Самодельные сверлильные станки для печатных плат. Настольный сверлильный станок своими руками: схемы и чертежи

В этой статье мы поделимся с вами разработанным нами станком для сверления печатных плат и выложим все материалы, необходимые для самостоятельного изготовления этого станка. Все что понадобится, это распечатать детали на 3D-принтере, порезать фанеру лазером и закупить некоторые стандартные комплектующие.

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.
Мы решили пойти дальше и на его основе сделать полноценный станок с открытыми чертежами для самостоятельного изготовления.

Для линейного перемещения двигателя мы решили использовать полноценное решение — полированные валы диаметром 8мм и линейные подшипники. Это дает возможность минимизировать люфты в самом ответственном месте.

Основная станина сделана из фанеры толщиной 5мм. Фанеру мы выбрали потому, что стоит очень дешево. Как материал, так и сама резка. С другой стороны ничего не мешает (если есть возможность) просто вырезать все те же самые детали из стали. Некоторые мелкие детали сложной формы напечатаны на 3D-принтере.
Для поднятия двигателя в исходное положение использованы две обычные канцелярские резинки. В верхнем положении двигатель сам отключается при помощи микропереключателя.
С обратной стороны мы сделали место для хренения ключа небольшой пенал для сверел. Пазы в нем имеют разную глубину, что делает удобным хранение сверел с разным диаметром.

Впрочем, все это проще увидеть на видео:

Детали для сборки

Сборка

Весь процесс сборки записан 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:

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 отклибровать.

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!
Из доработок вы можете проклеить фанерные детали, для увеличения жесткости. Можно также сделать регулятор оборотов двигателя.

Первый вариант настольного станочка для сверления плат сделал ещё три года назад. Делал целенаправленно, именно для сверления плат (для другого не предназначен) и исключительно из подручных материалов, делал на «скорую руку» как временное приспособление, потратил на изготовление выходной день. А он взял и «прижился» - оказался необыкновенно удобным в работе.

Диаметр возможных для использования свёрл от 0,5 до 1 мм включительно. Старт спринтерский, финиш без инерции. Подвёл плату, нажал - отверстие готово, отпустил - в исходное положение сверло вернулось само. На всё 2-3 секунды. Через полгода, раз вещь пришлась «ко двору», потратил ещё вечер и придал ей более подобающий и приемлемый вид.

Устройство и принцип работы, как видите, остались прежними. Прошло ещё два года, но так и не собрался сделать что-нибудь более солидное, хотя комплектующие для этого подобрались. От добра, добра не ищут. А вот модернизацию себе позволил.

Появились существенные изменения:

• опускание происходит при помощи нажатия рукоятки
• включение электродвигателя происходит при опускании в момент нажатия кнопки о упор
• стол для сверления на резьбе и может подниматься - опускаться для регулировки расстояния от поверхности просверливаемой платы до «точки» включения электродвигателя
• электродвигатель запитан постоянным током

С таночек для сверления плат - схема подключения

Основа всего станина и направляющие.

Втулки, их внутренний диаметр лишь на одну - две десятых миллиметра больше диаметра направляющих, материал - эбонит (диэлектрик), выбран не случайно, это своеобразная «развязка» от электрического тока. Из чего сделан поясок, в дальнейшем фиксирующий тягу, догадаться не сложно.

Кнопка - включатель закреплена на пластиковом уголке 2 винтами с гайками, сам уголок соединён с втулками клеем.

В валу электродвигателя имеется отверстие с резьбой М2, приладить цангу труда не составило. И фетровые сальники (с обеих сторон вала) дождались масла.

В качестве «несущего» элемента, к которому крепиться двигатель и который в свою очередь крепиться к втулкам был выбран мебельный уголок (лёгкий, прочный и легко обрабатывается). Диодный мост и конденсатор в защитном кожухе.

Упор состоит из пружинки, с одной стороны которой приклеен именно сам резиновый упор, с другой припаяна гайка, накручивающаяся на винт, который установлен на резьбе в отверстии станины.

Сверлильный стол установлен на винт (его дополнительная функция описана выше).

Ну и, в конце концов, как это всё работает:

Видео процесса сверления

Для тех, кому понравилось: всё то, из чего был собран этот станочек для , ранее лежало по банкам, коробкам и просто углам. Думаю, что намёк более чем очевиден. Желаю Вашим, свёрлам никогда не тупиться, Babay .

Обсудить статью СТАНОК ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ

Травить платы мы уже научились, теперь надо сверлить отверстия. Можно ручной дрелью, можно электродрелью, можно станком... Электродрелью неудобно - ломаются свёрла часто. Станочек хорошо, но очень дорого. Поэтому было принято решение сварганить самому.

Станина. Долго искал из чего сделать станину. На просторах интернета нашёл идею в качестве станины использовать штатив от микроскопа. Дело за малым - найти поломанный микроскоп. Это оказалось самое сложное... Но после продолжительных поисков нашёл штатив от микроскопа (без тубуса и т.д.) за 20$.

Двигатель. Пришлось подумать не меньше чем над станиной - готовые двигатели с патроном стоят от 40$... Разобрать шуруповёрт - тоже дороговато, да и жалко. А вот двигатель от шуруповёрта 12-ти вольтового - в самый раз! Стоит 9$ и доставаемость простая - на рынке, там где ремонтируют электроинструмент.

Патрон . На радиорынке есть цанговые патроны (на фото внизу), но попробовав 2 штуки понял - фигня. Сильное биение сверла, которое никак не не устранишь. Нашёл замечательный патрон фирмы dremel 4486, вот такой:

но к нему надо вытачивать дополнительно переходничёк, да и стоит он порядочно - около 20$. Пока остановился на цанговом патроне, но ищу ему замену.

Патрон (2 серия).

Разжился я таки на дремелевский патрон и прикупил его. Стоил он 80 гривен (16$). А к нему выточил переходничёк. Чертёжик вот:

В патроне очень хитрая резьба, но знающие люди мне подсказали её параметры. Диаметр 7,05мм 40 витков на дюйм. На готовый переходник вал накручивается плотно, но без всякого усилия!

Фото готовой конструкции с патроном:

Переходник насаживается на вал довольно плотно, поэтому отпала необходимость в креплении винтами. Тестовое сверление показало отличные результаты! Биения нет совсем!

Регулятор оборотов . Если бы разобрал шуруповёрт с регулятором, то можно было бы использовать его, но у меня регулятора не было. Поэтому пришлось придумать. Оказалось всё довольно просто. Взял контроллер attiny13, на котором реализовал ШИМ, управляемый напряжением на выводе 3. Вывод 2 служит для включения двигателя. На него подключена педаль и выключатель, на случай, если нет педали. В качестве ключа применил транзистор irf540.

Печатная плата.

Прошивка .

Прошивка существует в двух вариантах - с плавным стартом, и обычным стартом. кому как нравится и какой двигатель стоит. Мой двигатель при обычном пуске потреблял до 20А, что слегка многовато...

fuses выставлены в проекте, но если кто-то шьёт не из codevisionavr, то повторю их тут:

Слева - разъём питания и регулятор, справа - выключатель и разъём подключения педали. Внизу транзистор (использует станину как теплоотвод).

В моём "микроскопе" микроподача не работала, но мне это и не надо, а половина оборота ручки подачи (чёрная ручка) приводит к перемещению сверла на 15 - 20мм, что вполне достаточно для комфортного сверления.

С момента изобретения станка производство различных механизмов и деталей значительно продвинулось. Теперь они являются настоящими помощниками человека, занимающегося обработкой металлов, пластмасс, дерева и других материалов.

Данные устройства позволяют выполнять довольно специфические работы на более качественном уровне.
К данному типу оборудования можно отнести и самодельный сверлильный станок для печатных плат, используемый в радиоэлектронике и смежных областях.

Станки для печатных плат

Печатные платы являются основой всех микросхем. Она предназначена для механического и электрического соединения разных электронных компонентов.
Производят такие платы из диэлектрического материала, на который в последствии и устанавливаются все элементы микроэлектроники.

На платы устанавливаются транзисторы, тиристоры и др. микроэлектроника, т.е. большое количество миниатюрных деталей, которые трудно рассмотреть не вооруженным глазом.

На самые простые платы добавляют дополнительные элементы, путем их прикручивания с последующей пайкой. Естественно для того, чтобы прикрутить элементы, необходимо в плате просверлить отверстия. Проделывать такие отверстия необходимо с ювелирной точностью. При расхождении даже в пару сотен микрон может быть очень ощутимым или же привести к браку изделия, если вы собираетесь расположить на плате большое количество электронных компонентов.

Любители радиоэлектроники часто занимаются изготовлением печатных плат, в которых требуется сверлить большое количество отверстий малого диаметра. Сверление мелких отверстий, диаметром 0,5-1,0 мм, с использованием классического настольного сверлильного, дрели или шуруповерта, является не очень удобным занятием, в ходе которого легко поломать сверло. Как следствие, производить сверление микроотверстий в печатных платах целесообразно при помощи специализированного мини сверлильного станка, с использованием твердосплавных сверл, диаметром 0,7-0,8 мм.
Использование мини сверлильного станка значительно упрощает работу, делая её практически механической, повышая тем самым производительность труда. При этом конструкция не отличается особой сложностью, по этим причинам многие предпочитают собирать их своими руками.
Таким самодельным сверлильным мини станком можно сверлить как печатные платы, так и любые другие заготовки, однако из-за конструкции станка есть ограничения по глубине отверстия.

Конструкция

На первый взгляд схема кажется сложной, однако, это не так. По сути, мини станок не сильно отличается от классического, он меньшего размера с некоторыми нюансами в схеме компоновки конструкции.

Так как данное оборудование обладает не большими размерами, его стоит рассматривать как настольное.
Самодельный вариант оборудования обычно слегка больше, чем покупной, из-за того что при сборке своими руками не всегда есть возможность оптимизировать конструкцию подобрав малогабаритные комплектующие. Но и в таком случае самодельный станок будет иметь малые габариты и вес не более 5 кг.

Видео по сборке

Элементы сверлильного станка

Чтобы собрать мини устройство своими руками, вам потребуется следующее:

1. Станина;
2. Переходная стабилизирующая рамка;
3. Планка для перемещения;
4. Амортизатор;
5. Ручка-регулятор высоты;
6. Крепление для двигателя;
7. Двигатель;
8. Цанга (или патрон);
9. Переходники.

Стоит отметить, что мы описываем самодельный мини сверлильный станок, собираемый из подручных средств своими руками. Заводская конструкция отличается использованием специализированных узлов, которые изготовить собственноручно практически невозможно.
Основой сверлильного мини агрегата, как и любого другого, является станина. Она выполняет функцию основания, на которой будут держаться все узлы. Станиной может являться подручное устройство, например: скелет микроскопа; стойка для проведения линейных измерений цифровым индикатором.

А можно изготовить самому, например легкую деревянную станину – соединив дощечки саморезами, либо же тяжелую и устойчивую – приварив стальной профиль к металлическому листу. Лучше когда вес станины выше основного веса остальных узлов, это позволяет повысить устойчивость агрегата и снижает его вибрацию во время работы.

В качестве двигателя для могут послужить электродвигатели от: кассетных магнитофонов, принтеров, дисководов и другой офисной техники. В качестве крепления для сверл выбирается патрон или цанги. Однако патрон более универсальный, цанга же предусматривает установку сверл только определенных размеров.

Еще одна интересная схема на основе запчастей от CD-ROM и фена с автоматической регулировкой частоты вращения двигателя в зависимости от нагрузки.

Самодельная станина

При изготовлении стальной станины своими руками, под нее можно прикрутить ножки, для фиксации её положения.
Стабилизирующую рамку можно изготовить, например, из рейки или уголка, при этом лучше применять сталь.
Вид планки для перемещения можно подобрать любой, наиболее удобный, при этом лучше совместить её с амортизатором. В некоторых случаях, амортизатор может сам быть такой планкой. Функции этих деталей заключаются в вертикальном смещении оборудования во время работы.
Амортизатор можно изготовить самому или снять с офисной мебели раздвижные рейки, либо прибрести в магазине.
Ручка-регулятор высоты устанавливается на корпус, стабилизирующую рейку или амортизатор.
Крепление для двигателя устанавливают к стабилизирующей рамке, ею может быть, например, простой деревянный брусок. Она нужна для вывода двигателя на нужное расстояние и его надежной фиксации.
Затем двигатель устанавливают непосредственно на крепление.
К двигателю непосредственно присоединяют патрон или цанги, к которым крепятся переходники, используемые для установки сверл. Переходники подбираются индивидуально, в зависимости от вала двигателя, его мощности, типа сверл и т.п.
В заключении можно сказать, что собранный сверлильный мини станок, можно постоянно дорабатывать в ходе эксплуатации. Например, можно наклеить на патрон светодиодную ленту, для подсветки просверливаемых образцов.

Необязательно тратить деньги на настольный сверлильный станок, ведь его не так уж и сложно сделать своими руками. Для этого понадобится приобрести, изготовить или воспользоваться бывшими в употреблении деталями. Мы расскажем вам о создании нескольких конструкций, и вы сможете подобрать свою модель для сборки.

Дрель есть почти у каждого хозяина, строящего или ремонтирующего свой дом или квартиру, занимающегося ремонтом бытовой и садовой техники, различными поделками из металла и дерева. Но для выполнения некоторых операций дрели недостаточно: нужна особая точность, требуется просверлить отверстие под прямым углом в толстой доске или просто хочется облегчить свой труд. Для этого потребуется станок, который можно выполнить на базе различных приводов, деталей машин или бытовой техники, другого подручного материала.

Тип привода — принципиальное различие конструкций самодельных сверлильных станков. Одни из них изготавливаются с использованием дрели, в основном электрической, другие — с использованием двигателей, чаще всего — от ненужной бытовой техники.

Настольный сверлильный станок из дрели

Самой распространённой конструкцией можно считать станок, выполненный из ручной или электродрели, которую можно выполнить съёмной, для возможности использования её вне станка, и стационарной. В последнем случае устройство включения можно перенести на станину для большего удобства.

Основные элементы станка

Основными элементами станка являются:

• дрель;
• основание;
• стойка;
• крепление дрели;
• механизм подачи.

Основание или станину можно выполнить из цельного спила твёрдого дерева, мебельного щита или ДСП. Некоторые предпочитают в качестве основания металлическую плиту, швеллер или тавр. Станина должна быть массивной, чтобы обеспечивать устойчивость конструкции и компенсировать вибрации при сверлении для получения аккуратных и точных отверстий. Размер станины из дерева — не менее 600х600х30 мм, из стального листа — 500х500х15 мм. Для большей устойчивости основание можно сделать с проушинами или отверстиями под болты и крепить его к верстаку.

Стойка может быть изготовлена из бруса, круглой или квадратной в сечении стальной трубы. Некоторые мастера в качестве основания и стойки используют каркас старого фотоувеличителя, некондиционный школьный микроскоп, другие детали, имеющие подходящую конфигурацию, прочность и массу.

Крепление дрели осуществляется с помощью хомутов или кронштейнов с отверстием в центре. Кронштейн надёжнее и даёт большую точность при сверлении.

Особенности конструкций механизма подачи дрели

Механизм подачи нужен для вертикального перемещения дрели вдоль стойки и может быть:

• пружинным;
• шарнирным;
• конструкцией по типу винтового домкрата.

В зависимости от принятого типа механизма тип и устройство стойки также будет отличаться.

На чертежах и фото приведены основные конструкции настольных сверлильных станков, которые можно сделать из электро- и ручной дрели.

С пружинным механизмом: 1 — стойка; 2 — металлический или деревянный профиль; 3 — ползунок; 4 — ручная дрель; 5 — хомут крепления дрели; 6 — шурупы для крепления хомута; 7 — пружина; 8 — угольник для закрепления стойки 2 шт.; 9 — шурупы; 10 — упор для пружины; 11 — барашковый болт для крепления упора; 12 — основание станка

С пружинно-рычажным механизмом

С пружинно-шарнирным механизмом: 1 — станина; 2 — шайба; 3 — гайка М16; 4 — амортизационные стойки 4 шт.; 5 — пластина; 6 — болт М6х16; 7 — блок питания; 8 — тяги; 9 — пружина; 10 — болт М8х20 с гайкой и шайбами; 11 — патрон для сверла; 12 — вал; 13 — крышка; 14 — ручка; 15 — болт М8х20; 16 — державка; 17 — стойка; 18 — стакан с подшипником; 19 — двигатель

С шарнирным беспружинным механизмом

Стойка, работающая по принципу винтового домкрата: 1 — станина; 2 — направляющий паз; 3 — резьба М16; 4 — втулка; 5 — гайка, приваренная к втулке; 6 — дрель; 7 — ручка, при вращении которой происходит движение дрели вверх или вниз

Сверлильно-фрезерный станок: 1 — основание станка; 2 — опоры подъёмной плиты стола 2 шт.; 3 — подъёмная плита; 4 — ручка подъёма стола; 5 — подвижный держатель дрели; 6 — дополнительная стойка; 7 — винт фиксации держателя дрели; 8 — хомут крепления дрели; 9 — основная стойка; 10 — ходовой винт; 11 — барабан со шкалой Нониуса

Станок из автомобильного домкрата и дрели

Каретка выполнена из мебельных направляющих

Мини-станок из списанного микроскопа

Основание и стойка из старого фотоувеличителя

Станок из ручной дрели: 1 — станина; 2 — стальные прижимы; 3 — пазы для крепления дрели; 4 — гайка крепления дрели; 5 — дрель; 6 — ползун; 7 — трубки направляющие

Видео 1. Пошаговое руководство для недорогого станка. Станина и стойка — деревянные, основа механизма — направляющая для мебели

Видео 2. Сверлильный станок — домкрат от «Жигули» и дрель

Видео 3. Пружинно-рычажная стойка для дрели

Видео 4. Пошаговое создание стальной стойки для дрели

Станок на основе рулевой рейки легкового автомобиля

Рулевая рейка для автомобиля и дрель — достаточно массивные изделия, поэтому станина должна быть также массивной и, желательно, с возможностью закрепления станка на верстаке. Все элементы выполняют на сварке, так как соединение на болтах и винтах может оказаться недостаточным.

Станину и опорную стойку сваривают из швеллеров или другого подходящего проката, толщиной около 5 мм. Рулевую рейку закрепляют на стойку, которая должна быть длиннее рейки на 70-80 мм, через проушины рулевой колонки.

Чтобы станком удобнее было пользоваться, управление дрелью выносят в отдельный блок.

Видео 5. Сверлильный станок на основе рулевой рейки от «Москвич»

Порядок сборки сверлильных настольных станков:

• подготовка всех элементов;
• крепление стойки к станине (проверяем вертикальность!);
• сборка механизма перемещения;
• крепление механизма к стойке;
• крепление дрели (проверяем вертикальность!).

Все крепления должны быть выполнены максимально надёжно. Стальные неразъёмные конструкции желательно соединять сваркой . При использовании любого рода направляющих нужно убедиться, что при движении не образуется поперечный люфт.

Совет! Для фиксации детали, в которой высверливается отверстие, станок можно оборудовать тисками.

В продаже также можно найти готовые стойки для дрели. При покупке нужно обратить внимание на массу конструкции и размер рабочей поверхности. Лёгкие (до 3 кг) и недорогие (до 1,5 тыс. руб.) стойки годятся для выполнения отверстий в тонком фанерном листе.

Сверлильный станок с использованием асинхронного двигателя

Если дрель в хозяйстве отсутствует или её не желательно использовать в станке, можно выполнить конструкцию на основе асинхронного двигателя, например, от старой стиральной машины. Схема и процесс изготовления такого станка достаточно сложные, так что его лучше делать мастеру с достаточным опытом выполнения токарных и фрезеровочных работ, сборки электросхем.

Устройство сверлильного станка с двигателем от бытовой техники

Для ознакомления с конструкцией приведём сборочные чертежи и деталировку, а также характеристики сборочных единиц в спецификациях.

Детали и материалы для изготовления станка приведены в таблице:

Таблица 1

Шпиндельная головка обеспечивает и поступательное и вращательное движение. Она смонтирована на собственной базе — дюралюминиевой консоли.

Детали и материалы для изготовления шпиндельной головки приведены в таблице:

Таблица 2

Сверлильный станок собран

Электрическая схема зависит от вида двигателя.

Простая электрическая схема для заводского станка 2М112

Самодельные станки для сверления печатных плат

Мини-станочки для сверления плат радиолюбителями также заимствуют привод от различных маломощных устройств. При этом используют резаки для обрезки фотографий в качестве рычагов, паяльники, цанговые карандаши вместо патрона. Место сверления подсвечивают светодиодными фонариками — возможностей для технического творчества достаточно.

Простая электрическая схема управления электромотором

Видео 7. Мини-станок для сверления плат