Как то решил автор сделать станочек сверлильный для печат. плат, но вариант такой как цанговый патрон по кругу мотора никого не устраивал и не устроит. Ему надо было что-нибудь получше и потяжелее в сборке, но он никак не брался делать его с самых низов. Каким то удачный образом ему попался под руки поношенный старый минисверлильный, который он взял за основу своей самоделки и восстановил.
В начале станок выглядел очень плачевно, не хотелось автору на него смотреть, не то что трогать. Там была шпиндельская бабка, с заклинившим шпинделем, механизм используемый для перемещения шпина (шпинделя) и колонна с основанием.
Сначала ему пришлось выточить новую колонну, потому что старая извините за выражение была в убогом состоянии:
На основе были заменены и прикручены резиновые сошки или ножки, это уже ваше права как их называть:
Старый стоп винт м4 при начальной попытке отсоединения сломался и причём не так уж и слабо. Ему пришлось сделать новую стоп. ручку с помощью болта м6:
Сначала он решил поставить асинхронник 220В 6Вт, но потом после неудачной попытке был заменен и куплен коллекторник – 12В 12Вт. Прикрепляется к ШБ очень просто, без всяких усилий через переход. пластину:
На неё устанавливается тумблер:
Шкив для движка он сразу брал готовый, для того чтобы не заморачиваться над его изготовкой:
Дальше ему пришлось выточить новый шпиндель. Время которое он затратил на него ушло больше всего, 6-ик ему пришлось делать напильником, как по его словам вышло всё отлично:
Шкив он вытачивал из эбонита:
Механизм перемещения шпинделя в новом виде выглядит вот так:
Сборка окончена, результат:
Светодиодная подсветка будет включаться в месте с двигателем:
Станок после восстановления:
С изобретением станков человечество серьезно продвинулось в сфере производства различного рода деталей и механизмов. Станки стали настоящим подспорьем для любого, кто намеревается обрабатывать металлы, дерево и любые другие материалы.
Ведь эти устройства изначально предназначаются для выполнения довольно специфических работ, которые по-другому вам качественно выполнить не удастся.
К такому оборудованию относится и сверлильный станок для печатных плат, что используется в электромеханике и смежных производственных сферах.
1 Общая информация
Любой станок – это специальный прибор, который собирают из нескольких составляющих. Задача этого прибора заключается в придании человеку возможности обработать тот или иной инструмент с большой точностью. То есть практически исключить из процесса конкретно ручной труд.
Это совершенно необходимо в работе, где нужна точность. Если при этом используется деталь из металла или любого точного материала, то без использования станка вам будет просто не обойтись.
Станок состоит из станины, переходников, установки под движок и еще нескольких механизмов. Все они собираются в единую конструкцию, что жестко зафиксирована в одном или нескольких положениях.
Стандартные и самые дешевые станки или мини-станки, если мы говорим об оборудовании, что предназначается для обработки миниатюрных деталей, могут перемещаться только по одной оси. То есть перемещение рабочего сверла выполняется сверху вниз. Это базовая функция станка, без которой его и станком назвать-то нельзя.
Более продвинутые модели можно точно настраивать на определенную координату, которая выставлена на столе. Это уже могут быть даже полуавтоматические или автоматические модели.
Как вы сами понимаете, именно четкая фиксация на прочной раме и возможность практически исключить человеческий фактор непосредственно в выполнении работ по сверлению – это основной плюс станков.
1.1 Особенности станков для печатных плат
Станки для печатных плат – это одна из разновидностей подобного оборудования. Вот только такие агрегаты, как правило, являются мини-образцами. И это вполне очевидно, ведь работать на них необходимо с печатными платами.
Для тех, кто не знаком с электротехникой проясним, что печатные платы – это по сути основания для любой микросхемы или электронной мини-цепочки. Практически каждый прибор в своей конструкции имеет хотя бы одну печатную плату. В особенности это касается приборов, что работают на электричестве.
Для образования единых стандартов в электротехнике и создания устойчивого основания были введены печатные платы. Производят их из диэлектрика, на который прикручивают или припаивают различного рода детали и соединения.
Плата может содержать на себе как мелкий транзистор и вывод к нему от элемента питания, так и огромное количество деталей, столь миниатюрных, что неподготовленный человек их даже не рассмотрит (речь идет о компьютерном оборудовании).
Конечно, в данной ситуации стоит отметить огромное количество печатных плат, что различаются по своей конструкции, используемому материалу и т.д. Но отметим, что все они являются разновидностью одного элемента, что выполняет функции основания для микросхем.
Простейшие платы оборудуют дополнительными элементами за счет их прикручивания и последующей пайки. Как вы сами понимаете, для прикручивания деталей необходимо проделать в плате отверстия.
Причем проделывать надо их с филигранной точностью. Расхождение даже в полмиллиметра может быть если не фатальным, то очень ощутимым. Особенно если вы собираетесь заполнить плату полностью.
Чего только стоит тот факт, что сверла для мини-станка по печатным платам в своем диаметре могут начинаться от образцов в 0,2-0,4 мм. И это если говорить о дешевых станках. Более продвинутое оборудование для создания сложных микросхем будет использовать еще более миниатюрные инструменты.
Как вы сами понимаете, обрабатывать подобные детали вручную – дело не из легких. Даже если вам и получится сделать парочку отверстий в нужном месте и нужной толщины, то займет этот процесс слишком много времени, а результат может быть испорчен единственной ошибкой.
Использовав же станок для печатных плат, работа существенно упрощается
и становится практически механической. Равно как и повышается ее производительность. Да и конструкция такого оборудования сложностью не отличается, поэтому создать его можно своими руками.
2 Конструкция станка
Конструкция мини-станка для обработки печатных плат имеет довольно простую схему. По сути, этот станок мало чем отличается от стандартных сверлильных моделей, только он намного меньше и имеет несколько нюансов. Практически всегда мы рассматриваем настольный сверлильный мини-агрегат, так как он будет иметь размеры, что редко превышают отметку в 30 см.
Если рассматривать самодельный образец, то он может быть чуть больше, но только за счет того, что человек, который собирал его своими руками, просто не смог оптимизировать конструкцию должным образом. Такое бывает, если под руками попросту не находится подходящих деталей.
В любом случае станок, даже если он собран своими руками, будет иметь небольшие габариты и весить до 5 килограмм.
Опишем сейчас непосредственно конструкцию станка, а также детали, из которых его надо изготовить. В качестве основных составляющих при сборке мини-устройства для сверления плат используют:
- станину;
- переходную стабилизирующую рамку;
- планку для перемещения;
- амортизатор;
- ручку для манипуляций с высотой;
- крепление для движка;
- движок;
- блок питания;
- цангу и переходники.
2.1 Разбор конкретных деталей
Обратимся теперь к конкретным деталям, что уже были названы выше, а также дадим рекомендации по их подбору.
Для начала отметим, что мы сейчас описываем самодельный станок, который по сути можно собрать из подручных средств. Конструкция заводских образцов отличается от описанной нами только применением специализированных материалов и деталей, которые в домашних условиях создать практически невозможно. Придется покупать.
Начинается самодельный мини-станок, равно как и любой другой станок, со станины. Станина выполняет функции основания, на ней держится вся конструкция, на нее же монтируют поддерживающую деталь, на которой крепится обрабатываемая плата.
Станину желательно делать из тяжелой металлической рамки. Вес ее должен быть больше, чем вес всей остальной конструкции. Причем расхождение может быть довольно внушительным. Только так вы добьетесь стабильности агрегата во время работы. Особенно это касается моделей, что собираются своими руками.
И не стоит обманываться, когда видите приставку мини. Мини-станок – это такой же станок, и он все так же требует качественной стабилизации. Под станину часто прикручивают ножки или что-то подобное, чтобы дополнительно зафиксировать ее положение.
Стабилизирующая рамка является креплением для всего механизма. Ее делают из рейки, уголка или чего-то подобного. Предпочтительно использовать деталь. Планка для перемещения может быть самой разнообразной конструкции и часто совмещается с амортизатором. Иногда, амортизатор и сам является планкой для перемещения.
Эти две детали выполняют функции вертикального смещения станка во время работы. Благодаря им, станок можно быстро и без лишних усилий эксплуатировать.
Вариантов решений для выполнения таких деталей есть очень много. Начиная от самодельных или снятых с офисной мебели раздвижных реек на пружине, до профессиональных амортизаторов масляного типа.
Ручка для манипуляций крепится непосредственно к корпусу станка, амортизатору или стабилизирующей рейке. С ее помощью можно осуществлять давление на конструкцию, опуская и поднимая ее по своему желанию.
К стабилизирующей рамке уже прикрепляют планку для двигателя. Это может быть даже обычный деревянный брусок. Его задача – вывод движка на нужное расстояние и его надежная фиксация.
Движок монтируют на крепление. В качестве движка тоже можно пользоваться огромным количеством деталей. Начиная от дрели, и заканчивая движками, что сняты с принтеров, дисководов и другой офисной техники.
К движку цепляют цанги и переходники, которые будут основание для крепления сверла. Тут уже можно дать только общие рекомендации, так как переходники всегда подбираются индивидуально. Влияние на их выбор окажет вал двигателя, его мощность, тип используемого сверла и т.д.
Блок питания для мини-станка подбирается такой, чтобы он мог обеспечивать движок нужным напряжением в достаточных количествах.
2.2 Технология сборки станка
Теперь обратимся к общему алгоритму, по которому ведется сборка агрегата для сверления печатных плат своими руками.
Этапы работы:
- Монтируем станину, крепим к ней ножки.
- Устанавливаем рамку держателя основной конструкции на станину.
- Крепим к рамке механизм перемещения и амортизатор.
- Монтируем крепление для движка, как правило, оно фиксируется на рамку перемещения.
- Устанавливаем ручку на крепление для двигателя.
- Устанавливаем движок и регулируем его положение.
- Прикручиваем к нему цангу и переходники.
- Монтируем блок питания, подключаем его к движку и сети.
- Подбираем и фиксируем сверло.
- Тестируем работу механизма.
Все соединения и их тип можете подбирать по своему усмотрению.
Однако рекомендуется использовать болты и гайки, чтобы иметь возможность в нужный момент разобрать конструкцию, заменить ее составляющие или улучшить всю схему действия станка.
2.3 Самодельный станок для сверления печатных плат (видео)
Самый простой способ сверления печатных плат, держа двигатель с насаженным патроном для сверла в руках. При этом не раз ломались свёрла, и каждый радиолюбитель в мыслях ругал себя, и в следующий раз при изготовлении "печатки" - обязательно хотел что-то изменить в этом процессе. Каждый для себя решает сам, или что-то сделать из подручных средств, или приобрести готовое. Всё зависит от места жительства радиолюбителя. Например в сельской местности вдали от крупных центров, лучшим выходом из этого положения, это сделать станок своими руками.
Основное требование к такому станку, это чтобы он справлялся со своей задачей, ну и при его изготовлении не требовалось сложных токарных деталей, так как не у всех есть возможность иметь доступ к токарному станку. Предлагаю Вам простую конструкцию сверлильного станочка для домашней мастерской, которую я увидел на просторах "инета", и которую повторить в домашних условиях не составит особого труда. Автора данной конструкции к сожалению не знаю, и если объявится, то с удовольствием укажу здесь его имя и выражу благодарность за простой конструктив. Размеры станочка; основание 140х90 мм, высота 150 мм. Со своей задачей он вполне справляется и на рабочем столе занимает очень мало места. При таких размерах он позволяет сверлить отверстия в платах, шириной до 150-170 мм. (длинна платы не ограничена), что вполне достаточно в радиолюбительской практике.
Основание станочка изготавливается из любого подручного материала, толщиной не менее 6-8 мм. Можно из текстолита, гетинакса, металла, фанеры. Если брать фанеру, то лучше толщиной не менее 10 мм. Размеры основания указаны выше, но Вы можете для своих нужд изменить эти размеры, как и основания, так и других деталей. В дальнейшем я просто буду указывать свои размеры. Вся конструкция собирается на П-образной стойке, для которой необходимо взять толстый материал, чтобы вся конструкция не пружинила и имела достаточную прочность.
В данной конструкции используется полоса металла, шириной 25 мм. и толщиной 4-5мм. Общая длинна её 140-150 мм. Согнута П-образно, крепление к основанию 30мм, высота 40 мм и оставшееся это длинна 70-80 мм.
В стойке просверливаются три отверстия, одно снизу для её крепления к основанию, и два сверху для вертикальных штырей. Длинный штырь длинной 100 мм, диаметр 5 мм.
На длинный штырь одевается пружина. На коротком штыре нарезается резьба с двух сторон, для крепления штыря к стойке и вверху для контргайки. На этих двух штырях двигается подвижная часть с закреплённым на ней двигателем. Пружина должна быть такой жёсткости, чтобы поднимала вес подвижной части с двигателем.
Подвижная часть изготавливается из полосы металла, толщиной не менее 1,5-2,0 мм, шириной 20 мм. Общая длинна полосы 100 мм, размеры по сгибам 20х40х40 мм. Сверлится сквозное отверстие для толстого штыря и отверстие для тонкого штыря. Кстати, штыри можно делать и одинакового диаметра, главное, чтобы материал был достаточно жёсткий, например валы от матричных принтеров. Хомут для крепления двигателя - по диаметру имеющегося двигателя, изготовлен из листового алюминия. У меня двигатель используемый для станка ДПМ-30.
Для питания такого двигателя вполне достаточно источника с напряжением 12 вольт, и самое главное, для него необходимо изготовить схему управления двигателем. Это чтобы без нагрузки двигатель медленно вращался и при касании сверлом платы - начинал работать на полную мощность. Схем таких сколько угодно, например можно выбрать отсюда . На мой взгляд лучше собирать последнюю.
Хотя, чего греха скрывать, сам пока пользуюсь без такой схемы, у меня регулируемый БП и в паузах просто убираю напряжение.
Рычаг с держателем, конструкция хорошо видна на фотографиях. Закрепляем его в держателе и крепим к стойке.
Закрепляем подвижную часть и контрим гайкой.
Ну и всё, остаётся всю эту конструкцию закрепить на основании, закрепить имеющийся в распоряжении двигатель хомутом на подвижной части, закрепить сверло и начинать работать.
Да, у жены "конфисковал" отслужившую свой срок пробковую подставку под горячую посуду, и вырезал из неё на основание насадку для печатных плат и приклеил её на основание, это чтобы при сверлении печаток сверло не доставало до основания.
Удачи всем в Вашем творчестве и всего наилучшего!
P.S. Да, ещё хочу немного сказать про свёрла.
Не поленитесь и найдите себе для работы специальные свёрла для сверления стеклотекстолита. Наши свёрла из сплава ВК6М, у них обычно хвостовик одного диаметра и сами свёрла 0,7-2,0. Отверстия сделанные ими гораздо приличнее, чем сделанные обычными свёрлами и выглядят они так;
Импортные тоже примерно так выглядят.
Это не рекламы ради, а для удобства и удовольствия работы.
Я сверлил платы сначала обычными свёрлами (по металлу), которые после нескольких дырок сильно тупятся, а после десятка - приходят в полную негодность, потом узнал про такие свёрла, нашёл их и приобрёл (цена их, кстати лежит в пределах 20-50 рэ). Попробовал сверлить ими - небо и земля. По отзывам радиолюбителей - одним сверлом можно сверлить платы несколько лет (несколько тысяч отверстий), пока не сломаешь из-за небрежного обращения.
Но, эти свёрла не подходят для ручных сверлилок. При попытке сделать ими отверстие - оно мигом ломается (из-за малейшего перекоса). То есть ими можно долго и надёжно сверлить только в станке, и зажимной патрон не должен иметь никаких биений, а сверло зажатое им должно быть хорошо отцентрировано. Тогда и долговечность их гарантирована.
Захотелось собрать станочек для сверления печатных плат и прочей мелочёвки, варианты по типу цанговый патрон прямо на валу моторчика меня не устраивали. Нужно было что-то посерьёзнее, но не как не решался начать строить станок с нуля. Но тут удачно подвернулся сломанный (после пожара) самодельный микросверлильный, который я взял за базу к своей поделке, точнее его восстановил.
Первоначальный вид станка я не заснял, состояние было очень плачевное. Имелась шпиндельная бабка, заклинивший в ней шпиндель, механизм перемещения шпинделя, колонна и основание.
Первым делом была выточена новая колонна, старая была сильно деформирована:
На основание прикрутил резиновые ножки:
ШБ. Старый стопорный винт м4 при попытке откручивания был сломан. Сделал новую ручку из болта м6:
Сначала хотел поставить асинхронник 220 вольт 6 ватт, но потом был куплен коллекторник на 12 вольт 12 ватт. Крепиться к ШБ будет через переходную пластину:
На неё же установлен тумблер:
Шкив для двигателя подобрал готовый:
Выточил новый шпиндель. Времени убил больше всего, шестигранник делал напильником:
Новый шкив выточил из эбонита:
Механизм перемещения шпинделя:
Всё в сборе:
Светодиодная подсветка, включающаяся вместе с двигателем:
Восстановленный станок:
Станочком доволен. Поставил коллекторный электродвигатель для регулирования оборотов напряжением (в планах ШИМ) но мощности оказалось впритык, и от этой идеи я отказался. С асинхронником станочек работал бы в разы тише…
В радиолюбительской практике часто приходится изготавливать печатные платы , в которых необходимо сверлить много отверстий диаметром 0,5-3,0 мм, которые ручной, дрелью или на большом сверлильном станке просверлить невозможно.
Поэтому для сверления печатных плат многие радиолюбители изготавливают самодельные настольные или ручные мини сверлильные станки. Предлагаю Вашему вниманию разработанную и сделанную своими руками конструкцию настольного сверлильного станка, изготовленную из подручных деталей.
Конструкция
Основой станины мини сверлильного станка послужила стойка для проведения линейных измерений цифровым индикатором с небольшой доработкой. Был демонтирован предметный столик с регулировочными винтами и удалена часть подвижной штанги крепления стрелочного индикатора на длину прорези.
В основании стойки просверлено два отверстия для крепления столика и в них нарезана резьба М4. В самой штанге по центру симметрии с отступом от края отреза на 15 мм просверлено отверстие диаметром 10 мм под направляющий болт.
После подготовки основания можно приступать к изготовлению деталей. Столик сделан с дюралюминия и имеет размеры 100×120 мм толщиной 15 мм. Его можно сделать практически из любого материала, алюминия, железа, стеклотекстолита, ДСП, твердой породы дерева. Размер столика выбрать по своему усмотрению. Крепится столик к основанию мини сверлильного станка двумя винтами М4 с потайными головками.
Следующая деталь мини сверлильного станка это подвижная пластина, в которой закреплен двигатель. Пластина сделана из дюралюминия размером 50 мм на 130 мм, толщиной 15 мм. Толщина не критична, может быть от 5 мм и толще. Узкие торцы пластины для эстетики закруглены радиусом 25 мм. На расстоянии 80 мм в пластине сделаны два больших отверстия. Одно для скольжения по стойке во время сверления диаметром 30мм, а второе для закрепления двигателя диаметром 36 мм. Между большими отверстиями по линии, проходящей по их центрам, просверлено еще одно отверстие, в котором нарезана резьба М10. Центр этого резьбового отверстия, когда пластина надета на стойку, должен совпадать с отверстием, высверленным в штанге.
Закрепить двигатель в пластине можно было, просто зажав его с двух сторон винтами, в высверленные резьбовые отверстия, но мне захотелось сделать лучше. В пластине сделал прорезь и закрепляется двигатель обжатием пластиной с помощью винта М5. Благодаря такому решению двигатель легко извлекается из пластины и сверлильный мини станок превращается в миниатюрную ручную дрель, что иногда бывает необходимо. Если потребность в мини ручной дрели бывает частой, то можно установить винт с барашком.
Следующая деталь, это ручка-рычаг, благодаря которой обеспечивается ход сверла во время сверления, который составляет около 7 мм. Ручка-рычаг представляет собой пластину из дюралюминия толщиной 5 мм и габаритным размером 50×120 мм. В ней сделано одно овальное большое отверстие, размером, обеспечивающим проход двигателя мини сверлильного станка без касаний и возможности смотреть в точку входа сверла в деталь при сверлении для прицеливания.
Еще потребуется болт длиной 60 мм с резьбой на конце длиной, равной толщине пластины мини сверлильного станка, конус Морзе а1 для насадки патрона на вал двигателя и пружина достаточной жесткости, для возврата пластины с двигателем в исходное состояние.
Сборка
Осталось собрать детали вместе и мини сверлильный станок будет готов к работе. Болт продевается сначала через отверстие 10 мм ручки-рычага, далее вставляется в штангу. Одевается пружина и болт закручивается в подвижную пластину. Места трений деталей мини сверлильного станка желательно перед сборкой покрыть тонким слоем любой густой смазкой, в крайнем случае, можно обойтись и обыкновенным машинным маслом.
Собранный узел устанавливается на цилиндрическую стойку сверлильного мини станка, и штанга фиксируется штатным зажимом. Осталось установить двигатель, отрегулировать высоту и можно приступать к сверлению. Достаточно с небольшим усилием нажать на рычаг-ручку и сверло пойдет вниз.
Если усилия пружины будет недостаточно для поднятия подвижной части мини станка вверх, то нужно ее немного растянуть или заменить более жесткой.
Детали
Электродвигатель я использовал ДПМ-35Н1 на напряжение питания постоянного тока 27 В. Для электропитания двигателя сделал простейший блок питания, представляющий собой понижающий трансформатор, диодный мост и электролитический конденсатор. Можно использовать практически любой электродвигатель постоянного или переменного тока, но желательно с ротором, установленным на подшипниках качения (шариковыми). Чем частота оборотов вала двигателя будет выше, тем качественнее будут получаться отверстия и быстрее идти работа.
Работа
Если интересно, посмотрите короткий видео ролик, демонстрирующий мини сверлильный станок в работе.
О сверлах для сверления печатных плат
Как правило, настольные мини сверлильные станки применяются для сверления печатных плат для радио конструкций. Основой для печатных плат служит фольгированный стеклотекстолит, который из-за наличия в материале стекла очень быстро тупит режущие кромки сверла. После сотни просверленных отверстий в стеклотекстолите сверло приходит в негодность. Заправить сверло диаметром 0,7 мм качественно в домашних условиях практически невозможно. Есть твердосплавные сверла, специально предназначенные для сверления стеклотекстолита. Они выпускаются разных диаметром от 0,5 мм до 2,0 мм и все имеют хвостовик диаметром 2 мм.
Одним твердосплавным сверлом без заправки режущих кромок можно просверлить десятки тысяч отверстий. Один недостаток у такого сверла, оно очень хрупкое и легко ломается, если приложить боковое усилие. Если твердосплавное сверло зажать в ручной дрели, то при первом же касании к поверхности детали сверло сломается. В мини сверлильном станке я одним сверлом уже сверлю много лет, и оно до сих пор сверлит, как новое.
