Сверлильный станок для печатных плат на базе механизмов дисковых приводов

Здравствуйте! На этом ресурсе много людей, которые занимаются электроникой и самостоятельно изготавливают печатные платы. И каждый из них скажет, что сверление печатных плат это боль. Мелкие отверстия приходится сверлить сотнями и каждый самостояльно решает для себя эту проблему. В этой статье я хочу представить вашему вниманию открытый проект сверлильного станка, который каждый сможет собрать сам и ему не потребутся для этого искать CD-приводы или предметные столы для микроскопа.

Описание конструкции

В основе конструкции довольно мощный 12ти вольтовый двигатель из Китая. В комплекте с двигателем они продают еще патрон, ключ и десяток сверел разного диаметра. Большинство радиолюбителей просто покупают эти двигатели и сверлят платы удерживая инструмент в руках.
Я решил пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок под подобные двигатели с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления.

Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя.

С обратной стороны я предусмотрел место для хренения ключа и небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром.

На нем есть небольшая неточность. В тот момент мне попался бракованный двигатель. На самом деле от 12В они потребляют на холостом ходу 0,2-0,3А, а не два, как говорится в видео.

Мини электродрель своими руками – очень просто и быстро

И вновь, Всем доброго дня, Уважаемые энтузиасты самодельных устройств, инструментов и других механизмов.

Сегодня с удовольствием хочу поделиться с Вами, простым способом изготовления несложного, бюджетного варианта изготовления мини электродрели. Затем с Вами рассмотрим, выявленные плюсы и минусы, получившегося изделия. Мини дрель получила широкое распространение и применяется для выполнения невероятно большого объема задач в домашних условиях, гараже, на даче или ремонте. Мини дрель применяется для самых различных мелких работ. В частности, используется для сверления электрических печатных плат, обычная электрическая дрель для таких работ совершенно не годится. Мини дрель, оснащенная специальными насадками, вполне может применяться в роли гравера, либо шлифовальной машинки или фрезера. Для использования ее в данном качестве используются специальные насадки с шероховатой рабочей поверхностью. В процессе работы насадка обрабатывает деталь либо наносит необходимый рисунок на обрабатываемое изделие. Разумеется, толстое железо мини дрель не осилит, но отверстие в металлическом листе толщиной до одного миллиметра, просверлить силенок вполне хватит. Вариантов изготовления мини-дрели собственными руками, невообразимое множество. Все укладывается в ваш полет воображения, фантазии и сдерживается исключительно имеющимеся в наличии у вас комплектующими для изготовления дрели. Так что ваши фантазии ограничиваются только вашими закромами запчастей. Сердцем любой мини дрели служит небольшой, но достаточно мощный электро двигатель. Так же для изготовления нашей мини дрели потребуется цанговый патрон (цанговый патрон – это разновидность сверлильных патронов. Они удерживают сверло в дрели во время процесса сверления. От качества цангового патрона и соответственно крепления сверла к электродвигателю зависит качество выполняемой работы электро дрели. Поэтому к выбору цангового патрона следует подойти со всей ответственностью), качественно цанговый патрон изготовить своими силами в домашних условиях довольно проблематично, так, что его лучше приобрести в магазине . Стандартные патроны (с цангами под сверла диаметром от 0,5 до 3,2 миллиметра) можно найти в любом интернет магазине по доступной цене, цена варьируется от 100 до 150 российских рублей

Немаловажной деталью мини дрели, где размещаются и крепятся все комплектующие является корпус. Вариантов множество, в нашем случае используется трубка из фановой трубы, внутренний диаметр которой, как нельзя лучше совпал с наружным диаметром электро двигателя

При фиксации в корпусе двигатель встал практически без зазоров. Соединительные электрические провода – подбираются исходя из мощности дрели, но в связи с тем, что мы используем электродвигатель с невысоким потреблением мощности, подбираем электрические изолированные провода небольшого сечения. Для качественной пайки электрической схемы нам будут нужны кислота для пайки и оловянные прутки, паяльник или соединительные разъемы. Мини дрель самостоятельно может собрать практически любой начинающий самодельщик энтузиаст. Дело за желанием и усидчивостью. Как всегда о соблюдении техники безопасности, при работе с инструментами повышенной опасности. Работайте аккуратно. Соблюдая все правила техники безопасности. Не пробуйте электричество языком на вкус, не суйте пальцы куда собака не сует свой хвост. Перед любым действием, включайте мозг. И тогда, поверьте на слово, у каждого члена вашей дружной семьи, включая собачку, будет по собственной мини дрели.

Детали для сборки

1. Двигатель с патроном и цангой. С одной стороны кулачковый патрон это очень удобно, но с другой он гораздо массивнее цангового зажима, то есть часто подвержен биениям и очень часто их приходится дополнительно балансировать.
2. Фанерные детали. Ссылку на файлы для лазерной резки в формате dwg (подготовлено в NanoCAD) можно будет скачать в конце статьи. Достаточно просто найти фирму, которая занимается лазерной резкой материалов и передать им скачанный файл. Отмечу отдельно то, что толщина фанеры может меняться от случая к случаю. Мне попадаются листы которые немного тоньше 5мм, поэтому пазы я делал по 4,8мм.
3. Напечатанные на 3D-принтере детали. Ссылку на файлы для печати деталей в stl-формате можно будет также найти в конце статьи
4. Полированные валы диаметром 8мм и длиной 75мм — 2шт. Вот ссылка на продавца с самой низкой ценой за 1м, которую я видел
5. Линейные подшипники на 8мм LM8UU — 2шт
6. Микропереключатель KMSW-14
7. Винт М2х16 — 2шт
8. Винт М3х40 в/ш — 5шт
9. Винт М3х35 шлиц — 1шт
10. Винт М3х30 в/ш — 8шт
11. Винт М3х30 в/ш с головкой впотай — 1шт
12. Винт М3х20 в/ш — 2шт
13. Винт М3х14 в/ш — 11шт
14. Винт М4х60 шлиц — 1шт
15. Болт М8х80 — 1шт
16. Гайка М2 — 2шт
17. Гайка М3 квадратная — 11шт
18. Гайка М3 — 13шт
19. Гайка М3 с нейлоновым кольцом — 1шт
20. Гайка М4 — 2шт
21. Гайка М4 квадратная — 1шт
22. Гайка М8 — 1шт
23. Шайба М2 — 4шт
24. Шайба М3 — 10шт
25. Шайба М3 увеличенная — 26шт
26. Шайба М3 гроверная — 17шт
27. Шайба М4 — 2шт
28. Шайба М8 — 2шт
29. Шайба М8 гроверная — 1шт
30. Набор монтажных проводов
31. Набор термоусадочных трубок
32. Хомуты 2.5 х 50мм — 6шт

Подсветка

Рабочая зона должна быть с подсветкой, это непременно. В идеале — с бестеневой. Прикинув разные варианты, остановился на трёхточечной — сзади и по бокам. Четвёртая точка (спереди) в принципе тоже влазит, но мешает менять оснастку и ухудшает обзор. Вырезаем из листа алюминия хитрую конструкцию. Загибаем её. Сверлим отверстия, нарезаем резьбу М2. Намазав термопасты, прикручиваем светодиоды. Соединяем светодиоды последовательно, используя провод в силиконовой изоляции (пластина будет нагреваться, работая как радиатор для светодиодов). Провода фиксируем силиконом:

Крепим пластину на место, под шпиндель. Сразу же делаем рабочий стол из отрезка ЛДСП 16 мм., чтобы можно было проверить подсветку и подогнуть её, чтобы светила как надо, на кончик сверла:

Делаем питание светодиодов. Весь станок запитывается от 24 В. Светодиодам необходимо 16 В, плюс было бы неплохо ограничить им ток. Изначально хотел использовать модуль DC/DC, приведённый в списке материалов. Однако внезапно оказалось, что они все у меня закончились, а ждать доставки ещё месяц не хотелось. Пришлось изобретать схему из того, что нашлось под рукой — модуля DC/DC MP1584 и рассыпухи:

На LM317 собран стабилизатор тока на 100 мА. Включение классическое, прямо из спецификации. На входе поставлен диод 1N4007, чтобы шпиндель при остановке не угробил всё это своей ЭДС самоиндукции. Распаиваем детали на кусочке макетной платы и прикручиваем её к плите каретки:

Разводим нехитрую проводку в спиральной трубке для проводов. Закрываем стабилизатор корпусом. Закрепляем трубку к раме. Устанавливаем в корпус гнездо питания и выключатель шпинделя (подсветка подключается напрямую):

Тестируем подсветку, установив в цангу сверло. Подсветка яркая, равномерная, охватывает достаточно широкую область вокруг патрона. Фокус лучей сходится примерно на кончике сверла:

В точке соприкосновения сверла с платой видно три тусклых тени:

Конечно, полноценная бестеневая подсветка была бы лучше, однако под задачи сверления того, что сделано, вполне хватает — главное, что можно хорошо позиционировать сверло.

Сборка

Весь процесс подробно показан на видео:
Если следовать именно такой последовательности действий, то собирать станок будет очень просто.

Вот так вот выглядит полный набор всех комплектующих для сборки

Помимо них для сборки потребуется простейший ручной инструмент. Отвертки, шестигранные ключи, плоскогубцы, кусачки и т.д.

Перед тем начинать собирать станок желательно обработать напечатанные детали. Удалить возможные наплывы, поддержки, а также пройти все отверстия сверлом соответствующего диаметра. Фанерные детали по линии реза могут пачкать гарью. Их можно также обработать наждачной бумагой.

После того, как все детали подготовлены начать проще с установки линейных подшипников. Они закрадываются внутрь напечатанных деталей и прикручиваются к боковым стенкам:

Далее устанавливается ручка с шестерней. Вал вставляется в большое отверстие, на него устанавливается основание ручки и все это стягивается болтом на 8мм. Самой ручкой служит винт на М4:

Теперь можно собрать фанерное основание. Сначала боковые стенки устанавливаются на основание, а затем вставляется вертикальная стенка. В верхней части также есть дополнительная напечатанная деталь, которая задает ширину в верхней части. При закручивании винтов в фанеру не прикладывайте слишком большое усилие.

В столике на переднем отверстии необходимо сделать зенковку, чтобы винт с головой впотай не мешал сверлить плату. С торца также установлена напечатанная крепежная деталь.

Теперь можно приступить к сборке блока двигателя. Он прижимается двумя деталями и четырьмя винтами к подвижному основанию. При его установке необходимо следить, чтобы отверстия для вентиляции оставались открытыми. На основание он закрепляется при помощи хомутов. Сначала вал продевается в подшипник, а затем на нем защелкиваются хомуты. Также установите винт М3х35, который в будущем будет нажимать на микропереключатель.

Микропереключатель устанавливается на прорези кнопкой в сторону двигателя. Позже его положение можно будет откалибровать.

Резинки накидываются на нижнюю часть двигателя и продеваются до «рогов». Их натяжение надо отрегулировать так, чтобы двигатель поднимался до самого конца.

Теперь можно припаять все провода. На блоке двигателя и рядом с микропереключателем есть отверстия для хомутов, чтобы закрепить провод. Также этот провод можно провести внутри станка и вывести с обратной стороны. Убедитесь, что припаиваете провода на микропереключателе к нормально замкнутым контактам.

Осталось только поставить пенал для сверел. Верхнюю крышку нужно зажать сильно, а нижнюю закрутить очень слабо, используя для этого гайку с нейлоновой вставкой.

На этом сборка окончена!

Cверлильный станок своими руками

Что делать если дома нет сверлильного станочка для печатных плат? Покупать конечно же дорого, да и бывает что станок не нужен для частого использования.

Предлагаю вам 2 простые идеи для самостоятельного изготовления сверлильного станочка своими руками. Первый вариант очень прост, для его изготовления нам понадобится электродвигатель от кассетных магнитофонов.

Помните такие? Такие двигатели можно снять с любого магнитофона китайского или советского производства.

Выглядят они примерно так:

Итак, электродвигатель у нас есть, еще нам понадобится сверло необходимого диаметра, обычно это 0,7-1мм, нужно взять тонкую пасту от шариковой ручки, тонкую нитку сантиметров 10, ножницы и секундный клей.

Все приготовили? Начинаем собирать.

Берем исписанную пасту от шариковой ручки (можно и новую) и отрезаем 15 мм, далее нам нужно насадить ее на вал двигателя чуть меньше половины (на 6-7 мм). Затем снимает ее с помощью отвертки или пинцета и отложим в сторону (хотя можно и не снимать).

Берем сверло, наматываем на него нитку виток к витку в 2 слоя, ниже фото:

Придерживая конец нитки (чтобы не размотался) наносим каплю секундного клея и быстро запихиваем сверло в трубочку. Если будете медлить, клей застынет.

Вот что у нас получилось:

Если сверло будет криво вращаться, вы просто подогните в нужном направлении пасту, пока не отцентрируете сверло, и можете приступать к сверлению своей платы

Второй вариант сверлильного станка

Теперь расскажу вам про второй вариант сверлильного станка, таким, каким пользуюсь я. Сделать его будет немного сложнее. Подробных чертежей с размерами я давать не буду, т.к.

станок собирался из того что есть, пусть статья будет ознакомительной, но фотографии, и схематически я станок все же опишу.

Вы можете попробовать собрать себе похожий станок по моим рисункам Данный станок выглядит так:

• Построен он на рычажном механизме, при нажатии которого опускается двигатель вместе со сверлом, а если отпустить рычаг, двигатель снова поднимется вверх.
• Вот фото самого механизма:

Подъемно-спусковая часть изготавливается из листового металла, лист выпиливается нужной формы, загибается и высверливаются отверстия. Вместо загнутого прутка что на фотографии можно применить что-нибудь аналогичное, например заменить его двумя длинными винтами М4, с резьбой в конце.

1. Чертежи механизмов:
2. Чертеж подъемно-спускового механизма.
3. Чтобы вас не запутать, подъемно-спусковой и рычажные механизмы начертил отдельно
4. Вот что получится если совместить два верхних рисунка
5. Думаю суть понятна и теперь по моим наброскам при желании вы сможете собрать нечто подобное, идею я вам подбросил, так что дерзайте!

Еще хочу дать небольшой совет по поводу сверел, сверла очень быстро затупляются и начинают плохо сверлить, если нет заточного станка, то не выкидывать же их? Я нашел следующий выход из этой ситуации, берем сверло, и аккуратно откалываем пассатижами (плоскогубцами) конец сверла, (миллиметр или чуть больше), причем нужно откалывать не как попало, как правильно показано на рисунках ниже.

Дополнения

Другие люди, которые уже собрали себе такой станок внесли много предложений. Я, если позволите, перечислю основные из них, оставив их в авторском виде:

1. Кстати, тем, кто никогда раньше не работал с такими деталями, хорошо бы напоминать, что пластмасса от 3D принтеров боится нагрева. Поэтому здесь следует быть аккуратным — не стоит проходить отверстия в таких деталях высокоборотной дрелью или Дремелем. Ручками, ручками….
2. Я бы еще порекомендовал устанавливать микропереключатель на самой ранней стадии сборки, так как привинтить его к уже подсобранной станине нужно еще суметь — очень мало свободного пространства. Не помешало бы также посоветовать умельцам заблаговременно хотя бы залудить контакты микропереключателя (а еще лучше — заранее припаять к ним провода и защитить места пайки отрезками термоусадочной трубки), дабы впоследствии при пайке не повредить фанерные детали изделия.
3. Мне видимо повезло и патрон на валу оказался не отцентрированным, что приводило к серьезной вибрации и гулу всего станка. Удалось исправить , но это не хороший вариант. так как гнет ось ротора, а снять патрон уже не реально, есть опасения, что вытащу эту самую ось целиком.
4. Затяжку винтов с гроверными шайбами производить следующим образом. Затягивать винт до момента, когда сомкнется (выпрямится) гроверная шайба. После этого повернуть отвертку на 90 градусов и остановиться.
5. Многие советуют приделать к нему регулятор оборотов по схеме Савова. Он крутит двигатель медленно когда нагрузки нет, и повышает обороты при появлении нагрузки.

Двухшпиндельный станок

Для растачивания с обеих сторон отверстия и обтачивания торцов в деталях применяется двухшпиндельный станок. Но существует несколько нюансов в данном оборудовании, с которыми стоит познакомиться:

1. Вертикальный двухшпиндельный станок для глубокого сверления модели ОС-402А имеет ступенчатый и автоматический цикл сверления.
2. Для повышения собственной производительности разработан карусельно-фрезерный двухшпиндельный агрегат.
3. Конструкция двухшпиндельного станка для притирки арматуры проектировалась и изготавливалась на предприятии Ленэнерго.
4. Для навертывания двух резьбовых деталей одновременно с обоих концов валика на другом производстве изготавливался двухшпиндельный агрегат с механическим приводом со шпинделем в горизонтальном исполнении.
5. Трехшпиндельный аппарат типа С — 13 и агрегат типа С — 12 имеют схожесть в технической характеристике и конструкции. Но существует и разница между машинами, где стол у двухшпиндельного станка имеет меньшую длину.
6. С одним или двумя шпинделями существуют плоскошлифовальные машины с круглым столом. Разница в том, что двухшпиндельный аппарат один шпиндель используется для предварительного шлифования, а другой используется для окончательного.
7. Приспособления для накатывания стержня и галтелей у валов имеют большой спрос у населения. Лишь в некоторых случаях можно рассчитывать на одновременную накатку двух валов с их стороны для двухшпиндельного станка, так же установка специального клапана присутствует на станке.
8. Специализированный станок имеет ручное управление и благодаря модели 4723Д — механический привод. Так же машина используется для многопозиционной обработки многих деталей. В его комплект входят следующие: станок, машинный генератор униполярных импульсов, высокочастотный электронно-полупроводниковый генератор. В отличие от данной модели двухшпиндельный станок усилен Г – образной траверсой.

Стоит заметить, что каждый двухшпиндельный агрегат представляет собой самое мощное оборудование для любого цеха, которым стоит воспользоваться любому мастеру.

Перечень компонентов

Вот полный список всего, что потребуется для сборки:

1. Печатная плата (ссылка на файлы для изготовления в конце статьи)
2. U1 — MC34063AD, импульсный стабилизатор, SOIC-8
3. U2 — LM358, операционный усилитель, SOIC-8
4. U3 — L78L09, стабилизатор, SOT-89
5. D1,D3 — SS14, диод Шоттки, SMA — 2шт
6. D2 — LL4148, диод выпрямительный, MiniMELF
7. C1 — конденсатор, 10мкФ, 50В, 1210
8. C2 — конденсатор, 3.3нФ, 1206
9. C3,C4 — конденсатор, 4.7мкФ, 1206 — 2шт
10. C5 — конденсатор, 22мкФ, 1206
11. R1-R3,R7,R9,R11 — резистор 1 Ом, 1206 — 6шт
12. R4,R10 — резистор 22кОм, 1206 — 2шт
13. R5 — резистор 1кОм, 1206
14. R6 — резистор 10-27кОм, 1206. Сопротивление зависит от номинального напряжения используемого двигателя. 12В — 10кОм, 24В — 18кОм, 27В — 22кОм, 36В — 27кОм
15. R8 — резистор 390 Ом, 1206
16. RV1,RV2 — резистор подстрочный, 15кОм, типа 3224W-1-153 — 2шт
17. XS1 — клемма, 2 конт, шаг 3,81мм

Также мы сделали на 3D-принтере кольцо-ограничитель, для удобной установки на двигатель. Ссылка для скачивания STL-файла для скачивания в конце статьи.

Из чего можно сделать

Сделать мини дрель своими руками можно с помощью использования двигателей из различных подручных средств.

1. Фен. Данный вариант является наиболее предпочтительным, так как мощности моторчика от фена будет вполне достаточно для того, чтобы минидрель могла выполнять свои основные функции. Максимальное число оборотов такого двигателя достигает 1500-1800 об/мин.
2. Магнитофон. Поскольку мощность двигателя магнитофона очень маленькая, единственное, что может получиться из такой затеи – дрель для печатных плат. Питание двигателя осуществляется от 6 Вольт, а это значит, что вам придется подыскать соответствующее зарядное устройство или батарейку.

https://youtube.com/watch?v=I_wB3_gP4kc

Из чего он должен состоять

Элементарный агрегат можно сделать из обыкновенной дрели. Можно добавить к нему дополнительные устройства – например, фрезерный узел. Но каждый станок должен состоять из нескольких обязательных элементов: сверла, зенкера, развертки и метчика.

В промышленности встречаются множество типов сверлильных агрегатов – полуавтоматы, шпиндельные, вертикальные и другие. В быту чаще всего используется так называемый присадочный мини-агрегат со скромным набором выполняемых задач. Перед тем, как сделать самодельный сверлильный станок в домашних условиях, необходимо разобраться в функциях, основных элементах и общих принципах действия такого рода механизмов.

По функциям самыми востребованными устройствами являются шпиндельные машины, главная функция которых – передача вращательного движения к обрабатываемым деталям. На втором месте по популярности – приспособления для горизонтального и радиального сверления. Также распространен аппарат для растачивания деталей. При таком функциональном разнообразии сверлильное оборудование в целом относят к аппаратам универсального пользования.

Но при этой свободе есть ряд обязательных составляющих, без которых не бывает сверлильных станков в принципе:

• станина;
• рулевая рейка;
• двигатель.