Зарегистрироваться

Самодельная альтернатива опорам ШВП BK+BF для фрезера с ЧПУ

Друзья, привет!

Время «самодельщиков»! Кому интересна тема станков с ЧПУ, особенно домашнего изготовления, добро пожаловать под кат. Много картинок, котик и видео в конце.

Сегодня, похоже, настало то время, когда каждый третий (это просто ради красного словца :) ) «самодельщик» имеет в своем арсенале фрезерный станочек с ЧПУ или же по крайней мере очень хочет его приобрести, а вернее даже – собрать! В принципе это и понятно, детали для самостоятельной сборки имеют весьма доступные цены и грех этим не воспользоваться.
Если кто-то подумал, что сейчас я буду рассказывать, как строил свой станок и всячески его нахваливать – нет. Во-первых, моя конструкция (читай – моего станка) не идеальна и имеет массу недостатков, которые я постепенно исправляю. Во-вторых, если рассказывать всё подробно, детально и с чертежами, а также с электроникой и настройкой, то это займет много времени.
Я всего лишь хочу поделиться своим решением самостоятельного изготовления опор винтов ШВП. Мне показалось, что получилось не так уж и плохо, а кроме того, вполне повторяемо (детали можно изготовить на 3d принтере или фрезере с ЧПУ, можно и руками конечно, но результат будет очень сильно зависеть от «прямизны» рук ))) ).
Для начала покажу схематично, как выглядит станок, чтобы было понятно о чем идет речь.

Итак, думаю, все кто близок к этой теме, знают, что сейчас в основной своей массе в качестве опор ШВП применяется пара BK+BF типоразмеров 10, 12… в зависимости от задач и размеров винтов.

Стоимость пары ориентировочно составляет $15. С этими изделиями очень удобно работать, особенно если винт ШВП обработан под эти опоры (я так понял, это уже своего рода стандартно).
Вот так обычно собираются опоры с винтом.

Когда я собирал свой станочек, то решил немного сэкономить на этих узлах, плюс желание привнести в конструкцию что-то свое взяло верх. Для моего станка понадобилось бы три пары опор. Две пары на ось Y, так как портал у меня тягают два шаговых двигателя, и одна пара на ось X. Экономическая составляющая не Бог весть какая, но тем не менее порядка $45. На ось Z я, таки, поставил заводские BK12+BF12, но это совсем другая история.
Первым делом я посетил местные off-line магазины в г. Хабаровске для того, чтобы выяснить, на какие подшипники я могу рассчитывать и полюбопытствовать цены. Здесь я сразу оговорюсь, дело было чуть больше года назад и сейчас, возможно, цены просто уже не актуальны. На пробу я купил всяких разных подшипников: 60301,51201, 8101, 8100, 6000 и даже 608, которые потом пустил, прости Господи, на спиннер :))

Покрутил, повертел и решил, что мои опоры будут изготовлены из 6000 и 8100.

6000 радиальный подшипник:

внутренний диаметр 10 мм, наружный – 26 мм, ширина/толщина – 8 мм. Как следует из названия, подшипник предназначен для радиальных нагрузок и практически не предназначен для осевых.
Снова хочу оговориться, многие строители станков (я изначально тоже) ошибочно используют только эти подшипники для крепления винтов ШВП, вешая на них обе нагрузки, и радиальные, и осевые (причем осевые в большей степени), что, конечно же, совсем неправильно.

8100 упорный подшипник:

внутренний диаметр (по тугому кольцу) – 10 мм, внешний – 24 мм, высота – 9 мм. Как пишут в описании, направление воспринимаемых нагрузок – осевое в одну сторону.
И что в итоге мы имеем? А то, что для правильного крепления винта ШВП нужно использовать комбинацию этих подшипников. Легко догадаться, что для одной опоры, фиксирующей винт, нужно применить 2 упорных 8100 и 1 радиальный 6000 подшипники.
Для того, чтобы всё встало на свои места необходим чертеж, а вернее даже схема.
Чертеж в сборе.


И «взрыв-схема»


Элементы я назвал на своё усмотрение, так что сильно не пинайте :)
1 — защита внешнего упорного подшипника 2;
2 — упорный подшипник 8100;
3 — крепление под внешний упорный подшипник 2;
4 — основа из дюрали, на нее крепится конец винта ШВП и шаговый двигатель (с другой стороны).
5 — радиальный подшипник 6000. Он посажен в 5 мм углубление в основе;
6 — крепление радиального подшипника 5;
7 — крепление внутреннего упорного подшипника 8;
8 — внутренний упорный подшипник, такой же как и 2;
9 — защита внутреннего упорного подшипника 8;
10 — конец винта ШВП, он входит в этот «бутерброд» и фиксируется гайкой М10х1.0 (с более мелким шагом в отличие от стандартной резьбы).
Решение, как видите, простое и очевидное. Единственная сложность, необходимы дополнительные детали, для сборки «бутерброда» из подшипников.
Важное замечание — винт ШВП у меня обработан нестандартно, так что прямой замены с BK на предлагаемое решение не получится. Это возможно, только подобрав соответствующие подшипники.

Я не думаю, что кому-то пригодятся точные чертежи деталей, которые я изготовил, но на всякий случай приложу.
1. Защита упорного подшипника. Их 2 штуки. Она нужно только для того, чтобы закрыть упорный подшипник от пыли, т.к. он имеет открытую конструкцию и в торец его на сепаратор с шариками легко может сыпаться стружка, пуль и прочие нехорошие излишества.


2. Крепление упорного подшипника. Их также 2 штуки. Нужно для того, чтобы зафиксировать одно из колец упорного подшипника, то которое имеет внутренний диаметр 10.2 мм. Получается как бы фланец, который держит подшипник.


3. Крепление радиального подшипника. Нужно 1 на комплект. Оно (именно в качестве крепления) необходимо постольку поскольку, т.к. радиальный подшипник садится в основу (или боковину портала). Но тем не менее в это крепление запрессовывается подшипник.


Как видите, детали очень похожи друг на друга, и имеют одинаковые отверстия под болты М4, чтобы собрать конструкцию.

Теперь немного про изготовление. Первоначально, чуть больше года назад, я изготавливал эти детали на моем предыдущем станке с ЧПУ, который не мог похвастаться большой жесткостью и поэтому детали были изготовлены из чего угодно, но только не из металла. Для креплений подшипников я использовал текстолит (не стеклотекстолит), а для защиты упорных подшипников оргстекло. Эти материалы достаточно хорошо обрабатываются. Тогда я как раз готовил эти узлы для нынешней модификации станка.
Выглядит это сейчас (до замены на металлические детали) вот так.

Почему я снова вспомнил эту тему? Просто начал модернизировать станок и потихоньку избавляться от неметаллических деталей и менять их на дюраль. Кроме того, решение с относительно правильным использованием радиальных и упорных подшипников я мало у кого встречал (а может просто люди не афишируют особо) и решил поделиться.
И еще немного отойду от темы — недавно узнал, что в заводские крепления винтов ШВП часто из-за удешевления производители вставляют не радиально-упорные подшипники, а обычные радиальные (в BK12 ставят 6001 если не ошибаюсь). Как по мне, то это не очень хорошо.
А сейчас покажу как выглядят все детали после изготовления.
1. Крепление упорного подшипника. Хотел сфотать без подшипника, но так увлекся, что нечаянно его запрессовал, а вытаскивать уже не хочется.

2. Защита упорного подшипника. Кстати помимо защиты от пыли и стружки, она еще помогает удержать смазку (типа литола какую-то забил)

3. Крепление радиального подшипника. Тоже так торопился проверить, что не пролетел с размерами, и запрессовал подшипник.


Ну а дальше, собственно, результат. Как видите, бутерброд при наличии трёх подшипников, получился вполне себе компактный.



Еще раз напомню, что этот узел — аналог BK.

С аналогом BF, в котором ШВП никак не закреплен, всё гораздо проще. В нем применяется только лишь один радиальный подшипник. В моем случае 6000.
Я покажу «взрыв-схему» и думаю, Вам будет всё понятно.


«Окошко» в этом креплении я оставил, для того, чтобы можно было закручивать/откручивать затягивающий болтик на муфте, через которую передается вращение от шагового двигателя на винт ШВП.
А вот так это выглядит в сборе в реальности. Тоже «бутербродное» решение. Очень удобно при самостоятельном изготовлении.

Как Вы догадались, эта опора тоже вешается с двух сторон на какую-либо основу (там где открытая резьба — основа, если бы была прозрачная, то с ней бы сфотал )))) )… В моем случае это будет боковина портала толщиной 16 мм.

Вот в целом и всё, что я хотел поведать. Вновь сделанные узлы я еще не установил на станок, потому что предстоит произвести замену боковин портала. Но я думаю идея вполне себе понятная и жизнеспособная — текстолитовая версия опор живет уже больше года и я не испытывал с ней каких-либо сложностей. Осевых люфтов не появилось.

Предполагаю, что у многих возникнет вопрос, почему я фиксирую винт ШВП на дальнем от шагового двигателя конце, а радиальную поддержку делаю на ближнем. Ведь заводское решение с BF+BK — наоборт.
Во-первых, я не вижу особой разницы, где фиксировать винт, на ближнем, или дальнем конце.
Во-вторых, так мне технологически удобнее, потому как если фиксировать винт со стороны ШД, из «бутерброда» трех подшипников, как минимум один будет находится снаружи основы(боковины) и следовательно конструктивно ШД придется вынести дальше. Соответственно ШД будет торчать еще сильнее, что мне совсем не нравится.

Цену вопроса (подшипников) я сознательно не поднимал. Бывает и так, что подшипники можно найти в автомагазинах и прочих злачных местах (на блошиных рынках, например, у дедушек, которые продают всякие станочные, даже может еще Советские, причиндалы). И цены там бывают очень даже гуманные.

БОНУС!
Куда же без котиков

Котика, кстати зовут Линукс, и похоже что в данный момент он пересобирает исходники ))


Как и обещал вот видео. Я специально не делал обзор «повторюшкой» видоса, так что может быть увидите что-то новое.
В качестве дополнения в нем небольшой «гайд» по созданию управляющей программы в Vectric Aspire, на примере одной из деталей.
Видеоверсия

Спасибо, что уделили время! До встречи!

Добавить в избранное +50 +69
+
avatar
  • Sega-san
  • 11 сентября 2018, 15:48
+1
Симпатичный котик.
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 15:54
0
Я ему передал, но он дрыхнет и даже ухом не повел )))
+
avatar
+1
Люблю Линукс и кот шикарный!-)
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 11:26
0
Спасибо ))) плюсик Вам за любовь к админским питомцам ))
+
avatar
  • Bako
  • 12 сентября 2018, 16:00
0
Зухель, коннект © но это больше для олдскулов.
Чертежи случайно не в sketchup сделаны?
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 16:09
0
Пшшшшшшшшшшшшшшшш )))
Не, я в солиде как-то приловчился, удобно
+
avatar
  • Aloha_
  • 11 сентября 2018, 15:52
+2
А почему бы не использовать конический подшипник ???
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 15:54
+1
Я исходил из того, что нашел в магазине. В идеале да, можно было бы обойтись двумя коническими радиально-упорными — это наверно самое оптимальное решение
+
avatar
  • Sancha
  • 11 сентября 2018, 21:35
0
Конические уберут и осевой и радиальный «люфт».

Еще как вариант легковые ступечные подшипники.
+
avatar
  • balyker
  • 11 сентября 2018, 16:45
+2
есть и на шариках радиально-упорные там шарики не по центру, и «ложбинка» своеобразная, по моему даже есть подшипники с 2мя рядами шариков. Хотя соглашусь, конус это монументально.
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 16:50
0
Про радиально-упорные на шариках я знаю, и даже искал такие. Но в магазинах города не оказалось (я не говорю обо всех магазинах, а только о тех, которые посетил :) ). Только заказывать.
И еще такие радиально-упорные на шариках в идеале должны стоять в заводских BK, судя по описанию. Но как я указал, зачастую, удешевляя изделие, их заменяют на простые радиальные таких же типоразмеров.
+
avatar
  • balyker
  • 11 сентября 2018, 17:05
0
А двухрядные шарикопшипники по идее могут быть и для того, чтоб в обе стороны упорную нагрузку держали.
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 17:16
0
А как быть с выборкой люфта в таком случае?
+
avatar
  • RBS
  • 11 сентября 2018, 16:24
-1
Если посчитать время, усилия и деньги, которые вы потратите на строительство своего ЧПУ, то дешевле купить готовый вариант и не парится. Эта затея выгодная, если вы безработный энтузиаст-самодельщик, который собирает что-то ради интереса, либо если вы у вас имеются халявные детали для ЧПУ, например профиль или моторы. Еще есть смысл собирать самому, если вам нужен большой и мощный ЧПУ, вы тогда экономите на доставке тяжелого, крупногабаритного груза.
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 16:38
+3
собирает что-то ради интереса
Это первопричина, тут не поспорить
+
avatar
  • RBS
  • 12 сентября 2018, 05:32
-2
Ну тогда можно отказаться от покупки носков. Накупить вязальных спиц, ниток и обсуждать разные техники вязания.
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 05:47
+9
Как только моим увлечением станет вязание, я так и сделаю
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 07:15
+5
RBS не знаю как сейчас, но год назад когда я собирал свой ЧПУ купить было нифига не дешевле, более менее нормальные станки сомнительного качества от 60 т.р. были. Более удачные варианты под 200 т.р.
В результате собрал сам из профиля с ШВП на 20-х валах, бюджет около 25-30 т.р. точно не вспомню кое-что докупалось. Теперь имею ЧПУ станок с полем не менее 20*30см вполне себе способный грызть алюминий.
Регулярно вырезаю заготовки 0,6мм алюминий за один проход 3мм фрезой на скорости 200мм/мин.
Если посчитать мои затраты труда на проектировку и сборку выйдет больше 100 т.р., но если бы я купил готовый один фиг пришлось бы разбираться что и как, тратить время. Кроме того получен опыт и сейчас например СМД установщик проектирую так уже знаю что к чему. И если решу покупать серьезный станок, то знаю на что обращать внимание.
Если есть навыки проектирования, то ИМХО лучше собрать самому. Даже если труды+комплектующие выйдет как покупной это даст понимание что как работает и упростит эксплуатацию станка.
+
avatar
0
Судя по его виду котик не вполне уверен в рациональности данной конструкции :)
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 17:17
0
Он расстроен, что это действительно работает )))
+
avatar
+2
Отличное решение)
Особенно про 8100.
Во сколько примерно оцениваете выгоду замены штатных опор bk/BF?
ИМХО, проще купить)
Ps про типоразмеры подшипников в китайских опорного у себя писал
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 17:13
+2
Спасибо! Если очень постараться то для одной опоры можно уложиться рублей в 100-150 за подшипники. Но цены смотрел в интернете — очень разные. Всё остальное — чистый энтузиазм и возможности ))
В целом на оси Z меня вполне устраивают BK+BF, я их там применил, чтобы не городить огород.
Купить проще — полностью согласен. Но шило, знаете ли, покоя не дает ))))))
Я ваш обзор добавил в похожие, но видимо еще модерацию не прошла ссылка.
+
avatar
  • balyker
  • 11 сентября 2018, 18:43
+1
Да тут помимо выгоды надежней/качественней получается, ибо, я уточнил и оказалось что 6000 и 6001 радиальные :(.
+
avatar
  • SS_SerG
  • 11 сентября 2018, 23:38
0
Но справедливости ради — при использовании вместо радиально-упорных простых радиальных в легких хоббийных станках (без каких то особых нагрузок) можно достаточно долго проработать… а в случае появления люфтов, просто подтянуть гайку или заменить подшипник. И так многие пользуются, даже не зная, что в их заводских опорах стоят неправильные подшипники.
Только это не наши методы )))
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 00:07
0
Интересное решение, но переусложненное, имхо лучше взять готовый радиально-упорный дуплекс и не париться
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 07:21
+1
тот случай когда один ЧПУ делает другой. Когда встал вопрос с опорами тоже думал сделать сам, но я пошел не по тому пути — глянул цены на радиально-упорные подшипники которые кусаются и купил готовые, вариант радиальный+упорный получается дешевле, если бы до него додумался может и сам сколхозил.
у меня мощная радиально-упорная опора одна та которая у мотора, а конец на обычном 608 подшипнике с установочным винтом, на конце то там больше от болтанки подшипник на нем можно и сэкономить :-)
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 07:30
0
А я изначально в первой модификации станка фиксировал ШВП в бутерброде из двух 608… как я был неправ ))) просто насилие какое-то над подшипниками… а так да, радиально-упорные дороговато + не нашел их (если не в инете заказывать).
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 07:44
+1
это еще что, я вообще сначала сделал натяг чтобы выбирался люфт в тех подшипниках, что в моторах :-) Первое время так и работал, пока опоры не купил :-) Китайские ковырялки типа CNC3018 так и сделаны, жесткая муфта на винт и вся любовь :-) Хорошо, что я не купил в свое время этот CNC3018, а собрал сам нормальный станок :-)
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 07:51
+1
«Птичку (ШД) жалко» © )))))
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 07:58
+1
вот он мой работяга, еще без опор и без шпинделя.

Шпиндель поставил DC мотор 500Вт 100В с регулятором, на Али их много продают
пластины на оси Z акрил потом еще усилил уголком. Думал алюминий поставить, но как известно нет ничего более постоянного, чем все временное.
Рулит всем ncstudio к матчу у меня доверия нет, писал ПО под винду и знаю как у нее «реал тайм» :-)
Все хочу купить нормальный шпиндель и даже ПЧ халявный есть, но нужно переделывать будет ось Z, а без станка остаться не рискую без него уже как без рук :-)
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 08:12
+1
ncstudio вещь, матч и рядом не являлся:)
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 08:20
0
Я под LinuxCNC сижу, но есть желание попробовать NC
+
avatar
  • npodolny
  • 12 сентября 2018, 09:08
0
Подскажите, какой у вас мотор? Бодро грызет дюраль, понравилось.
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 09:24
+1
Шпиндель 800 Вт с водяным охлаждением, обороты точно не помню, вроде 11 тыщ было. Фреза 3.175 трехзаходная по цвет.мету.
Съем по 0.15 мм. Иногда пробую побольше, но пока еще экспериментирую с этим…
Если интересна конструкция, я в ВК постарался описать всё устройство
vk.com/club167875926
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 09:39
+1
Попробуйте вместо переходов оставлять недорезанную фольгу 0,15-0,20мм, деталь держит лучше, легко вырезается ножом, следы легко удаляются.
0.15 для алюминия маловато, больше мнет, чем режет, если станочек тянет, ставьте 0.5мм, обороты 15000, подачу 400-600мм/мин
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 09:53
0
Да не, дюральку нормально. Я стружку смотрю — мелкая, но все таки стружка. С алюминием, да похуже ситуация. По 0.5 мм попробую уже когда боковины поменяю, думаю не должно быть проблем.
Вообще я больше для деревяшек станок пользую, металл это просто приятное дополнение )))
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 10:04
+1
Ну просто чем больше съем, тем дольше сохранится острота режущей кромки фрезы, чистый люминь без СОЖ пилить то ещё удовольствие, рекомендую жертвенный столик из гетинакса, а на него можно цианакрилатом клеить алюминиевые заготовки(не всегда есть возможность использовать прижимы), держит достаточно крепко, съем тоже простой, СОЖ не боится, и фрезы об него не так тупятся как об мдф/ дсп, + отлично липнет 2сторонний скотч
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 10:11
0
Я думал о «ванночке» для фрезеровки с СОЖем, есть даже на примете какая то кювета, причем из алюминия, тяжелая.
Про больший съем согласен, раньше по дереву боялся снимать по многу, но это неправильно — фреза на то и фреза, чтобы работать боковой режущей кромкой
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 09:24
0
шпиндель вроде как 0,8квт обычный китайский. Дополню вопрос npodolny какая фреза?
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 09:25
0
Выше ответил поподробнее
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 09:41
0
я на днях испытал купленные давно дорогие однозаходные, до этого брал подешевле у другого продавана оказались не очень: давали заусенку на обратной стороне и быстро металлизировались, а эти очень понравились даже моем относительно хлипком станке при раскрое 0,6мм алюминия дают чистый рез и не дают заусенок на выходе. Если актуально скину ссылку на али лот, но я брал у него 2 раза всего 3 и 2мм, испытал пока только 3 поэтому за стабильность качества не могу ничего сказать.
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 09:46
0
Для хлипкого станка лучше 3заходные, намного меньше вибрации, 1 заходные для высокопроизводительной обработки, на жёстких станках
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 09:57
0
Да, мне тоже по ощущениям 3-х заходные больше нравятся по металлу, чем 1.
А еще недавно и при обработке дерева стал двухпёрые использовать вместо однопёрых — тоже интереснее. Вероятнее всего из меньших вибраций
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 10:13
0
По дереву попробуйте кукурузой, неплохо идут даже по сосне
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 10:14
0
Странно, мне не понравилось дерево кукурузой. Я ими гетинаксы и текстолиты пилю.
По дереву не понравилось, что опилки в пыль превращаются
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 10:18
0
А пылесосу на их форму разве не чхать? или вы грязь разводите? :) Пылесос наше все, особенно когда станочек на балконе
Да и пыль пылесосом проще затягивается, чем крупная и более тяжелая стружка, которая частенько разлетается во все стороны
+
avatar
  • SS_SerG
  • 12 сентября 2018, 10:29
0
Эстетика стружки )))
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 10:01
0
3 заходные у меня есть из быстрорежущей стали, но чего-то я их не использую. Нужно будет попробовать
+
avatar
  • AlexFZ
  • 12 сентября 2018, 10:10
0
Для алюминия и даже дюраля не пойдут, нужны твердосплавные с полированными канавками, на таобао можно закупаться, выходит дешевле чем на Али даже с учётом услуг посредника
+
avatar
  • molchec
  • 12 сентября 2018, 10:23
0
спасибо погляжу, у того с Али у которого брал 1 заходные были с 3-х вроде.