Токарный станок с помощью 3д принтера

Письмо пришло от одного студента:

токарный станок

Цель нашей команды по робототехнике - научиться как можно большему до окончания учебы и поступления в колледж. Одним из важнейших навыков, которым хотели овладеть все в нашей команде, было то, как вручную обрабатывать детали самостоятельно, вместо того, чтобы отправлять файлы кому-то другому, чтобы они обрабатывались для нас. Именно здесь пришла идея построить свой собственный токарный станок. Поскольку наша школа не хотела покупать полноразмерный токарный станок или, в этом отношении, позволять студентам работать на полноразмерном токарном станке; оставался единственный вариант - самому построить миниатюрную. Основная проблема этого проекта заключалась в том, что, поскольку все наши средства идут прямо на нашу программу робототехники и закупку деталей, токарный станок должен был быть сконструирован из существующих деталей в нашей лаборатории, или детали необходимо было изготовить лично (именно здесь В игру вступила идея 3D-печати самого токарного станка. Еще одна серьезная проблема этого проекта заключалась в том, что токарный станок должен был быть относительно точным и точным, чтобы конечные детали можно было использовать на наших роботах. Это были основные проблемы, с которыми я столкнулся, и я считаю, что неплохо справился с ними. Если вы все же решите построить это, вы увидите, насколько он точен и точен, несмотря на то, что он напечатан на 3D-принтере. Итак, приступим к строительству!

список инструментов для создания проекта

• Молоток
• Вице
• Ножовка по металлу (должна уметь резать металл)
• Наждачная бумага (зернистость 80-120 подойдет)
• Шлифовальный круг (можно заменить на напильник по металлу)
• Дрель
• Различные сверла
• Набор шестигранных ключей
• Паяльная станция
• Инструмент для зачистки проводов / кусачки
• Тепловая пушка
• Термоусадка
• Канцелярский нож
• Супер клей
• Прямая грань
• Маркер
• смазка

Покупка запчастей для сборки:

Это полный список материалов для создания этого мини-токарного станка. Я прикрепил гиперссылки к деталям, которые у меня уже есть, и к тем, которые мне нужно было купить, я постараюсь сохранить эти ссылки активными как можно дольше. Многие, если не все, из этих частей можно заменить на альтернативы или то, что есть в вашем магазине, с минимальными изменениями моих 3D-файлов или без них.

• Двигатель постоянного тока 12 В (X2)
• Проволока (одной катушки должно хватить, чтобы хватило на другие проекты)
• Контроллер двигателя PWM (X1)
• Ходовой винт (длина X1 - 36 дюймов) (может быть заменен на резьбовую шпильку хозяйственного магазина)
• Гайка ходового винта (X4) (можно заменить на подходящие гайки)
• Подшипник ходового винта (X8)
• Вал 8 мм ( длина X3 - 610 мм) (можно заменить валом хозяйственного магазина)
• 8-миллиметровый линейный подшипник (длина X6 - 24 мм)
• Вал 6 мм (длина X3 - 300 мм) (можно заменить валом хозяйственного магазина)
• Подшипник 6 мм (X10)
• Ступица вала (отверстие X4 - 6 мм) (отверстие X2 - 0,125 дюйма)
• 6-32 винта (длина пакета X1 - 1,5 дюйма) (вы всегда можете отрезать винт по размеру, но нельзя добавить длину к одному)
• Алюминиевый профиль 8020 (длина X1 - 24 дюйма)
• Экструзионное алюминиевое крепление (сумка X5)
• Винтовая пластина (сумка X5)
• Шестерни (X2, количество зубьев - 72 зуб.) (X2, количество инструментов - 84 зуб.)
• Токарные инструменты (X1)

Общая стоимость без учета 3D-печати и при условии, что у вас НЕТ деталей в лаборатории или на рабочем месте, составляет около 200 долларов. (Не позволяйте этому сдерживать вас, потому что многие из этих деталей можно купить гораздо дешевле)

Предполагая, что вам не нужно изменять файлы, печать так же проста, как и любой другой STL. Я включил файлы Fusion360 и STL для всех, кто собирает мой токарный станок. Вдобавок ко всему, на каждом 3D-элементе есть собственное имя и изображение ориентации печати (извините за скриншоты низкого качества, но на моем экране они были очень маленькими). Цель этого заключалась в том, чтобы мне было не только легче указать, какие детали вы будете использовать, но и чтобы я мог быстро научить тех, кто занимается токарным заводом, называть различные детали на станке!

Настройки печати каждого экземпляра следующие:

• Я рекомендую ABS, так как это единственная нить, которую я пробовал, и я знаю, что она работает (пожалуйста, не стесняйтесь экспериментировать и дайте мне знать, что сработало для вас)
• Распечатал все на Lulzbot TAZ и Lulzbot Mini с подогреваемой кроватью
• Печатайте с максимальным разрешением, которое позволяет ваш принтер
• Установите заполнение на 35% (я знаю, что это намного больше, чем обычно требуется, но детали должны быть относительно прочными)
• Печать с толщиной стенки 2,0 мм
• Печать с полями (если у вас нет опции, плот будет печатать нормально, но потребует дополнительной очистки после печати)
• Опоры не требуются для большинства деталей ( используйте опоры на шкивах 1, 2 и 3) (убедитесь, что ваш принтер хорошо работает с вертикальными цилиндрами, прежде чем печатать со сверхвысоким заполнением, а если нет, то используйте опоры)
• Если ваши отпечатки немного деформируются по углам, это нормально, если все отверстия по-прежнему в основном круглые, а дно в основном плоское. (Многие из моих деталей немного покороблены).

Это список каждой части, которую нужно напечатать, и количество, которое вам нужно.

детали на печать

• Каретка (X1)
• Захват патрона (X4)
• Лицевая панель (X1)
• Коробка передач (X1)
• Зажим двигателя (X4)
• Концы направляющих путей (X2)
• Маховик (X2)
• Штифт маховика (X2)
• Головной сток (X1)
• Хвостовой баллон (X1)
• Держатель инструмента (X1)

• После того, как отпечатки будут удалены с печатной платформы, у них будет край, который нужно обрезать с помощью ножа для бумаги.
• Лучший способ сделать это - совместить нож для резки бумаги с краем отпечатка и отрезать его.
• После того, как большая часть полей будет удалена, вам нужно будет выполнить комбинацию из следующих действий:
• Попробуйте соскоблить излишки ножом для бумаги и / или возьмите наждачную бумагу и быстро удалите более мелкие неровности.
• Цель этого последнего шага состоит в том, чтобы не было острых краев для шлифования или острых краев, которыми люди могли бы пораниться.

Подготовка к установке подшипников и стержней

• Следующее, что вам нужно сделать, это просверлить различные отверстия так, чтобы они были гладкими, а подшипники и стержни можно было установить под давлением.
• Если у вас нет очень больших сверл, как у меня, немного шлифовки обеспечат идеальную посадку.
• Цель этого состоит в том, чтобы, когда вы переходите к следующему этапу, все подшипники и стержни можно было установить под давлением, не растрескивая отпечатки и не будучи слишком ослабленными, чтобы их нужно было приклеивать на место.

Это будет подробный список длины, которую вам нужно вырезать из каждой части. Для многих, если не всех этих деталей, лучше всего использовать тиски, чтобы надежно удерживать их, но они могут быть заменены прочными зажимами. (На время я буду использовать дрексель, чтобы нарезать шурупы, но это легко можно сделать и ножовкой).

Стержни + ходовой винт

Стержни 8мм

• (X2) длина 180 мм
• (X2) Длина 610 мм (не нужно обрезать, если вы используете стержни, которые я перечислил)

6мм стержень

• (X2) длина 120 мм
• (X1) длина 170 мм
• (X1) длина 60 мм

Ходовой винт 8 мм

• (X1) длина 210 мм
• (X1) длина 650 мм

8020 Рельс

8020 рельс

• (X1) 760 мм или 30 в длину

После того, как вы отрежете любую из деталей, рекомендую взять шлифовальный круг и / или напильник, чтобы удалить боры и смягчить края.

На первом этапе мы собираемся собрать движущую силу токарного станка, коробку передач и головную часть. Я собираюсь разбить его на части, начиная с подшипников, затем стержней, затем оборудования и, наконец, электроники. Это единственный раздел, сделанный в этом формате, потому что вам нужно много раз переходить между частями. Итак, поехали!

Подшипники

• Если в какой-то момент вы почувствуете, что подшипники слишком велики и могут потрескать отпечаток, у вас есть два варианта, и вы можете сделать их в том порядке, который вам удобнее.
• Вы можете попытаться отшлифовать отверстия немного больше или взять тепловой пистолет, нагреть подшипник и попытаться немного вдавить его, расплавив пластик (будьте осторожны, чтобы не повредить или не расплавить подшипник, а также постарайтесь предотвратить деформацию подшипника). Распечатать).
• При попытке вдавить подшипники вы можете использовать резиновый или пластиковый молоток (вероятно, лучший инструмент для работы, поскольку он наиболее щадящий), молоток (используйте тонкий кусок ткани на головке молотка, чтобы предотвратить повреждение) , или, наконец, тиски и действительно попытайтесь заставить подшипники встать на место (опять же, вы можете использовать ткань и быть очень осторожными, так как отпечатки так легко трескаются).
• Если вы когда-нибудь запутались в формулировке и порядке действий, пожалуйста, обратитесь к изображениям, так как они могут быть помечены с указанием порядка вдавливания.

Коробка передач

Для этого шага вам понадобятся подшипники с внутренним диаметром 2, 12 мм OD и 6 мм.

• В верхней части коробки передач, где находится самое большое отверстие, вам нужно вдавить подшипник с внутренним диаметром 12 мм и диаметром 6 мм в переднюю и заднюю часть детали.
• Оставьте два отверстия ниже верхнего пустыми, пока мы вернемся к ним позже.

Головной сток

Для этого шага вам понадобится 2 подшипника с внутренним диаметром 12 мм и внутренним диаметром 6 мм.

• Как и в коробке передач, вам нужно вдавить подшипник с внутренним диаметром 12 мм и внутренним диаметром 6 мм в переднюю и заднюю части детали.
• Оставьте два отверстия ниже верхнего пустыми, пока мы вернемся к ним позже.

Стержни

• Как и раньше, если в какой-то момент вы почувствуете, что стержни слишком велики и могут потрескать отпечаток, не бойтесь просверлить отверстие или нагреть отпечаток или стержень, чтобы немного расплавить пластик.
• Применяются те же правила, что и на последнем этапе толкания подшипника.
• Если вы когда-либо запутались в формулировке и порядке действий, обратитесь к изображениям, поскольку на них может быть указано, что штанги и детали должны встать на место.

Коробка передач

Для этого шага вам понадобятся стержни длиной 2,6 мм и 120 мм.

• Два отверстия под отверстием с подшипником - это то место, куда будет вставлен первый стержень.
• Возьмите один из стержней длиной 6 мм и 120 мм и проткните его молотком через коробку передач так, чтобы он находился заподлицо с противоположной стороной.
• Повторите это для второго отверстия.

Головной сток

Для этого шага вам понадобится собранная ранее коробка передач.

• Здесь мы привязываем коробку передач к головной части. вам нужно взять коробку передач с двумя торчащими стержнями и совместить стержни с пустыми отверстиями, которые должны совпадать с головкой ложи.
• Выровняв отверстия, аккуратно вставьте верхнюю часть КОРОБКИ ПЕРЕДАЧИ в головку ложа. В конечном результате коробка передач и головка штока должны быть точно выровнены, чтобы стержень, который будет использоваться для патрона, мог полностью проходить и вращаться плавно (это означает, что проверьте совмещение с другим валом 6 мм).

Оборудование

• Этот шаг относительно прост, но вы должны быть осторожны с длиной винтов (вы будете обрезать винты, поэтому не забудьте отрежьте один раз, отмерьте дважды).
• Должно быть очень мало проблем с зазором, если они вообще есть, и если они есть, просто продолжайте закручивать, чтобы затянуть винт и игнорировать проблему, все должно работать нормально.
• Поскольку здесь создается несколько компонентов, я разделю каждую часть на подсборки.

Коробка передач

• Крепление двигателя

Для этого шага вам понадобится 8 винтов.

• Крепления двигателя должны образовывать полный круг с каждой стороны, чтобы образовался зажим для крепления двигателей.
• Теперь, отрезав винты, протолкните их через два отверстия на концах зажимов, чтобы излишки резьбы выступили наружу.
• Теперь вы собираетесь взять крепление и совместить его с корпусом коробки передач.
• Возьмите шестигранный ключ и частично ввинтите его в коробку передач, оставив достаточно места для прохождения двигателя.
• Повторите это еще 3 раза для остальных зажимов.
• 8020 Крепление

Для этого шага вам понадобятся 4 винта и 4 крепления 8020

• На каждой стороне коробки передач есть два отверстия, которые проходят до центрального квадрата.
• Затем вы опустите винты и слегка прикрутите крепления 8020. Убедитесь, что сторона с выступами обращена наружу (если вы не знакомы с системами крепления 8020, пожалуйста, внимательно ознакомьтесь с изображениями).

Головной сток

• 8020 Крепление

Для этого шага вам понадобятся 2 винта и 2 крепления 8020

• На каждой стороне коробки передач есть по одному отверстию, которые проходят до центрального квадрата.
• Затем вы опустите винты и слегка прикрутите крепления 8020.
• Убедитесь, что сторона с выступами обращена наружу (еще раз, если вы не знакомы с системами крепления 8020, пожалуйста, внимательно ознакомьтесь с изображениями).

Электроника

• Электроника относительно проста для этого шага, мы займемся включением электроники и выполнением электромонтажа позже.

Коробка передач

Для этого шага вам понадобится катушка с проволокой, 2 мотора и термоусадочная пленка.

• Для этого шага вам понадобится готовая паяльная станция. Вы собираетесь взять оба мотора и определить, какой из проводов является положительным (должна быть красная точка, обозначающая какой провод, см. Изображения).
• Затем отрежьте около 30 см красного и черного проводов для каждого двигателя.
• Красный провод будет припаян к положительному выводу, а черный - к отрицательному.
• После того как вы закончите пайку проводов, наденьте на них нагревательный шнур, чтобы защитить их от металлической стружки.
• После того, как вы припаяли оба двигателя, вы собираетесь взять их и пропустить провода сначала через крепежные зажимы двигателя, чтобы вал выступал полностью открытым концом, а провода находились между коробкой передач и частью головки.

Поздравляем, вы завершили коробку передач! Мы вернемся к этому в конце, когда будем устанавливать лицевую панель.

Подшипники

Для этих шагов вам понадобится 2 подшипника с внутренним диаметром 22 мм и диаметром 8 мм.

• На этом этапе вам нужно будет определить сторону 3D-отпечатка, которая будет ближе к вашей заготовке. Это легко определить, потому что это конец, который находится ближе к стороне с отсутствующим прямоугольником.
• Вам нужно будет взять подшипник и забить его в среднее отверстие.
• Это лучшее время для использования тисков, если они у вас есть, чтобы не повредить печать, и если у вас их нет сейчас, у вас есть повод купить их. Или вы можете продолжить чтение, чтобы сделать это с помощью молотка. (Для этого просто откройте тиски ровно настолько, чтобы подшипник и 3D-печать скользили между челюстями, затем с силой закройте челюсти, прижимая подшипник к месту) Если вам не повезло иметь тиски, это можно сделать очень осторожно с помощью молотка. следующим образом: (Лучший способ сделать это - поставить каретку вверх так, чтобы она выглядела как буква C, поместите подшипник поверх пустого отверстия и молоток между верхним и нижним выступами, чтобы не сломать их).
• Еще раз есть фотография, на которой я делаю этот шаг, если вы не уверены)

Стержни

Для этих шагов вам понадобятся 2 стержня 8 мм, отрезанные до 180 мм.

• Возьмите два стержня диаметром 8 мм, отрезанные до длины 180 мм, и вам нужно будет протолкнуть их в отверстия рядом с подшипниками.
• Лучший способ сделать это - отшлифовать отверстия, чтобы можно было вручную протолкнуть стержни (это все равно будет сложно сделать).
• Протолкните стержни через половину каретки (есть изображения, посмотрите их, потому что спутывание трудно исправить).

Сборка

Для этого вам понадобится только держатель инструмента и каретка в сборе.

• А теперь самое интересное, где вы можете увидеть, как некоторые из ваших работ действительно собраны вместе.
• Возьмите держатель инструмента и найдите сторону с выступом.
• Затем совместите линейные подшипники с 8-миллиметровыми стержнями и надавите на них так, чтобы выступ был обращен к другому вставленному подшипнику (опять же, есть изображения, пожалуйста, посмотрите на них, потому что беспорядок трудно исправить).

Для этого вы собираетесь модифицировать 8-миллиметровые стержни в каретке.

• Теперь вы закончите проталкивать стержень через каретку.
• Для этого вам нужно вручную протолкнуть стержень до другой стороны каретки, удерживая держатель инструмента на стержнях.
• Как только стержни пройдут до следующего набора отверстий, вам нужно забить их молотком в следующий набор отверстий и удерживать их заподлицо с обеих сторон (удерживать их на одном уровне должно быть легко, потому что они были обрезаны до точной длины).

Ходовой винт

Для этих шагов вам понадобятся ходовой винт 210 мм, гайка ходового винта 2, 8 мм и 1 винт.

• Чтобы собрать ходовой винт, вам нужно будет взять ходовой винт 210 мм и отшлифовать около 1 дюйма на конце ходового винта, чтобы он вошел в подшипник.
• Что вам нужно сделать, так это пропустить стержень через среднее отверстие без подшипника и вкрутить его через держатель инструмента.
• Затем протолкните его через подшипник на другом конце, стараясь не протолкнуть его слишком далеко, потому что вы хотите, чтобы он оставался заподлицо с концом.
• Теперь возьмите лишний ходовой винт на стороне без подшипника и слегка отшлифуйте его, чтобы можно было надавить на подшипник на ходовой винт и в каретку с помощью молотка.
• Теперь возьмем маховик, и сторона с закругленным краем будет НАВИНЧЕНА на ходовой винт. Убедитесь, что вы прикручиваете маховик, НЕ давите на него!
• Наконец, возьмите штифт маховика, прикрутите его и протяните через штифт в маховик.

продолжение следует...