Зарегистрироваться

Шарико-винтовая передача SFU1605 из Китая: собираем большой ЧПУ фрезер

  • Цена: $ 43.99 за 1 метр (SFU1605-1000)

Обзор на специфический товар: комплекта ШВП типа SFU1605-1000 в качестве элементов передач ЧПУ станка.
В обзоре будет краткая информация о том, что такое ШВП и как ее применять


Собственно говоря, при попытке рассчитать и построить любительский ЧПУ станок (фрезер) своими силами столкнулся с тем, что у нас либо дорогие комплектующие для станков, либо не совсем то, что нужно. А конкретно, была проблема с приобретением ходового винта или ШВП в качестве элементов передачи по осям станка.


Существуют следующие типы передач для ЧПУ:
  1. ременные применяются вместе с шестернями в основном для лазеров, так как у лазера легкая «головка»
  2. зубчатые. Это прямозубые или косозубые зубчатые рейки и шестерни для перемещения по ним
  3. ходовые винты бывают типа Т8 (в основном используются в 3Д принтерах и других малогабаритных станках), типа TRR, например TRR12-3 с POM-гайкой (пластиковой).
  4. шарико-винтовые передачи — это винт и гайка к нему. В гайке есть специальные подшипники, которые перемещаются по каналу внутри гайки.


Как правило, выбирают с учетом нагруженности (масса передвигаемого портала/оси) и влиянию люфта. В ШВП люфт меньше за счет подшипников, они считаются точнее и предпочтительнее, но при этом достаточно дороги для самоделок.


Цитата с Вики:
Винтовая передача — механическая передача, преобразующая вращательное движение в поступательное, или наоборот. В общем случае она состоит из винта и гайки....
один из основных типов: шариковинтовая передача качения (ШВП).

Шарико-винтовая передача (далее ШВП) — это более надежный аналог ходового винта, но вместо латунной гайки (или пластиковой как для винтов типа TRR-12-3, как у меня на старом проекте) предназначена специальная гайка с шариками, которые входят в зацепление с винтом ШВП, выбирают весь люфт и одновременно снижают трение. Для самостоятельной сборки станка ЧПУ или 3Д принтера на ШВП потребуется винт ШВП, гайка к нему, муфта крепления к двигателю и подвесные подшипники.


Вот небольшой рендер из интернета. Хорошо видно, как шарики распределены по винту. Аналогично Т8, винт ШВП имеет резьбу в несколько заходов.


Для станка ЧПУ нужно было для оси Y два комплекта ШВП на 1000 мм, и для X оси: 600 мм.
ШВП получил курьерской почтой. Это не дорогой вариант, учитывая вес посылки (около 8 кг).

Упаковка представляет собой длинную узкую коробку, внутри картонной упаковки есть упаковка типа синтетического мешка, очень прочный материал. Аккуратно распаковываем. Внутри всем знакомая bubble-wrap, то есть пупырчатая пленка, которая защищает товар от механических воздействий.

Убираем пленку. В посылке было три комплекта ШВП: винт+гайка, разного размера. Два комплекта предназначены для перемещения портала станка по оси Y, третий короткий комплект для оси X.

Все комплекты завернуты в ингибиторную зеленую пленку, которая препятствует попаданию влаги. Плюс присутствует изрядное количество смазки на поверхности товара.

В этом комплекте я доплачивал за оконцовку одного комплекта на 600 мм (так вышло дешевле). Оконцовку (machined) заказывал отдельно у этого же продавца (у него есть такая услуга в каталоге), стоило по 1 баксу за каждый конец винта. Хороший вариант для тех, кто берет винты в конкретный размер.

Вот что представляет собой «оконцовка». Это обтачивание винта 16.05 мм до диаметра 12 мм для установки в подвесной подшипник, далее резьбовая часть для фиксации винта, затем обтачивание до 10мм для зажимания конца в эластичную муфту двигателя

Посылка дошла в целости и сохранности, курьерская доставка это не почта России. Прикладывал линейку в разных местах, чтобы найти искривление. Не нашел, ШВП ровные. Остальное покажет установка и использование.

Фото резьбовой части винтов

Внешний вид комплектов

И еще. Гайки пришли уже накрученные на винт… Шарики засыпаны внутри, есть смазка. Просите при заказе запасные шарики, хотя бы несколько.

Далее начинаем проверять размеры винтов. Короткий на 600 мм. То есть в эти 600 входит резьбовая часть с обоих сторон. Реальный ход по осям станка получится меньше.
Обратите внимание, что в лоте размер указан для винта ШВП вместе с резьбой и обточенными концами, то есть рабочий ход по ШВП будет меньше, чем ее длина! А конкретно на 65 мм меньше.

Второй и третий винты ШВП на 1000 мм

Диаметры резьбовой части соответственно 1605

посадочные места под подшипники BK12 и BF12 10 и 12 мм соответственно.

И с другой стороны под подшипник. Диаметр самой гайки SFU1605 равен 28 мм.

Если снять с гайки пластиковую заглушку, то можно обслужить ШВП, смазать или поменять шарики. Проверяю, что все в наличии))))

Собственно говоря, можно снять гайку, протереть ее, заново смазать ее, загрузить шарики обратно. Пластиковая крышка крепится потайным винтом под шестигранник 2.5 (его видно вверху).


Для установки ШВП в станок потребуются подвесные подшипники типа BK12+BF12 (прямые) или FK12+FF12 (фланцевые), эластичная муфта 6.35*10mm для подключения к двигателю типа NEMA23 с одной стороны (6.35мм) и к концу ШВП с другой (10 мм).

Внешний вид комплекта оси в сборе: подшипники BK12, BF12, стопорное кольцо, гайка для фиксации винта, держатель гайки SFU1605, муфта для двигателя и сам винт с гайкой.

Размеры ШВП для тех, кто собирается приобрести или проектирует механику станка

И отдельно для SFU1605

Внешний вид гайки SFU1605


Внешний вид подшипников BK12+BF12 (слева) и подшипников с фланцем FK12+FF12 (справа). Отличаются способом установки на раму.



Гайка ШВП крепится через специальный корпус-переходник. Держатель для гайки SFU1605, алюминиевый


Для монтажа на одну ось (у меня по две на ось для Y стоит) потребуется:
  • 1 x винт SFU1605-1000mm;
  • 1 x подшипник BK12;
  • 1 х подшипник BF12;
  • 1 x муфта двигателя 6.35x10mm
  • 1 x стопорное кольцо
  • 1 x гайка.

В сборе это выглядит следующим образом:

Через отверстия на подшипнике крепим на профиль/раму станка. Для подшипников FK12/FF12 все аналогично, только крепить из надо фланцем к отверстию под ШВП. Смысл не меняется.

Теперь немного видео, поясняющего принцип работы ШВП. Обратите внимание на перемещение шариков (по встроенному каналу внутри гайки).

А вот так происходит накатка резьбы на винты ШВП

Обработка концов винта ШВП (то, что я называл «machined»). У нас за такую операцию просят 600....1000р, в Китае $1.


Следующие фотографии дают общее представление о использовании ШВП в конструкции станка ЧПУ.

Вот фото самодельного станка, в котором ШВП зафиксированна неподвижно, а вращается гайка с помощью ременного привода и шестерни


В итоге, ШВП является более дорогим и надежным вариантом передач для станков, подходит для перемещения тяжелых порталов с высокой точностью. В зависимости от веса и конструкции станка можно применять SFU1205, SFU1605/1610, SFU2005/ 2010 или еще более массивную SFU2505/2510.

Надеюсь, информация была полезная для вас.
Ссылка на магазин CNA Mechanical Parts
Ссылка на более дешевый вариант — ШВП SFU1204
Ссылка на демократичный по стоимости вариант TRR-12-3 с пластиковой гайкой
+
avatar
+9
Познавательно. +
+
avatar
  • skif31
  • 21 июля 2017, 14:25
-39
+
avatar
+20
Черт побери! Совершенно ненужная мне в данный момент, но такая замечательная штуковина с кучей информации в обзоре. Как тут не плюсануть?
+
avatar
+1
Спасибо. А представляете сколько всего полезного можно сделать с ней?)
Сейчас все чаще вижу короткие ШВП в 3д принтерах. Нет люфта при печати и не «резьбит». Небольшая цена для качественной 3д печати (короткая ШВП стоит не очень дорого).
+
avatar
+1
А представляете сколько всего полезного можно сделать с ней?)
Ага, представляю. Поэтому еще и ткнул «хочу купить» чтобы когда понадобится — проще было найти обзор :)
+
avatar
  • wso
  • 24 июля 2017, 12:10
0
еще на лазерах ставятся линейные двигатели. У нас на трумфах стоят.

Есть ли у вас общий чертеж и смета на станок? Хочу в перспективе аналогичный делать, по дереву.
+
avatar
0
Смету могу приложить к следующему обзору, а чертежи пока разрозненные, так как конструкция постоянно дорабатывается
+
avatar
  • safokl
  • 21 июля 2017, 13:35
+2
Спасибо за шикарный обзор. Даже не представлял, что на железяку можно накатать такой обзорище. А будет ли такой же подробный обзор сборки большого ЧПУ фрезера?
+
avatar
+5
Будет конечно) хочу сделать максимально бюджетно.
+
avatar
+1
Да, было бы познавательно и очень интересно!
+
avatar
+1
К сожалению ЧПУ и бюджетно не совсем реальные вещи((
3-х координатку собирать планируете?
+
avatar
+1
Да. Но всеравно дешевле по сравнению с рыночными ценами на чпу
+
avatar
+1
Как подумаю какой вам путь нужно пройти… от выбора таких вот деталей до режущего так вообще...)
+
avatar
  • Kartus
  • 21 июля 2017, 16:26
+1
Ориентируйтесь сразу на 5 координатную, что б два раза не вставать)))
+
avatar
0
Там дальше каждая координа стоить будет не мало. А вообще интересно из чего будет рама станка…
+
avatar
+1
Чем бюджетнее, тем лучше.из профиля
+
avatar
+1
А чего не из квадратной трубы или двутавра?
+
avatar
0
как вариант — из квадратной трубы. Из профиля быстрее собрать и проверить. Собственно говоря из профиля рама готова уже. Если все будет ок, перенесу на сварную из трубы квадратного сечения. Может даже и увеличу длину, если потребуется, посмотрим. Пока приходится переделывать боковины портала и суппорты двигателей под ось Y.
+
avatar
+1
Планируете цветной метал фрезеровать? Какую нагрузку планируете прилаживать. Интересно посмотреть результат или хотя бы промежуточный вариант. И не слова о металле из которого сделан винт и шарики.
+
avatar
+1
Цветной — да. Тут многое от самого шпиндля зависит.

Материал ШВП инструментальная сталь, но китайского производства. Как и большинство бюджетных комплектующих для DIY станков
+
avatar
0
Инетеренсно, для общего развития, может в курсе Вы, можно ли в домашних условиях собрать фрезер, который бы резал черный метал?
+
avatar
0
Плазморез. Да, как раз примерно на таких же ШВП. Рама из профиля либо сварная. Сам плазморез (горелку и блок питания) можно купить, не очень дорого.
+
avatar
0
Да плазморез хорошая штука, не спорю, но я имею в виду 3д фрезеровку, напремер делать пресс-формы для отливки пластиков, интересно в «домашних условиях» такой фрезерный реально постпоить.
+
avatar
0
Реально. Нужно сделать упор на жесткости рамы (сваривать из швеллера большого диаметра) и портала.
Шпиндель на 2квт и выше, с жидкостным охлаждением.
И не экономить)
+
avatar
0
А если такие приводы + рельсы не дорогие типа mgn или как их… Шпиндель на 2 киловата. Вытянут металл обработку? Хочу себе фрезер. Но станки стоят от 60. Реально ли уложиться скажем в бюджет 1000-1500 долларов? Чтобы фрезеровать металл
+
avatar
0
лучше взять рельсы SBR20 или толще. Они надежнее.
MGN можно взять под лазерный станок. ну или лучше брать толстые рельсы от HIWIN
Реально. Я себе такую планку поставил. Там даже не сам станок, а электроника, двигатели, шпиндели, насосы охлаждения, драйверы стоят больше
+
avatar
0
Просто я уже писал что искал себе по нужде где фрезернуть металл. Работы на 4 часа. Просят 4000рублей. На чпу делов на час… Тоже 4000р. Вот и подумал может уйти в ту сторону…
+
avatar
  • exe
  • 23 июля 2017, 03:24
0
чермет не вытянут, цветмет — зависит от жесткости станины

вообще станок для обработки цветмета выглядит примерно так
world.taobao.com/item/17928897526.htm

в 60тысяч чего? рублей? не уложитесь.
на станочке за 60тысяч максимум на что сможете рассчитывать, так это на неспешное пиление дюраля 3ммфрезой по 0.5мм за проход
+
avatar
  • Asasl
  • 21 июля 2017, 13:57
+4
Сам делаю и делал ЧПУ-станки.
Скажу вот что не в обиду автору.
Сначала делается, например, в Солиде полный проект станка, а потом уже закупаются компоненты.
Иначе вы ничего и никогда толком не соберете, а если и соберете то затратите гораздо больше усилий и средств.
Причем закупать компоненты лучше всего комплектами, например все линейные направляющие и ШВП в сборе стоят много дешевле чем порознь.
+
avatar
+4
Было дело. Проект сам по себе простой, портальный фрезер с рабочим полем чуть меньше 1000*600 мм.


И даже была попытка собрать и примерить купленное.



Сейчас проект меняется. Корректирую чертежи портала (боковинки)

А вчера пробовал включать пульт. До окончательной сборки еще прилично, не все запчасти и детали есть
+
avatar
  • Mikakiev
  • 12 августа 2017, 21:26
0
Скажите, пожалуйста, реально ли относительно бюджетного построить фрезер с ЧПУ с размером рабочего поля 250х250х100мм. Задача обрабатывать улучшенные (28...32 HRC) детали. Если время обработки деталей не имеет значение, тогда можно установить чтоб за проходт снимало по паре десяток, или так нельзя? За счёт небольшого поля, можно обеспечить достаточную жёсткость конструкции. Собственно у меня 675-е фрезерные, есть выход на шлифовку и на кординатно-расточные станки. Пока обхожусь станками без ЧПУ. Но есть часть работ, которые на ЧПУ делались бы на порядок быстрее. Вот и начинаю задумываться.
+
avatar
0
Сколько заходов на винте? Какой тип подшипника в подушках/фланцах?
+
avatar
+1
4 захода, подшипники 26*10*8 типа 6000z, модель bk12/bf12 для 3д печати
+
avatar
+1
+
avatar
0
Нормально. Пошипники deep groove. Выдерживают среднюю осесевую нагрузку, тут их еще два поставили.

А кокой шаг у винтва и его диаметр
+
avatar
0
Может 3д модель вас устроит? Вам для чертежа? Или вытачивать самостоятельно?
+
avatar
0
Просто хотел прикинуть момент на валу
+
avatar
+1
Вот примерно как выглядит Суппорт.
Там два подшипника
+
avatar
+1
Забыли проставку между подшипниками.
+
avatar
+5
Браво и Брависсимо!-побольше б именно таких(-и познавательных, и увлекательно-понятных по изложению!) обзоров, практически подтверждаемых и чертежами, и наглядным воплощением в Дело…
Если честно, то искренне завидую молодёжи (с головой и руками) в том, что сегодня появилось столько возможностей к применению своих и увлечений, и-возможно!-развитию талантов новых Ломоносовых и Поповых… В моё Время(к сожалению!) таких возможностей не было..-простой диод Д2 или транзистор П26 были дорогущим дефицитом, и свой первый ламповый радиоприёмник я клепал на коленке…

Удачи в задуманном,lexus---08! и ещё раз Спасибо за прекрасный обзор!(-с удовольствием читаю Ваши обзоры...)
+
avatar
+1
Спасибо. Стараюсь делать максимально понятные руководства, чтобы можно было собрать это самостоятельно
+
avatar
+1
Отличный обзор, спасибО!

Как закончу свой 3D принтер, планировал как раз фрезер собирать. Возможно воспользуюсь вашим опытом. :)
+
avatar
+1
А еще можно собрать лазерный станок)
+
avatar
+1
Читал-читал, облизывался))) Только где взять на все это время и средства)))) Особенно пока мелочь подрастает)))
+
avatar
0
Можно маленький настольный фрезер сделать, с пылесосом. Разве что шумно очень
+
avatar
+1
Не, считаю, что фрезер должен быть с большим рабочим полем. Иначе ему сложно найти применение.

В общем, когда закончу с 3Д, когда закончу с фрезером… это надолго) там глядишь и на лазер найдутся ресурсы))) Ибо с лазером я тоже сразу понял что с твердотельными каши не сваришь, надо CO2 собирать. А потом ваш обзор подоспел)))
+
avatar
0
Вот и у меня такие же рассуждения были)
+
avatar
  • exe
  • 21 июля 2017, 19:23
0
у всего свои задачи.
чем больше поле, тем сложнее и дороже сделать станок жестким — не жесткий станок ад для оператора ЧПУ :)
+
avatar
  • eugenr
  • 21 июля 2017, 15:59
0
Фото вывернутого из гайки винта ваше? там уже шарики из своих канавок выпали. обратно винт просто так не завернешь.
Я бы не рекомендовал выкручивать винты из гаек ШВП, не представляя как ставить потом обратно. Конкретно на этой гайке три «кольца» с шариками. В каждом кольце определенное число шариков.
Если нужно вытащить вал, одевайте на него трубку из пластика, и выкручивайте, так чтобы трубка заменила собой вал. чтобы шары не выпадали, и остались на месте.
Еще если нечем заняться, можно перемерить микрометром шарики, иногда бывают просто поразительные результаты :)
+
avatar
+3
На третьем видео станок 68 года! Скоро юбилей! Я в 80-х на заводе практику от института проходил на токарных полуавтоматах. Так на них была видна свастика спиленная и 38 год выпуска. Контрибуция… Работали те немецкие станки как швейцарские часы.
+
avatar
  • X3Shim
  • 21 июля 2017, 19:11
0
Дорого, круто :)

Подумал, что мой китайский принтер пока поживет на обычных многозаходных винтах :)
+
avatar
+1
Познавательный обзор. Спасибо.
Еще немного, и я тоже стану специалистом по постройке ЧПУ
+
avatar
  • Barsik
  • 22 июля 2017, 04:42
0
На первой картинке (там где есть гайка внутренния и внешняя) видимо есть возможность регулировки люфта? В обозреваемой как я вижу нет. Может оно и не надо, я уже давно гайки не кручу и ЧПУ только на картинках разглядываю. Современные приводы достаточно долговечны и не требуют компенсации зазоров?
+
avatar
  • eugenr
  • 22 июля 2017, 08:49
+2
На таких гайках компенсации люфта нет. Если я не ошибаюсь, в спаренном варианте такой гайки, люфт можно компенсировать преднатягом между двумя гайками.
+
avatar
  • Asasl
  • 22 июля 2017, 18:50
+1
Есть два типа подшипниковых упоров такого типа.
Вот этот состоит из двух радиально-упорных подшипников и фиксируемой гайки, убирающей люфт.
Покопался в своих чертежах, нашел…
+
avatar
+1
Замечаетельный обзор.
Хочу вставить свои 5 копеек. Вот я себе заготовил две ШВП фирмы Rexroth 200 мм винт с цилиндрической гайкой(R151201022), а примененить так и не смог- отпала надобность. Если кому надо, то обращайтесь, отдам недорого.
+
avatar
  • Xcomp
  • 24 июля 2017, 08:42
+1
Только вот 1605 это не диаметр винта, а маркировка. 16 — диаметр винта, 05 — шаг передачи. При полном обороте винта гайка продольно переместится на 5 мм.
+
avatar
0
Да, есть варианты с шагом 5 и 10 мм.
Спасибо за уточнение.