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分享立柱式轻型数控铣床的制作过程,欢迎光临指导

 四驱天下 2016-06-26
 本帖最后由 ss570122 于 2015-10-29 19:38 编辑

工具篇:
       DIY的过程就是一个学习、思考、创新和动手的过程,不一定要等到有条件才动手DIY,一步步来,大件和精度要求高的可以先外委加工,自己就是从无到有,根据需要基本的工具还是要逐渐搭配齐的,自己没有什么高大上的工具。在DIY的过程中对几件工具感受颇深,

      这台去年做的移动龙门雕铣机在数控铣床和数控车床的DIY过程中立下了汗马功劳,大多数的小件活都是用它来完成的,今后它的使命已经完成,准备改点别的用。


小车床,嘿嘿!真的是不咋地,但做点小件还勉强,总比万事求人要好很多,其历史使命也即将完成。


这个小数控也即将退出自己的DIY历史舞台,不过还是有些恋恋不舍。


这个磁力钻是发挥了很大的用场,凡是大件需要钻孔和攻丝的地方,都离不了它。角磨机就不用说了。


DIY过程中印象很深的还有这些东西,必要的检测和测量工具要有些,特别是百分表、大理石方尺、直尺还是必要的,后期自己还买了一个200*300mm大理石小平台,用来简单检测小平面的平面和刮研用的,确实为提高DIY作品的水准大有益处


  大理石200×200mm方尺,600mm直尺和200×300mm小平台,精度0级,质量尚可够用。


这是几个月前新买的一个几百元的三丰数显卡尺,精度没的说。


这个刮研刀对于做工具DIY有很大作用,和大理石量具配合可以弥补一些零部件加工精度不好的缺陷,当然了前提是你要多少辛苦点,对于不是专业做刮研的,可以先那块旧的铸铁板练练,不一定非得刮出花来,但是也要掌握点要领,否则有害无利,数控铣床所有的配合面自己都做了刮研处理,为以后的安装和调试起到了事半功倍的效果,也尽可能的提高了DIY作品的精度配合。


再有就是这套攻丝工具,自己的感受就是不能马虎,毕竟所有的螺栓孔都是手攻的,其质量好坏对安装和使用有很大的影响,特别是这个棘轮式加长攻丝小工具,一定要买质量好的,先前买了一个几十元的,没用几次就罢工了。另外就是攻丝技巧也要在干中学,不要轻视对付,否则等你装配时就会发现后悔了。


最后说说这个钢冲,以前很不是在意,用个废丝锥磨磨就用来冲,结果是定位精度多有偏差,后来买了这个才发现,原来自己定位冲孔还是很准的,呵呵,手巧不如家什妙。


当然还有些别的常见小工具,但是这几样自己DIY过程中的使用率很高,使用感受很深,所以拿出来说说,可能叫大家见笑了。


      呵呵,最后还要说说这个,不是必需的,但是为自己能够记录下DIY的过程也是建功不少,当然DIY过程是一种自娱自乐,也是本职工作外的一种精神享受,能够记录下来,不仅仅是和他人共享自己的喜悦和体会,也为过后找出自己的不足之处加以改进和提高,当然了等到老了干不动那一天,你会看着这些照片回首DIY往事,也是一种快乐,不过自己的摄影水平很一般,不做广告看疗效,这个疗效就是照片要拍的清晰为好,要还原真实的DIY过程,体现出DIY的重点结构和部件,以利于坛友互相交流和提出建议






      

材料准备篇:

      个人DIY的困难之处除了加工设备的问题,再就是选材也不容易,当然了,如果有条件铸造和机加工设备,这些就不是问题了,可恰恰多数DIYer们是没有这些好的条件,那么就要根据自己的需求来选择用材,DIY数控家用铣床,机身关键是三大块,底座,立柱和工作台,如果想遇到非常理想的不是很容易,所以不能着急,要根据自己的需求理性寻找,多逛逛小集市和淘宝,当然了如地方有废旧机电公司也许会好些,自己是先定位个人的需求再寻找,即使不和自己的意,也要看看有没有改造的余地。

     首先说说这个立柱,是在小集市上买的,是线切割燕尾导轨立柱,40kg左右,690mm高,底座安装面200*160。尽管有些木憨憨的,但是其高度、燕尾导轨面和安装底座结构自己一眼就看中,最满意的就是导轨面特长580mm,适合安装长直线导轨,符合自己大Z轴行程的需求,也有改造的空间,所以果断出手。





这是一个老式工作台,也是在小集市购买的,球墨铸铁的,尺寸530mm×200mm×60mm,双面磨过,平整度不错,原想当工作台用,但到后来觉得尺寸和结构自己适当加加工用来做底座很不错,尽管外围尺寸显得小了点,但是很厚重,重量32kg左右,可以通过加大底面等一些措施来提高稳定性和刚度。另外就是和后买的25mm厚的花岗岩底盘连成一个整体刚性会改善不少。




这是加工来的两个垫高块,一是用来提高立柱的高度,加大Z轴行程,在这就是利用这个垫高块的空间用来安装Y轴伺服电机,符合自己的紧凑美观的结构需求。




呵呵,这个工作台较为最满意的一个,铸铁,尺寸600mm×180mm×45mm,原是坛友maduo220几年前做的燕尾硬轨数控铣床拆开友情价给我的,并且按我提供的图纸把燕尾改成代靠山的线轨和丝杆安装面,台面精磨过,主要是已经放置了几年,自然时效了,嘿嘿。


这个导轨安装面没磨,在使用时用刮刀和大理石方尺和平台做了刮研处理,没有耗费多少时间。


这个是XY转接快,是很关键的一个部件,是决定X轴和Y轴导轨的精度关键所在,是坛友cf0930按我提供的尺寸单独给铸造并加工的,六面精磨,尺寸相当准确,精度很好,友情价,近乎没花钱,为后来的安装和调试减少了很多麻烦,垫高块也是他给加工的,质量精度没的说。


这是在淘宝上买的IKO LRX20滚柱导轨,还有后来一次买的,总共有8个加长方形滑快和4个法兰滑块,成色很新,阻尼如初,导轨2套600mm长,一套400mm长,之所以选择滚柱导轨就是为了自己快速运行兼顾一定的刚性。




嘿嘿,滚珠丝杆嘛,不是很高端,原本想选用2005规格,但是后来受到结构尺寸限制,换成1605规格的,简单计算下载荷够用,之所以选择国产的,主要是性价比高,精度够用,当然和自己选择的滚柱导轨显得不“配套”;呵呵,先用着,换一个也不是很麻烦,不过估计也不换换了,选用双螺母大家都懂的,就不说了。




伺服电机选用的相对高端点,主要是为了将来的扩展和五轴实验,三菱MR-J3系列是自己目前用过的最好的伺服驱动,其编码器分辨线数达262144p/rev(18-位),其实分辨率用不到这些,关键是高分辨的编码器结合控制固件会使得伺服电机的低速性能显著提高,选用的MR-J3-40A驱动器超薄,可以之间不留间隙并排安装,有利于控制系统尺寸紧凑,另外选择的配套电机HF-KP43性能也很好,特点是尺寸短小,比同类功率大小的要短30%,否和自己需要的高性能和紧凑需求,我的前一个数控车床也是采用的这个系列伺服。


这是一些旧的铸铁板材,也自然时效十几年了,用来加工如主轴箱等相关附件,好加工,不容易变形。


CAM设计篇:

        如果自己有CAM基础条件,最好在主要材料准备好后,不要急于动手制作,因为个人DIY的设计思维要根据自己的条件在制作过程中经常的变化,一定要将主要部件测绘准确,用CAM软件画出来,然后直接在三维图上设计,确定各个要配合和加工部件的结构尺寸,开始可能会比较耗费时间,但是会少走弯路,再动手之前要不断地去看,不断地去思考,可能你就会发现有很多要修改之处,这样会事半功倍,而且不会由于轻易动手而出现的加工废品和遗憾。





















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