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自制废铁级桌面数控车床
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自制机床CNC桌面级车床

高中时偶然在矿机论坛看到一个自制车床的帖子,从那时起就心生羡慕,自己也想拥有一台机床,这样我的很多设计和设想就都能实现了。进入大学以后有了足够的精力和时间以及专业储备,于是我动手设计了一台数控车床

IMG_20211013_133050.jpg IMG_20210831_234409.jpg IMG_20211013_133050.jpg IMG_20210827_161419.jpg IMG_20210827_121555.jpg IMG_20210826_180319.jpg

来自:仪器与装备 / 机械与工具动手实践:实验报导
26
 
新版本公告
~~空空如也
画地为牢林少校 作者
1年8个月前 IP:上海
919670

IMG_20210210_165231.jpg IMG_20210206_154051.jpg IMG_20210210_165231.jpg IMG_20210218_175950.jpg IMG_20210225_201739.jpg IMG_20210605_155957.jpg 床身为60*40*3矩管焊接成型

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919676

IMG_20221113_175041.jpg 经过一年多的自然时效后,床身拉去加工好了。但是加工厂那边让人智熄的操作差点毁了这个床身。

IMG_20221114_150612.jpg IMG_20221114_150731.jpg

他们把几乎每一处焊缝都铣过,其中不少地方完全铣穿,无奈只能补焊

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m24h
1年8个月前 IP:上海
919689

车床切削力应该很大的 感觉普通滑轨撑不住 至少应该用交叉滚子

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919703

_84899427_IMG_20221203_172432_1670059473000_xg_0.jpg IMG_20221117_174013.jpg _1750602436_IMG_20221203_172147_1670059309000_xg_0.jpg _-2084374566_IMG_20221206_175055_1670320256000_xg_0.jpg _1757176218_IMG_20221208_165256_1670489577000_xg_0.jpg _-279673178_IMG_20221210_154644_1670658406000_xg_0.jpg _293778289_IMG_20221221_175929_1671616770000_xg_0.jpg _-1389087194_IMG_20221222_175710_1671703031000_xg_0.jpg

线轨安装面、主轴座、丝杠座等重要结合面全部刮研并达到每吋20点以上。光是刮床身就花了我超过半个月时间,机加工的时候开粗以后没有松压板释放应力再精加工,床身中凹0.3,硬生生刮回来的精度

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919705

IMG_20230103_173655.jpg

装配好后效果如图

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虎哥
1年8个月前 IP:四川
919711

铲花大神

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RodTech
1年8个月前 IP:英国
919714

楼主用的是什么平尺呢,还是找了一个巨大的大理石平板?这么长的轨道可不好铲,自重和怎么安装都严重影响直线度,最好要做一个简易的自准直仪来一节一节的修正。


话说有这个手艺还用什么线轨嘛,安装面不需要铲的这么完美😂,5-10点都够了,能铲到20点直接铲方轨算啦。


线轨安装面好像没有做侧面顶向靠山的机构,车床要经常撞/挤的,如果安装时候打一次平尺,没有靠山的话,撞一撞导轨就挪位置啦。


自然时效搞焊接的冷拉管不怎么靠谱,要不然就找人蹭个炉子,要不然就自己用小锤子叮叮当当敲一阵,再找个震动送料器绑在上面震几天。


最后我还是要安利一下环氧大理石。。。。

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919716
引用RodTech发表于7楼的内容
楼主用的是什么平尺呢,还是找了一个巨大的大理石平板?这么长的轨道可不好铲,自重和怎么安装都严重影响直...

我买了一根0级的750长的大理石平尺,这个安装面全长770,刚好够用。我没有自制自准直仪的能力 sticker 所以我只能打表加水平仪,这样测出Z轴导轨与侧母线和上母线的平行度误差。而且我这个安装面是有4mm高的靠山的,只是没有上压板。压板并不是必须的,事实上对于我这种床身来说压板可能反而会增加内应力加速床身变形。关于床身时效的问题,我们这边地方太小以至于连加工中心都找不到一台,更没地方找去应力退火,所以我就把床身毛坯丢在楼道拐角自然时效了差不多两年,有事没事就敲一敲,应力释放的应该比较干净。


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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:四川
919718

Screenshot_2023-04-23-10-06-03-729_com.miui.gallery.jpg 这里还有个小插曲,Z轴线轨安装面刮研合格后我就把线轨安上去了,结果不论我怎么调整怎么安装,线轨上母线打表的误差始终都在0.8mm以上,而且呈现出两头误差小中间误差大且外翻的结果。这个现象让我相当费解,反复拆装了很多次依然还是同样的结果,直到我拿起了直角尺。。。 IMG_20221216_172228.jpg 我犯了一个非常低级的错误,靠背和底面的台阶之间没有开越程槽,也没有清根。这导致安装面根部大概五毫米左右的范围内比外侧高出来很多。由于不想再用角磨机或者电磨手动清根,我想了一个好办法(如上图)

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RodTech
1年8个月前 IP:英国
919720
引用画地为牢林少校发表于8楼的内容
我买了一根0级的750长的大理石平尺,这个安装面全长770,刚好够用。我没有自制自准直仪的能力所以我...


那么长的尺子,难以保证印的时候曲率为零啊,20cm长可以左右扭一扭,感觉一下支点在两端1/3左右,太长了很难确保不铲出一个凸起的面,如果嫌自准直仪麻烦,可以土法做一个三点曲率计,一条棍子两端两个钢珠,中间一个百分表就行。


我做的跨距比较短,楼主可以做一个长一点的😂

EE92311D-4D5D-4D02-8C8D-BC88B275DAE3.jpeg

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:内蒙古
919721
引用RodTech发表于10楼的内容
那么长的尺子,难以保证印的时候曲率为零啊,20cm长可以左右扭一扭,感觉一下支点在两端1/3左右,太...

我安好线轨以后都是用等高块把平尺支在线轨两端,以平尺为基准测量滑块运动轨迹与平尺的平行度,误差在15μm以内。床鞍装配好以后,利用0.02mm/m水平尺测试床鞍运动轨迹的直线度,总体在20μm以内且呈现中凸

Screenshot_2023-04-23-11-07-38-375_com.miui.gallery.jpg

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:四川
919722
引用RodTech发表于10楼的内容
那么长的尺子,难以保证印的时候曲率为零啊,20cm长可以左右扭一扭,感觉一下支点在两端1/3左右,太...

其实完全不用担心曲率的问题,大理石平尺的刚性是很好的,一个50厚100高的大理石条。而且即使是中凸也没问题,事实上国标对于卧式车床床身要求每米中凸0.03以内,这样不影响加工精度的同时还可以抵抗磨损和自重导致的下塌变形

顺便说句题外话,我发现其实根本没必要买那种所谓的"钳工蓝丹",卖的比较贵,二三十RMB几十克。我买了一支200克的普鲁士蓝油画颜料才几块钱,效果跟钳工蓝丹可以说一模一样 IMG_20221122_130254.jpg


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RodTech
1年8个月前 修改于 1年8个月前 IP:英国
919726
引用画地为牢林少校发表于12楼的内容
其实完全不用担心曲率的问题,大理石平尺的刚性是很好的,一个50厚100高的大理石条。而且即使是中凸也...

中凸20um。。。国内标准这么浮夸嘛。。我们这买的小车床是2um标准啊😂最常见的模具行业哈挺HLV-H的床身全程就偏差不到2um,更小的桌面车床要求更加严格,常常见到全行程1um的浮夸指标。


几十um的确日用足够的话,外发找一个五面体母机一次过把导轨安装和主轴箱安装面铣出来最好了,铲都铲了还是搞得要求高一点嘛,不然有一点点浪费手艺。楼主的铲工应该了得。


其实不应该搞一个那么长的大理石尺,因为太重了没有办法挪出手感来,而是应该自己铲一把短的平尺,然后自准直仪来保证全局精度,这样才能避免中间凸的问题。另外爱好者环境用精密水平仪也是不行的,因为地基不够稳固,水平仪挪到一侧的时候,整个机台就被压歪了,这时候正经做法是弄一套差分水平仪,一个固定一个滑动,那就太麻烦了,自准直仪比起来要便宜许多,光学零件也好买。


手抓着大理石平尺也是不可取的,肚子辐射热会让尺子显著变形,我这里条件简陋没有恒温,只要也铲了一把invar合金平尺

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普鲁士蓝抹不出1-2um左右的薄层,而且一会就干了,颜色还很浅,要擦的比较厚才显像好,那就显点虚高啦,我们这边流行200rmb左右15g的dykem hispot blue,薄薄一层颜色很深,而且几天不干。。应该比钳工蓝要好不少。做仪器级铲花的话还是无可替代的。

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参考一下lorch的600mm行程模型车床,和原厂的接触面,用量块垫着平均局部最高点CMM打出来的确是峰峰值不到1um

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另一个爱好者们比较常见的小车床,行程差不多,也是同样的好

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铲都铲了,铲好一点装上皮带驱动小主轴,就变成内外园磨床了,半个月铲完两个轴完全没问题😂 铲完了就是一个真的能干活的母机了,自己做主轴芯什么都不在话下。年初我用一个星期的课余时间铲完了一台studer s20,买一把biax的话干活还是很快的。


铲花配合一种特殊的磨刀石,可以实现lambda/20 (60纳米)的金属表面平度,下图是某型类似原子力显微镜的仪器的工作台,就是这样做出来的。

638C0C33-00E6-4973-A7B9-055F7B3AA237.jpeg



最后推荐一本相关的书。

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:四川
919727
引用RodTech发表于13楼的内容
中凸20um。。。国内标准这么浮夸嘛。。我们这买的小车床是2um标准啊😂最常见的模具行业哈挺HLV...

毕竟我这个只是钢管焊接床身,刮那么精细真没有必要,刚性达不到那个程度刮得再好都没有用。而且我实际上是用电磨磨出来的,我磨过一个厚垫片,我能达到的极限精度平面度2μm左右,两面平行度3μm。不知道为什么我的高速钢刮刀越修磨越钝,现在刃口干脆已经是圆的了,退而求其次才用角磨机和电磨的 sticker 关于这个床身的型位精度问题,其实床身的直线度(也就是上母线)对加工精度的影响很小。真正要命的是侧母线对主轴的平行度及其本身直线度,侧母线误差反映在工件上就是直接乘以二。还有一种可能,我看的国标太老了,六七十年代的国标对620车床的精度要求

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RodTech
1年8个月前 IP:英国
919728
引用画地为牢林少校发表于14楼的内容
毕竟我这个只是钢管焊接床身,刮那么精细真没有必要,刚性达不到那个程度刮得再好都没有用。而且我实际上是...

千万不要用高速钢做刮刀,会怀疑人生的,刮几下就要修刃。

要买优质的超微粒钨钢刀片,不能买那种外面黑乎乎的淘宝钨钢,高速钢更不用说了。


电镀金刚石磨盘,几块钱,加一个雨刮马达做磨刀机,刮半小时修一次,要磨的非常锋利,轻轻碰就能刮住指甲盖,这样才能轻松不费力的刮大面积,不用力为前提才能精确的下刀和提刀。


上母线差对大直径的工件没什么影响,对小直径的就有影响了。还有一个问题就是小孔钻孔时中心高差个20um钻头一碰到就断了。。。楼主要是想做钟表零件的话还是要求要高一点。


角磨机或者小打磨头一刀太深了,开粗用还可以,其实也没有biax电铲刀快。。。磨好了铲刀的话手铲也是毫不费力的,并不慢。


不要鄙视自己的钢管焊接嘛,世界上最精密的某型铣床,还是铝管和铝板焊接的床身呢。。。。

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919730
引用RodTech发表于15楼的内容
千万不要用高速钢做刮刀,会怀疑人生的,刮几下就要修刃。要买优质的超微粒钨钢刀片,不能买那种外面黑乎乎...

其实我这个高速钢刮刀挺耐用的,之前已经用它刮了铸铁直角尺。是我自己手贱非要想再锋利一点,结果越磨越钝(捂脸)角磨机和电磨的刀痕确实比较深而且过于细小,但是也要看用的是什么磨头。如果是那种只有几毫米的小磨头那干起活来绝对是灾难,我再反复试错很多次以后发现用砂轮切割片是很好的选择。但是风险就在于如果不小心脱手或者撞到靠背有可能会导致砂轮片炸裂。关于上母线精度的问题,至少在我的应用场景里面影响很小,现在这台床子的精度比普通车床高一点有限我就满意了

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919749

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刀架加工

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试车6061铝合金

_-48942914_IMG_20230306_155625_1678089386000_xg_0.jpg _700169310_IMG_20230307_175602_1678182964000_xg_0.jpg _668322656_IMG_20230308_182425_1678271066000_xg_0.jpg IMG_20230317_142142.jpg IMG_20230410_180755.jpg

尾座的底安装面及尾座主轴孔的加工

IMG_20230414_180513.jpg

尾座最终加工好后试车Q235钢

还有个题外话,有没有大佬能解答一下我的疑惑? -372c4f649442d7a4.jpg

如上图,这是我买的控制板的主轴PWM输出部分的电路。图中那只二极管到底起什么作用?(电路板上为1N4007)如果说是防反接,那如果反接了不恰好就短路了吗?

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919781

IMG_20230206_170115.jpg 试车Q235

IMG_20230301_165729.jpg 试车42CrMo IMG_20230301_165924.jpg IMG_20230202_165452.jpg 给某坛友加工的燃烧室 IMG_20230202_180421.jpg

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919782

经过反复的调试,现在可以做到无顶尖条件下车削每百毫米锥度小于15μm

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amo
1年8个月前 IP:广东
919907

貌似没看到功能、参数、指标?

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画地为牢林少校作者
1年8个月前 IP:上海
919973
引用amo发表于20楼的内容
貌似没看到功能、参数、指标?

车床全长1000mm,Z轴有效行程550mm,X轴有效行程70mm。主轴100mm卡盘,通孔22毫米,尾座莫氏4号锥。主轴电机采用750瓦伺服电机,X轴电机采用57步进电机,Z轴电机采用86步进电机。车削45钢可吃刀一毫米走刀0.2


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画地为牢林少校作者
1年5个月前 IP:上海
922589

IMG_20230610_150703.jpg

换了凯恩帝的系统,mach3还是歇着吧。要达到同样的功能,把mach3那一套硬件配置齐全实际上不比买个拆机工业系统便宜。而且不知道为什么,虽然mach3的说明书里面写它可以运行G70/71等循环加工指令,但实际上我用的这个版本的mach3只能识别G83且功能不全。排屑钻退刀以后本来应该是以G0的速度快速定位到孔底,但它居然用G1的速度慢慢走进去。导致钻一个二三十深的孔都需要花好几十分钟

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勿忘我_954
1年2个月前 IP:重庆
926700

您好,我有一个电木喷管想请你帮忙加工, WIN_20231101_17_46_52_Pro (2).jpg

这个喷管长20mm,直径15mm,喷管入口直径15mm,收敛段长7mm,喷喉直径3mm,喷喉长度3mm,扩展段长10mm,喷管出口直径6mm。您看一下方不方便,并说一下价格。谢谢。

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chicken446
1年0个月前 IP:广东
927790

佩服得五体投地。居然可以用一堆废铁做出一台高精度车床,还刮研,修平。赞一个

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kc-86652
1年0个月前 IP:山东
927926
引用画地为牢林少校发表于17楼的内容
刀架加工试车6061铝合金尾座的底安装面及尾座主轴孔的加工尾座最终加工好后试车Q235钢还有个题外话...

看这姿势应该是钳位二极管。防止acm电压过高的

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画地为牢林少校作者
10个月25天前 IP:江苏
929086
引用kc-86652发表于25楼的内容
看这姿势应该是钳位二极管。防止acm电压过高的

明白了,多谢大佬

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空空如也