлильного станка показано на рис.:
Его основные модули станина, колонна, консоль и стол для детали. Составные части основных узлов слегка выделены цветом, а их компоненты цветами поярче. Простейший стол (не считая деревянного чурбака) – тиски. Стол поворотно-сдвижной позволяет кроме сверловки производить также некоторые фрезеровочные операции. Станина как правило наглухо крепится к верстаку или др. надежной опоре.
Винтовой зажим – фиксатор консоли сверлильного мини-станка
В работе консоль при помощи подъемно-поворотного механизма ползуна устанавливают в требуемом положении сообразно размерам и конфигурации обрабатываемой детали, и фиксируют. Подача шпинделя на рабочий ход осуществляется отдельным механизмом подачи. В любительских и промышленных для домашнего пользования конструкциях подъемно-поворотный механизм это чаще всего рука оператора, а фиксатор – винтовой зажим ползуна, см. рис. справа; по ТБ то и другое допустимо. Но что непременно должно быть в конструкции сверлильного станка по требованиям тех же ПБ, так это отбойное устройств или просто отбойник: если бросить рукоять подачи, шпиндель или каретка вместе с ним должны автоматически отскочить вверх до упора. В домашних сверлилках отбойник чаще всего пружина, установленная в подходящем месте, см. далее.
Примечание: промышленное производство, продажа и использование на предприятиях и в мастерских ИП сверлильных станков без отбойного устройства запрещены ПТБ.
Делать или покупать?
Электродрель это уже готовые привод, передача, шпиндель и патрон в моноблоке. Поставить его на каретку станка – и можно сверлить. По точности решение, вообще говоря, не оптимальное (см. далее), но во многих случаях приемлемое, зато избавляющее от необходимости заказывать дорогие точеные детали повышенной точности, см. ниже. Ввиду чего станины под установку дрели сейчас продаются разве что не на улице с лотков; цены доступные. Выбирая такую, чтобы сделать сверлильный станок из дрели, руководствуйтесь прежде всего режимом работы оборудования; от него зависит и цена:
- Эпизодическая сверловка/фрезеровка для себя с точностью какая получится – станина пластиковая литая или стальная штампованная. Механизм подачи рычажный с коленчатым рычагом (см. далее). Подшипники скольжения каретки (см. далее) сталь по стали или с капроновыми вкладышами. Цены – $20-$30.
- Регулярная сверловка для себя или на заказ с обычной машиностроительной точностью. Обрабатываемые материалы – до твердости и вязкости обычной конструкционной стали. Все то же, но подшипники скольжения сталь по стали (хуже) или с бронзовыми втулками, а станина – чугунная литая или (дороже) композитная также вибропоглощающая. Цены – $30-$40.
- Регулярная сверловка и фрезеровка любых поддающихся инструменту материалов с периодическими перегрузками инструмента и/или с повышенной точностью – подшипники скольжения только бронза по стали, станина чугунная. Механизм подачи зубчато-реечный (еще см. далее); консоль вибропоглощающая. Цены – $60-$180.
Примечание: как правило к станинам для дрели опционально предлагается поворотно-сдвижной стол для детали, позволяющий производить отдельные виды фрезеровки. Цена в пределах $20.
Выбираем станину
Станину для дрели (которые продавцы почему-то упорно именуют стойками) нужно выбирать не по производителю («китай» – не «китай»); сейчас на рынке и «немецкого китая» полно, не говоря уже об изделиях постсоветских государств. Нужно проверить конструкцию.
Первое – образцы с пластиковыми не капроновыми вкладышами подшипников скольжения отбраковываются однозначно: биение и увод сверла более чем на 0,5 мм появятся уже на 10-й – 20-й «дырке» и далее будут увеличиваться. Второе – люфт консоли. Берем ее за дальний конец, покачиваем вверх-вниз и в стороны при зажатом фиксаторе. Заметной «болтушки» быть не должно (тактильное чувство нетренированного человека ощущает биение 0,4-0,5 мм).
Далее – осмотр конструкции, см. рис. ниже. Для обычной сверловки подойдет показанная на поз. 1. Идеальный вариант – на поз. 2: цанговый зажим дрели, смещение колонны вбок уменьшает вибрацию консоли на порядок, а повернув ее вбок на 45 градусов, можно фрезеровать от руки с точностью «как умеешь» деталь на штатном не сдвижном столе, сняв пару креплений стола, т.к. при этом его смещение вручную относительно горизонтальной рабочей оси консоли будет линейным.
А вот образчик на поз. 3 не берите ни в коем случае. Во-первых, воротник его колонны низкий и ее крепление ненадежно. Во-вторых, продольные пазы под стол облегчают ручную фрезеровку «как получится», но, в отличие от диагональных, не гасят вибрации станины. Более того, они будут концентрироваться, где показано стрелками (прилив под колонну сделан слишком узким) и оттуда прямиком пойдут в колонну и стол.
Что дешевле?
Допустим, цена на понравившуюся станину вас не устраивает. Или дрель если «ломовая», с ударным механизмом, бывшая в работе по строительным конструкциям и биение патрона видно на глаз. Тогда первым делом выясняем, если и в пределах досягаемости мастер, владеющий токарным станком повышенной точности (не грубее 0,02 мм). Что, между прочим, не факт – станок повышенной точности стоит очень дорого и на потоке расхожих заказов никогда не окупается. Но, положим, нашелся. Берем чертежик на рис. справа, идем к нему и спрашиваем, сможет ли он выточить это из стали не хуже 30ХГСА, и сколько возьмет за работу. «Это» – чертежи шпинделя настольной сверлилки. Остальные ее детали можно выточить на обычном станке, или найти в развалах на железном базаре либо у себя в хламе. Скорее всего, окажется, что купить станину + стол дешевле, а если прикинуть расходы на остальное, то, возможно, обрисуется и дрель повышенной точности. В продаже такие бывают; их можно узнать по отсутствию ударного механизма и воротнику специально для установки в станину: на него надета точеная стальная манжета.
Если все же делать
Тем не менее, возможны случаи, когда самодельный сверлильный станок либо обойдется дешевле или вовсе даром, либо самая лучшая дрель на станине его не заменит. Дело в том, что на колонну, кроме изгибающих и вибрационных нагрузок передаются также крутильные от рабочего органа (инструмента – сверла, фрезы). Обусловлено это разностью плеч рычага от оси колонны до ближнего к ней и дальнего краев инструмента; крутильные нагрузки от фрезы, грызущей материал одни краем, на порядок больше, чем от сверла. Поэтому получить точность обработки дрелью на станине свыше 0,1 мм нереально (почему – см. далее), а допустим, под резьбу М3 нужно отверстие 2,7; под М2,5 – 2,2, и погрешность обработки в таком случае оказывается неприемлемой. В общем, делать сверлилку своими руками имеет смысл, несмотря на расходы, если:
- Вы радиолюбитель и работаете с компонентами с шагом выводов 2,5 и 1,25 мм («тысяченожки» с шагом 0,625 мм монтируются уже только на плоскость). Тогда вам нужен сверлильный станок для печатных плат с точностью не хуже 0,05 мм;
- Вы занимаетесь другими тонкими работами по дереву и металлу. Напр., сделать красивую изящную шкатулку или надежный тайник в доме, применяя только ручную сверловку, невозможно;
- Сверлите/фрезеруете вы от случая к случаю для себя и точность вас устроит какая выйдет, а в загашниках полно всякого металлохлама.
Примечание: в последнем случае вам повезло, вдруг где-то завалялся старый детский велосипед. Трубы его рамы из отличной стали, а втулка колеса почти что готовый шпиндель; на заказ остается только переходник с конусом Морзе под инструментальный патрон. Работая продуманно и аккуратно, из старого велосипеда можно сделать сверлильный станок с точностью ок. 0,1 мм, или фактически даровую станину для дрели, см. напр. видео:
Видео: стойка для дрели своими руками
Компоновка
Но, допустим, нам нужна точность выше, и фрезеровать пазы надо, ее не теряя. В таком случае первостепенную важность приобретает компоновочная схема станка.
Оптимальный вариант – расположение шпинделя и привода по разные стороны колонны, поз. 1 на рис. Тяжелый мотор в данной схеме действует как противовес сейсмоустойчивых зданий: отражает в противофазе вибрационные и крутильные нагрузки от шпинделя. В области колонны от частично гасят друг друга. Гашение максимально, если центр тяжести каретки находится точно по оси консоли, и тем выше, чем тоньше сверло и меньше нажим на него. Т.е., точность станка на тонкой работе повышается, и в то же время он без ее потери выдерживает довольно значительные перегрузки.
Примечание 4: делать сверлилку для точной работы с непосредственным приводом на шпиндель и расположением его и привода на одной стороне каретки можно, если есть готовая виброгасящая станина, напр. от старого микроскопа (под 2) и т.п. оптических приборов.
В мини станках для печатных плат и ювелирных работ наблюдается неприятный эффект: чтобы получить точность выше 0,05 мм, колонну приходится делать непропорционально толстой, поз. 3. Вызвано это тем, что ее способность поглощать вибрации и крутильные нагрузки определяется площадью поперечного сечения, которая с уменьшением размеров детали падает по квадрату. Для плат под компоненты с шагом выводов 2,5 мм, а также мелкие слесарно-столярные работы достаточно точности 0,05 м. При этом основное влияние на ее ухудшение оказывают изгибающие колонну нагрузки. Чтобы парировать их, достаточно применить сдвоенную колонну из прутка 10-14 мм из обычной конструкционной стали, поз. 4. Если достаточно обычной точности 0,375 мм, то путем сдваивания колонны сверлильный станок для эпизодических работ удается сделать даже из дрели и водопроводных пропиленовых труб, поз. 5. Ресурс его до потери точности невелик, но и материал-то дешев и обработки на заказ не требует.
Подача
Важную роль для точности сверловки имеет также устройство механизма подачи шпинделя (каретки в станке из дрели): рывки и/или неравномерное усилие подачи как минимум увеличивают биение сверла. При сверловке тонким твердосплавным сверлом в таком случае весьма вероятны его увод, поломка и как следствие – непоправимая порча трудоемкой заготовки.
В станках и станинах для дрели повышенной точности применяется зубчато-реечный механизм подачи (слева на рис.), обеспечивающий ее полную равномерность и, что особенно важно для ручной подачи, точно пропорциональную отдачу упора инструмента в руку. Для этого необходимы зубчатая рейка и шестеренка-триба с вполне определенным профилем зубьев – эвольвентным. В противном случае подача пойдет рывками даже при абсолютно плавном нажиме на рукоять. Сделать «на колене» пару рейка-шестерня с одинаковыми эвольвентными зубьями нереально; подобрать подходящую готовую пару мало вероятно, поэтому зубчато-реечные механизмы подачи в самодельных сверлилках встречаются крайне редко.
Чаще делают простой однорычажный механизм подачи, в центре на рис., но это далеко не оптимум. В начале и в конце рабочего хода, когда плавность подачи и точность сверловки особенно важны, он передает упор в руку недостаточно, а в середине хода избыточно, отчего растет вероятность застревания инструмента в вязком материале. От этих недостатков свободен механизм подачи с коленчатым ломающимся рычагом, справа; кроме того, он дополнительно гасит вибрации консоли. Отношение плеч колена берут прибл. 1:1.
Стол с подачей
Сверловка тонких хрупких/вязких деталей получается точнее, а вероятность ухода и поломки сверла меньше, если шпиндель закреплен неподвижно, а стол с деталью подается вверх к нему, поэтому во многих сверлилках для тонких работ стол снабжают отдельным механизмом подачи. По инерции мышления его часто делают также зубчато-реечным, см. напр. далее. Но, учитывая, что масса стола в данном случае много больше таковой детали, стол с рычажной подачей оказывается ничуть не хуже, зато полностью доступным для изготовления в домашних условиях. Его устройство показано на рис.:
Нюанс один: чтобы обойму не повело при сборке, ее плотно вставляют в сквозное отверстие основания и приваривают снизу (с испода). Варить нужно электродом ОМА-2 или тоньше постоянным током 55-60 А короткими диаметрально противоположными прихватами («тычками»). Размеры стола для печатных плат и ювелирных работ 60-150 мм в диаметре; толщина 6-12 мм. Диаметр хвостовика стола 12-20 мм; длина на величину хода подачи +(20-30) мм. Трубку под хвостовик (толщина стенок от 1,5 мм) желательно проточить или засверлить и пройти разверткой, чтобы хвостовик ходит в ней плавно без заметного люфта. Короткое плечо рычага делают длиной прим. равной диаметру стола; длинное – какое хотите.
Консоль
Посмотрим еще раз на рис. с фабричными станинами. Конструкции их консолей с каретками-полурамками похожи; они вполне рациональны, но рассчитаны на автоматизированное и роботизованное производство: точное литье и затем чистовая обработка по месту на агрегате с ЧПУ и лазерным замером.
Схема аналога консоли с полурамкой любительской разработки дана слева на рис.:
Первое, что обращает на себя внимание – нужно вырезать 5 деталей из толстого стального листа, сторцованного (обработанного торцевой фрезой) на ровность и параллельность сторон. Второе, торцевые срезы вставок, залитых темно-серым, также должны быть ровными, чистыми, параллельными. Т.е. и тут без фрезерного станка не обойтись. Наконец, вне производственных условий выполнить скользящее сопряжение ползуна и направляющей каретки (показано стрелкой) с люфтом менее 0,1 мм нереально. Прикинем соотношение плеч рычага – поперечное биение сверла получается больше 0,5 мм.
Конструкция консоли сверлильного станка, мало технологичного в массовом производстве, но приспособленная для изготовления кустарными способами, показана справа на рис. (механизм подачи и привод с кронштейном условно не показаны). Более, того, в ней биение сверла на неоднородностях материала вызывает перекос каретки на колонне и направляющей в противоположные стороны, и боковой уход инструмента не превышает величины люфта во вкладышах скольжения. Из толстой пластины вырезается всего одна деталь – ползун 4. Точная его обработка нужно только в области зажима колонны и установки направляющей, а 3 бронзовых втулки-вкладыша точно подгонит по месту любой токарь средней квалификации, если дать ему колонну и направляющую каретки (они могут быть выточены с обычной точностью).
Чтобы весь сборочный узел о сварки не повело, варить нужно как пред. случае: электрод ОМА-2 или тоньше, постоянный ток до 60 А. Швы проваривают также поочередно прихватами: «тычок» на одном, такой же на таком же дальнем, расположенном симметрично. Затем прихват ближнего к первому шва, такой же на диаметрально противоположном ему, и т.д., и т.п., пока не будут проварены все швы.
Примечание: точность станка с описанной консолью будет выше, если ее собирать не на сварке, а на винтах с проклеиванием высокопрочным клеем по металлу (холодной сваркой). Сначала все собирают без клея, выверяют обоймы на параллельность и затягивают крепеж. Затем винты поочередно выворачивают, капают в из гнезда клей и туго заворачивают обратно. Муторное дело, но получить таким образом самодельную сверлилку с биением сверла меньше 0,02 мм реально. Если, конечно, шпиндель и патрон отцентрованы не хуже.
Ошибки в конструкции
Все усилия по изготовлению сверлильного станка своими руками пойдут насмарку, если при его конструировании были допущены принципиальные ошибки. Самые распространенные из них показаны на рис.:
Типичные ошибки при изготовлении сверлильного станка
Поз. 1 – это консоль или как? Штатной нагрузки от упора инструмента эта рамочка долго не выдержит. О точности и говорить не приходится. Поз. 2, в дополнение: делать колонну сверлильного станка трубчатой нельзя. изгибающие нагрузки труба держит, но против крутильных бессильна, а вибрации только усиливает.
Поз. 3 – сделать сверлилку из старого фотоувеличителя соблазн велик, тем более что выполнена она хоть с начальной, но оптической точностью. Но! Держатель штанги увеличителя не рассчитан на упор от инструмента. В результате при сверлении оргалита уход сверла на подаче в 20 мм достигает 1,5 мм (!). А кронштейн силуминовый: этот материал не поглощает вибрации, быстро устает, и кронштейн ломается менее чем на 200-м отверстии даже при сверлении печатных плат.
Поз. 4 – сдваивание колонны в поперечном направлении ничего не дает. Устойчивость станка к нагрузкам будет ничуть не выше, чем на одинарном штыре того же диаметра. Поз. 5, в дополнение: несимметричная относительно оси колонны отбойная пружина не гасит вибрации и крутильные нагрузки, а усиливает их. Раз уж так, нужно было ставить 2 одинаковых пружины на обе стойки. А лучше бы сделать колонну, как показано здесь:
Видео: сверлильный станок из дрели своими руками
Поз. 6 – установка привода и шпинделя по одну сторону колонны, да еще и несимметричная, не уменьшает, а усиливает вибрации, т.к. на колонну они передаются в фазе, см. выше. Поз. 7 – где отбойник? Да его тут и быть не может, раз привод подачи винтовой. Винтом можно точно выставлять ползун (которого здесь вообще нет), что на домашнем станке в общем-то и не нужно, но ни в коем случае не подавать каретку! Сие сооружение чуть что будет швыряться обломками сверл и стружкой, а глаза оператора в непосредственной близости к опасной зоне.
Разбор конструкций
Образцы удачных технических решений, а также не столь существенные конструктивные недочеты рассмотрим на примерах нескольких самодельных сверлильных станков.
Для радиолюбителя, моделиста, умельца-миниатюриста и/или ювелира интерес может представлять простой мини – сверлильный станок с непосредственным приводом (чертежи даны на рис. справа). Особенность конструкции – мотор привода жестко крепится к ползуну, а подача только снизу столом. Демпфером вибраций и поглотителем крутильных нагрузок служит сам массивный электродвигатель, точь-в-точь как антисейсмический груз на высотных зданиях. Благодаря этому все детали, кроме конуса Морзе с переходником на вал мотора можно выполнять обычной точности: точность сверления определяется биениями вала мотора + биение конуса с переходником + биение самого сверла. Стол с зубчато-реечный механизмом подачи без проблем меняется на рычажный. Двигатель лучше использовать коллекторный постоянного тока: у асинхронных моторов с конденсаторным пуском из-за неравномерности вращающегося магнитного поля и скольжения ротора в нем вращение вала менее равномерно. Кроме того, скорость вращения коллекторного мотора хорошо регулируется хоть бы простым реостатом, а для регулировки скорости асинхронного движка нужно менять частоту питающего тока. То же – для синхронного с магнитным ротором. Максимальная частота вращения вала мотора – 800-1500 об/мин. Мощность на валу для сверления отверстий до 3 мм – 20-30 Вт; для отверстий до 6 мм – 60-80 Вт.
Примечание: для фрезерования данный станок непригоден, т.к. подшипники вала мотора не рассчитаны на боковые нагрузки и станок в таком режиме быстро потеряет точность.
Здесь на рис. даны чертежи уже полнофункционального сверлильного мини-станка того же назначения также с непосредственным приводом:
Он снабжен отдельным шпинделем, что позволяет, во-первых, заправлять в патрон №1а сверло максимального диаметра 6 мм; для 8-10 мм сверл движок слабоват. Во-вторых, производить фрезеровку зубоврачебными борами. Видимо, автор конструкции часто применяет именно эту операцию, исходя из чего и выбрана скорость вращения мотора. Без ее уменьшения сверлить на этом станке нужно твердосплавными сверлами, а для использования обычных дополнить конструкцию регулятором оборотов; в таком случае мотор нужен не менее чем на 60 Вт. Бросающийся в глаза недостаток данного станка – простой рычажный привод подачи – легко устраним: рычаг подачи заменяется на коленчатый без доработки остальных деталей. Для повышения точности обработки желательно также поставить вторую отбойную пружину (поз. 14 на рис. и 9 в спецификации; там и еще напутано) симметрично первой, на другом конце поводка шпинделя. Более серьезный недостаток конструкции – отбойные пружины не участвуют в гашении вибраций и крутильных колебаний. На скоростях вращения свыше 5000 об/мин их влияние на точность практически не сказывается, но уже при 1500 об/мин биение сверла на рабочем ходу возрастает прим. вдвое.
Чертежи сверлильного мини-станка, задуманного как полноценный конструктивно, но с досадными ошибками, даны на рис; конструкция каретки аналогична консоли в пред. конструкции.
Благодаря установке сильной отбойной пружины в надлежащее место здесь оказалось возможным жестко закрепить шпиндель в каретке, что на первый взгляд уменьшило количество деталей, требующих повышенной точности изготовления. Но только при подаче снизу столом, да и то, фиксация ползуна 5 и каретки 4 парами винтов 17 и 16 соотв. ненадежна и портит колонну; лучше было бы применить винтовые зажимы. А при подаче освобожденной каретки рычагом только его сочленения предотвращают проворот каретки. Люфт любого из шарниров рычага в 0,02 мм, с учетом его соотношения с длиной плеч колена, даст боковой уход сверла на 2 мм и более, парировать который возможно только рукой. В данном станке уместнее всего была бы консоль с дополнительной направляющей каретки, описанная выше; в таком случае вполне возможно было бы добиться биения инструмента вследствие люфтов в сопряжениях деталей самого станка не более чем 0,02-0,03 мм.
На этом рис. – чертежи станины для сверлильного станка из дрели с полурамочной кареткой, «почти как настоящего».
В нем все хорошо, а кое-что даже лучше, чем «фирма»: пластины 5, предотвращающие боковое смещение каретки, отлично «ловят» и подавляют вибрации инструмента в самом их зародыше. Вопрос возникает всего один: а как все это сделать, если в гараже (сарае) не дремлет в ожидании хозяйской руки станочный парк, достойный небольшого машиностроительного завода? Проще сделать сверлильный станок из дрели как показано в видео:
Видео: самодельная стойка-станок для дрели
Поневоле вспоминается старый советский анекдот:
“Удостоил Дорогой Товарищ Леонид Ильич своим посещением некое промышленное предприятие. Идут по цеху, вдруг генсек мановением руки останавливает свиту, подходит один к рабочему у станка:
– Товарищ токарь…
– Да Петрович я…
– Хорошо. Товарищ токарь Петрович, скажи мне откровенно – ты водку пьешь?
– А то как же! Употребляем!
– А если бутылка будет стоить 10 рублей, пить все равно будешь?
– Буду.
– А 25?
– Буду.
– А 50?
– Буду.
– А 100?
– Все равно буду.
– Петрович, …, да где ж мне вам столько денег на зарплату взять?!
– Гы… при чем тут бабло… вот эта фитюлька (показывает) как поллитру стоила, так и стоить будет.”
Кому в радость, кому увы, но тех Петровичей, генсеков и производственных отношений больше нет. И не будет – совсем неэффективны оказались.
О рулевых сверлилках
Достаточно популярный запрос по данной теме также «сверлильный станок из рулевой рейки легкового автомобиля». Вроде бы уже готовый преобразователь вращательного движения в линейное, да еще и с геоидной передаточной характеристикой: чтобы чуть «клюнуть» сверлом, «ловить микроны» рукой не надо. Нужно только приспособить к рейке штурвал, сделать держатель дрели (см. рис. справа), и готово, см. видео.