Как сделать сверлильный станок

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.:

Устройство настольного вертикально-сверлильного станка

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.

Виды сверлильных станков своими руками

Существуют различные виды сверлильных станков, сделанных в домашних условиях. Они различаются по: материалу изготовления, структуре, размерам.

И домашние мастера не перестают придумывать новые конструкции и подбирают размеры для сверлильных станков. Ведь не все изготавливают станки по уже готовым чертежам.

Вот некоторые самые популярные конструкции сверлильных станков:

Беспроводной станок из древесины. Эта конструкция хорошо подходит для портативного сверления больших изделий. Так как работа дрели в таком станке обеспечивается за счет аккумулятора, необходимо делать специальную деревянную коробку. Чертеж станка подгоняется самостоятельно под размеры встраиваемой дрели.

• Сплавы на байдарках – вид активного отдыха

• Производство каталогов

• Модные изделия ручной работы с золотым шитьем

Мини сверлильный станок. Изготовление такого инструмента не отнимет много сил и времени. Данная конструкция считается наиболее экономичной, не требует большого количества материалов. Модель проектируется в зависимости от размера и формы дрели, закрепить саму дрель можно обыкновенными резиновыми жгутиками, либо кабельными стяжками.

Станок из пластиковых труб. Этот вариант хорош для тех, у кого после ремонта сантехники остались обрезки труб. В другом случае этот вариант является очень экономичным, так как трубы ПВХ стоят дешевле металла или дерева. Сделать его не так уж сложно, главное соблюдать пропорции и размеры.

Характеристики мини-сверлильных станков

миниатюрный сверлильный станок

Мощность — этот параметр, влияющий на потребление электроэнергии и производительность. Для микро отверстий по печатным платам достаточно минимальной мощности 150 Вт.

Скорость вращения сверла варьируется от 200 оборотов в минуту до 3000. Современные мини станки оснащаются редуктором с возможностью переключения до 12 скоростных режимов.

Наибольшая высота детали, обрабатываемой на мини-станке, составляет 50 см. Этот показатель определяется верхней точкой сверлильной головки, которая перемещается вертикально по рельсам стойки. Обычно передвижение модуля происходит вручную. В определенной точке головка закрепляется специальной рукояткой.

Диаметр сверления указывает не столько на размер отверстий, сколько на поперечник сверл. Минимальный диаметр хвостовика составляет 16 мм.

Таблица 1. Характеристики некоторых моделей мини сверлильных станков

Изготовление своими руками сверлильного станка из рулевой рейки

Рулевая рейка от автомобиля очень хорошо используется как вертикальная стойка сверлильного станка. Её зубчатая поверхность приспособлена для работы механизма перемещения рабочей головки.

Штатный автомобильный механизм рулевого управления легко дорабатывается для решения задач перемещения в сверлильном станке.

Чертежи и схемы

Специфика чертежа в том, что конструкция привязана к конкретному изделию – к рулевой рейке с зубчатой поверхностью. Механизм перемещения изобретать не надо, его просто надо грамотно установить на рейку, выполняющую функцию основной стойки станка.

Простые конструкции самодельных стоек для сверлильного станка

Мы подобрали для вас простые в изготовлении, но интересные на наш взгляд конструкции стоек для самодельных сверлильных станков на основе электродрели.

Такая деревянная стойка может успешно функционировать и без рычага, а подъем и опускание инструмента производится либо за ручку самого инструмента, либо за верхнюю часть короба, в котором он закреплен.

Интересна конструкция, в которой система из 2-х рычагов заменена 1-м с продольным пазом, по которому перемещается упорный винт.

Продуктивен метод комбинации материалов для стоек, позволяющих превратить электродрель в сверлильный станок. Так, основной материал для их изготовления – дерево, но наиболее изнашиваемые узлы выполняются из металла, что радикально удлиняет срок службы всего приспособления.

Интересна конструкция с использованием в качестве направляющих выпускаемых промышленно мебельных полозьев:

Высокая точность их исполнения практически не имеет люфтов.

Значительно упрощается процесс создания стойки для электродрели, если в вашем распоряжении имеется фотоувеличитель любой модели. Вряд ли когда-нибудь он сможет послужить вам по прямому назначению, а вот сверлильный станок из него получится отличный. Ведь он уже имеет в своей конструкции и направляющие, и зубчатую рейку для перемещения по ним довольно тяжелой головки, вместо которой и следует навесить держатель для дрели.

Не менее продуктивен вариант переделки в стойку сверлильного станка старых реечных волговских или жигулевских домкратов. Ведь вам не потребуется вся их высота для нормальной работы такого приспособления, а только небольшой промежуток винта.

Для этого достаточно лишь слегка доработать подъемный рычаг, в котором закрепить дрель, и упорную площадку.

А вот и видео:

Еще проще можно поступить, жестко закрепив дрель в верхней части такого домкрата, а на рычаге разместить рабочий столик. Не опускать дрель для сверления, а поднимать саму заготовку, тем более что нижняя часть винта в таких домкратах наименее изношена.

Да и вообще, этот же принцип можно применить для довольно больших и мощных дрелей, любым способом надежно закрепленных на мощной стойке будущего станка неподвижно. А изготовить небольшой подъемный столик можно по образу и подобию показанного в видеоролике:

Или использовать для этой же цели небольшой ромбический автомобильный домкрат, снабдив его надежным основанием и заменив верхний упор на рабочую площадку с тисочками или призмой.

Причем, и первое, и второе можно сделать съемным, а в длительных временных промежутках между сверлильными работами сам домкрат использовать по прямому назначению.

1 Самодельный сверлильный станок – кому и зачем он нужен?

Сверловка в обширном списке всевозможных слесарных операций считается в среде специалистов самой доступной и по-настоящему простой процедурой. Выполняется она обычно на специальных сверлильных агрегатах, которые могут иметь различную функциональность и некоторые конструктивные особенности. Современная станкостроительная промышленность выпускает немало видов сверлильных станков, начиная от совсем простых (например, станок 2А135) и заканчивая агрегатами с ЧПУ, которые имеют несколько шпинделей.

Понятно, что домашнему умельцу в большинстве случаев подобные станки просто-напросто не нужны, так как они предназначаются для выполнения серийных операций. А в быту обычно требуется осуществить какую-либо единичную процедуру.

Как правило, идеей изготовления самодельной мини-установки для сверления «загораются» радиолюбители, а также люди, которые сами выполняют несложные бытовые ремонтные работы. В ряде случаев для этого достаточно простой электрической дрели. Но, если речь идет о более серьезных процедурах, дрель, конечно же, не в состоянии гарантировать нормального качества и точности сверления. Вот тогда-то и имеет смысл заняться изготовлением собственного мини-станка, на который можно установить разные виды сверл.

Обзор типоразмеров стоек под электродрели

Известны конструкции приспособлений как отечественного (от торговых марок Кратон, Калибр, Энкор и др.), так и импортного производства — фирм Германии, Китая и Болгарии. Рассмотрим некоторые из них.

Особенностями стальных стоек для дрели модели 5027000 производства Wolfcraft (Германия) являются:

1. Конструкция основной опорной колонны, к которой присоединяется стальная рейка, входящая в зацепление с колесом опорного узла. Этим обеспечивается точное позиционирование стойки относительно обрабатываемой поверхности. Одновременно исключается и самопроизвольное проворачивание дрели во время сверления.
2. Наличие пружины, при помощи которой происходит возврат дрели в первоначальное положение, что полезно при многократном выполнении однотипных операций.
3. Механический ограничитель глубины сверления отверстия. Узел снабжается отсчётной шкалой с ценой деления 1 мм.
4. Для сверления нескольких отверстий одной глубины на стойке предусмотрена кнопка, которая обеспечивает автоматическое отключение инструмента.
5. Массивная чугунная плита снабжена захватными лапами, фиксирующими заготовку.

Некоторые типоразмеры от Wolfcraft имеют двухстоечную конструкцию, и снабжаются дополнительной рукояткой для удерживания сверла и предотвращения его соскальзывания.

Надёжность и длительная работоспособность инструмента немецкого производства общеизвестны. Вместе с тем посадочный диаметр стойки для дрели – постоянный, и не имеет возможности регулировки, а крепёжные тиски в основной комплект приспособления не входят. Масса стойки в сборе – около 8,5 кг – достаточна для применения с дрелями массой не более 1,7 кг (известно, что минимальное соотношение масс опорного и вибрирующего инструмента не должна быть менее 5,22; при возможных ударных нагрузках указанное соотношение увеличивается до 10). Цена изделия – в пределах 7000…7500 руб.

Болгарская фирма Sparky (г. Ловеч) выпускает, помимо электродрелей, также и стойки под них, что значительно облегчает работу с оснасткой. Инструмент, выпускаемый по немецкой лицензии, достаточно надёжен, поэтому пользователь, приобретая любую электродрель от Sparky, может одновременно купить и стойку, тем более, что цена на них достаточно демократичная: 3500…4000 руб.

Конструктивными особенностями стоек Sparky считаются:

1. Полная унификация под электродрели производителя.
2. Необходимость применения зажимных тисков, поскольку на опорной плите имеются только посадочные места под тисочные захваты.
3. Наличие возвратной пружины.
4. Хомутовый зажим электродрели, который не имеет узла фиксации, а потому при длительном сверлении нуждается в своём периодическом подтягивании.
5. Отсутствует приспособление для ограничения перемещения сверла при работе основного инструмента.
6. Основная крепёжная рамка выполнена из алюминия, а потому имеет ограниченную жёсткость.

Следует отметить, что стойки от данной торговой марки не рекомендуется использовать для дрелей с мощностью более 1000 Вт. Хотя производитель гарантирует устойчивость стойки для дрели массой до 3 кг, практически такие стойки удовлетворительно выполняют свои функции при использовании с инструментом массой до 1,5…1.6 кг. При этом масса самой стойки составляет 6 кг.

Отечественная торговая марка Калибр выпускает собственную линейку стоек под электроинструмент, в том числе и под дрели. Наиболее популярная модель Калибр 96202 отличается:

1. Наличием диагонально расположенных Т-образных пазов, предназначенных для установки захватных лап.
2. Клеммным способом зажима дрели, что обеспечивает надёжную фиксацию инструмента при умеренных значениях вибраций.
3. Градуированной шкалой на подвижной каретке, которая значительно облегчает предварительную установку дрели перед работой.
4. Гнёздами для крепления стойки к слесарному верстаку, что снимает ограничения на массу используемой электродрели. Поэтому масса стойки невелика – всего 2 кг.

Цена стоек Калибр — в пределах 1400…1500 руб, что также является потребительским преимуществом данного товара.

Как сделать сверлильный станок с использованием дрели

Использование электрической дрели – это, наверное, наиболее простой вариант изготовления самодельного сверлильного станка, т.к. в этом случае решается вопрос фиксации сверла (используется патрон дрели), а также обеспечивается электрический привод. Основной задачей в этом случае, которую нужно решить, является изготовление каркаса и механизма перемещения сверла в вертикальной плоскости. Все работы можно разбить на несколько этапов, определяющих характер их выполнения: подготовительный, выполнение работ и завершающий.

Металлическая стойка для закрепления дрели проста в изготовлении и удобна при использовании

Подготовительный этап

В этот период выполнения работ необходимо:

1. Определиться с материалами и комплектующими, имеющимися в наличии и которые можно использовать для изготовления станка: дерево или металл, запчасти от авто-, мототехники или устройств бытового назначения, электрические провода и коммутационные аппараты, а также средства защиты.
2. В зависимости от выбранных материалов готовится и необходимый инструмент. Это может быть болгарка и сварочный аппарат (инвертор), циркулярная или дисковая пила, а также столярный инструмент и крепёжные элементы.
3. Разрабатывается чертёж (эскиз) создаваемой конструкции, при этом основными размерами являются: посадочное место установки используемой дрели и размер перемещения сверла.

Конструкция из дерева не является достаточно прочной, но для изготовления печатных плат может использоваться в полной мере

Выполнение работ

Определившись с материалами и инструментом, а также подготовив их и разработав чертёж, можно приступать к изготовлению. Далее приведена пошаговая инструкция изготовления подобной оснастки с использованием металлического листа и профиля.

Завершающий этап

На этом этапе производства работ выполняются следующие мероприятия:

• собранная металлическая конструкция красится;
• узлы перемещения смазываются;
• для удобства использования на плите может быть установлена штепсельная розетка для включения в неё электродрели с подключённым электрическим кабелем, служащим для включения в сеть.

Вариант изготовления с использованием автомобильного домкрата

Изготовление стационарного станка из ручной дрели

Практически у любого мастера-любителя есть электрическая дрель, потому что это один из самых универсальных инструментов. При замене насадок, помимо сверления, вы сможете бурить стены, выполнять зачистку швов, очищать поверхность материала. Кроме того, на базе дрели умельцы делают ряд настольных станков, и даже сверлильные, о которых пойдет речь дальше.

Кроме того, потребуется и сама электрическая дрель. Она потребуется для сборки устройства, а после сможет занять свое место на станине. Дополнительным плюсом будет то, что в любой момент дрель можно будет снять и использовать по своему прямому назначению. Сверлильный станок из электрической дрели отличается своей простотой, и поэтому потребуется совсем немного материалов.

Потребуется заранее подготовить отрезок доски, фанеру с толщиной от 1.5 см, саморезы, болты и гайки, а также направляющие для мебели. Доска, из которой будет изготовлена станина, должна быть без механических повреждений и трещин, с минимальным числом сучков. До начала работ ее следует отциклевать, и при необходимости обработать шкуркой.

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.

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.

Как выбрать станину (стойку) для дрели

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?

Чертежи шпинделя настольного сверлильного станка

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.

Этапы сборки станка из дрели

Операции сверления всегда сопровождаются вибрацией, негативно сказывающихся на точности и качестве отверстий. Такая особенность обязательно должна учитываться при сборке оборудования, а эффект от нее снижаться при помощи технологических решений. Типовая конструкция простейшего станка предполагает наличие следующих модулей:

• Прочное основание, установленное на полу в мастерской без наклона и других дефектов.
• Электродрель, патрон которой может быть как быстрозажимным, так и ключевым.
• Стойка, жестко зафиксированная на основании, собрать которую можно из дерева, металла и других подручных материалов.
• Мягкие прокладки, гасящие вибрации в местах соприкосновения дрели и стойки.
• Механизм, обеспечивающий движение инструмента в вертикальном направлении.

В качестве станины желательно использовать мощную и надежную конструкцию. В противном случае погасить вибрации будет достаточно сложно, что скажется на точности работы. Подойдет мебельная плита, собрать основание можно из деревянных досок достаточной толщины.

В качестве вертикальной стойки также можно использовать древесину или металл. Установка и фиксация элемента выполняется строго вертикально по уровню, иначе сверление отверстий будет выполняться под углом. На стойке крепятся вертикальные направляющие, по которым будет перемещаться рабочее оборудование. В качестве данных элементов можно использовать полосы металла, зафиксированные на шурупы или болты.

Еще одним вариантом считается приобретение специализированной стойки, установка которой возможна на практически любое основание. В состав входят все необходимые элементы для установки и фиксации инструмента.

В конструкцию механизма вертикальной подачи инструмента обязательно входят колодка, рычаг и пружина. Колодка предназначена для установки дрели и ее надежной фиксации. Мягкие прокладки монтируются между инструментом и колодкой. С помощью рычага владелец может перемещать инструмент в вертикальном направлении, обеспечивая необходимое усилие сверления.

Пружина придает станку жесткость. После снятия усилия за счет пружины происходит возвратное движение инструмента в исходное положение. Конструкций самодельного станка может быть большое число, а используемая дрель устанавливается в стационарном или съемном варианте.

После сборки сверлильного станка проверяется качество его работы. Для этого осматриваются тестовые отверстия на предмет соответствие их диаметра аналогичным размерам сверла. Если отверстие шире, значит присутствует вибрация. При жестко зафиксированной заготовке подаваемое сверло должно всегда точно попадать в отверстие, без каких-либо отклонений.

Инструмент при вертикальном перемещении не требует чрезмерных усилий, движется ровно, без заеданий и проскальзывания. Такой сверлильный станок доставит удовольствие от работы высоким качеством и точностью выполнения операций.