Схеми свердлилок для друкованих плат. Свердлильний верстат своїми руками

Розповісти у:

Труїти плати ми вже навчилися, тепер треба свердлити отвори. Можна ручним дрилем, можна електродрилем, можна верстатом... Електродрилем незручно - ламаються свердла часто. Станочок добре, але дуже дорого. Тому було ухвалено рішення сварганити самому.

Станіна.Довго шукав із чого зробити станину. На просторах інтернету знайшов ідею як станину використовувати штатив від мікроскопа. Справа за малим – знайти поламаний мікроскоп. Це виявилося найскладніше... Але після тривалих пошуків знайшов штатив від мікроскопа (без тубуса тощо) за 20 $.

Двигун.Довелося подумати не менше ніж над станиною - готові двигуни з патроном коштують від 40 $ ... Розібрати шуруповерт - теж дорого, та й шкода. А ось двигун від шуруповерту 12-ти вольтового - якраз! Коштує 9$ і доставання проста - на ринку, де ремонтують електроінструмент.

Патрон. На радіоринку є цангові набої (на фото внизу), але спробувавши 2 штуки зрозумів - фігня. Сильне биття свердла, яке ніяк не усунеш. Знайшов чудовий патрон фірми dremel 4486, ось такий:

але до нього треба виточувати додатково перехідник, та й він коштує порядно - близько 20 $. Поки зупинився на цанговому патроні, але шукаю заміну.

Патрон (2 серія).

Розжився я на дрімелівський патрон і прикупив його. Коштував він 80 гривень (16 $). А до нього виточив перехідник. Кресля ось:

У патроні дуже хитре різьблення, але знаючі людимені підказали її параметри. Діаметр 7,05 мм 40 витків на дюйм. На готовий перехідник вал накручується щільно, але без жодних зусиль!

Фото готової конструкції з патроном:

Перехідник насаджується на вал досить щільно, тому відпала потреба у кріпленні гвинтами. Тестове свердління показало чудові результати! Биття немає зовсім!

Регулятор обертів. Якби розібрав шуруповерт із регулятором, то можна було б використати його, але в мене регулятора не було. Тож довелося вигадати. Виявилося, все досить просто. Взяв контролер attiny13, на якому реалізував ШІМ, керований напругою на виводі 3. Висновок 2 служить для включення двигуна. На нього підключено педаль та вимикач, на випадок, якщо немає педалі. Як ключ застосував транзистор irf540.

Друкована плата.

Прошивка.

Прошивка існує у двох варіантах - з плавним стартом і звичайним стартом. кому як подобається і який двигун вартий. Мій двигун при звичайному пуску споживав до 20А, що злегка забагато.

fuses виставлені в проекті, але якщо хтось шиє не з codevisionavr, то повторю їх тут:

Зліва - роз'єм живлення та регулятор, праворуч - вимикач та роз'єм підключення педалі. Внизу транзистор (використовує станину як тепловідведення).

У моєму "мікроскопі" мікроподача не працювала, але мені це і не треба, а половина обороту ручки подачі (чорна ручка) призводить до переміщення свердла на 15 - 20мм, що цілком достатньо для комфортного свердління.

Привіт! На цьому ресурсі багато людей, які займаються електронікою та самостійно виготовляють друковані плати. І кожен із них скаже, що свердління друкованих плат це біль. Дрібні отвори доводиться свердлити сотнями і кожен самостійно вирішує собі цю проблему.

У цій статті я хочу надати вашій увазі відкритий проект свердлувального верстата, який кожен зможе зібрати сам і йому не знадобиться для цього шукати CD-приводи або предметні столи для мікроскопа.

Опис конструкції

В основі конструкції досить потужний 12-вольтовий двигун з Китаю. У комплекті з двигуном вони продають ще патрон, ключ і десяток свердел різного діаметра. Більшість радіоаматорів просто купують ці двигуни та свердлять плати утримуючи інструмент у руках.

Для лінійного переміщення двигуна я вирішив використовувати поліровані вали діаметром 8мм та лінійні підшипники. Це дає можливість мінімізувати люфти у найвідповідальнішому місці. Ці вали можна знайти у старих принтерах чи купити. Лінійні підшипники також поширені і доступні, оскільки застосовуються в 3D-принтерах.

Основна станина виготовлена з фанери товщиною 5мм. Фанеру я вибрав, тому що вона коштує дуже дешево. Як матеріал, так і саме різання. З іншого боку нічого не заважає (якщо є можливість) просто вирізати ті самі деталі зі сталі або оргскла. Деякі дрібні деталіскладної форми надруковані на 3D-принтері.

Для підняття двигуна у вихідне положення використано дві звичайні канцелярські гумки. У верхньому положенні двигун сам відключається за допомогою мікроперемикача.

З зворотного бокуя передбачив місце для хрінення ключа і невеликий пенал для свердління. Пази в ньому мають різну глибину, що робить зручним зберігання свердел з різним діаметром.

Але все це простіше один раз побачити на відео:

На ньому є невелика неточність. На той момент мені трапився бракований двигун. Насправді від 12В вони споживають на неодруженому ходу 0,2-0,3А, а не два, як йдеться у відео.

Деталі для збирання

Двигун з патроном та цангою. З одного боку кулачковий патрон це дуже зручно, але з іншого він набагато масивніший за цанговий затиск, тобто часто схильний до биття і дуже часто їх доводиться додатково балансувати.
Фанерні деталі Посилання на файли для лазерного різання у форматі dwg (підготовлено до NanoCAD) можна буде завантажити наприкінці статті. Досить просто знайти фірму, яка займається лазерною різкою матеріалів та передати їм завантажений файл. Зазначу окремо те, що товщина фанери може змінюватися час від часу. Мені трапляються листи які трохи тонші за 5мм, тому пази я робив по 4,8мм.
Надруковані на 3D-принтері деталі. Посилання на файли для друку деталей у stl-форматі можна також знайти в кінці статті
Поліровані вали діаметром 8мм та довжиною 75мм - 2шт. Ось посилання на продавця з найнижчою ціною за 1м, яке я бачив
Лінійні підшипники на 8мм LM8UU - 2шт
Мікроперемикач KMSW-14
Гвинт М2х16 - 2шт
Гвинт М3х40 в/ш - 5шт
Гвинт М3х35 шліць - 1шт
Гвинт М3х30 в/ш - 8шт
Гвинт М3х30 в/ш з головкою тайком - 1шт
Гвинт М3х20 в/ш - 2шт
Гвинт М3х14 в/ш - 11шт
Гвинт М4х60 шліць - 1шт
Болт М8х80 - 1шт
Гайка М2 - 2шт
Гайка М3 квадратна - 11шт
Гайка М3 - 13шт
Гайка М3 з нейлоновим кільцем - 1шт
Гайка М4 - 2шт
Гайка М4 квадратна - 1шт
Гайка М8 - 1шт
Шайба М2 - 4шт
Шайба М3 - 10шт
Шайба М3 збільшена - 26шт
Шайба М3 гроверна - 17шт
Шайба М4 - 2шт
Шайба М8 - 2шт
Шайба М8 гроверна - 1шт
Набір монтажних проводів
Набір термозбіжних трубок
Хомути 2.5 х 50мм - 6шт

Складання

Весь процес детально показаний на відео:

Якщо слідувати саме такій послідовності дій, збирати верстат буде дуже просто.

Ось так виглядає повний набір всіх комплектуючих для складання

Крім них для складання буде потрібно найпростіший ручний інструмент. Викрутки, шестигранні ключі, плоскогубці, кусачки і т.д.

Перед тим починати збирати верстат бажано обробити надруковані деталі. Видалити можливі напливи, підтримки, а також пройти всі отвори свердлом відповідного діаметра. Фанерні деталі по лінії різу можуть забруднити гаром. Їх можна також обробити наждачним папером.

Після того, як всі деталі готові почати простіше з установки лінійних підшипників. Вони закрадаються всередину надрукованих деталей і прикручуються до бокових стінок:

Тепер можна зібрати фанерну основу. Спочатку бічні стінки встановлюються на основу, а потім вставляється вертикальна стінка. У верхній частині є додаткова надрукована деталь, яка задає ширину у верхній частині. При закручуванні гвинтів у фанеру не прикладайте надто великого зусилля.

У столику на передньому отворі необхідно зробити зенковку, щоб гвинт з головою таємно не заважав свердлити плату. З торця також встановлена надрукована деталь кріплення.

Тепер можна розпочати складання блоку двигуна. Він притискається двома деталями та чотирма гвинтами до рухомої основи. При його встановленні необхідно стежити, щоб вентиляційні отвори залишалися відкритими. На основу він закріплюється за допомогою хомутів. Спочатку вал просочується в підшипник, а потім на ньому замикаються хомути. Також встановіть гвинт М3х35, який у майбутньому натискатиме мікроперемикач.

Мікроперемикач встановлюється на прорізі кнопкою у бік двигуна. Пізніше його становище можна буде калібрувати.

Гумки накидаються на нижню частину двигуна і протягуються до рогів. Їх натяг треба відрегулювати так, щоб двигун піднімався до кінця.

Тепер можна припаяти всі дроти. На блоці двигуна і поруч із мікроперемикачем є отвори для хомутів, щоб закріпити провід. Також цей провід можна провести всередині верстата та вивести зі зворотного боку. Переконайтеся, що припаюєте дроти на перемикачі до нормально замкнутих контактів.

Залишилося тільки поставити пенал для свердлу. Верхню кришку потрібно сильно затиснути, а нижню закрутити дуже слабо, використовуючи для цього гайку з нейлоновою вставкою.

На цьому складання закінчено!

Доповнення

Інші люди, які вже зібрали собі такий верстат, внесли багато пропозицій. Я, якщо дозволите, перерахую основні з них, залишивши їх у авторському вигляді:

До речі, тим, хто ніколи раніше не працював з такими деталями, добре нагадувати, що пластмаса від 3D принтерів боїться нагріву. Тому тут слід бути обережним - не варто проходити отвори в таких деталях високоборотним дрилем або Дремелем. Ручками, ручками.
Я б ще порекомендував встановлювати мікроперемикач на самій ранній стадіїскладання, так як пригвинтити його до вже підзбираної станини потрібно ще зуміти - дуже мало вільного простору. Не завадило б також порадити умільцям завчасно хоча б залудити контакти мікроперемикача (а ще краще - заздалегідь припаяти до них дроти та захистити місця паяння відрізками термозбіжної трубки), щоб згодом при паянні не пошкодити фанерні деталі виробу.
Мені мабуть пощастило і патрон на валу виявився не відцентрованим, що призводило до серйозної вібрації та гуркоту всього верстата. Вдалося виправити центруванням «плоскогубцями», але це не гарний варіант. Так як гніт вісь ротора, а зняти патрон вже не реально, є побоювання, що витягну цю вісь цілком.
Затяжку гвинтів із гроверними шайбами проводити таким чином. Затягувати гвинт до моменту, коли зімкнеться гроверна шайба. Після цього повернути викрутку на 90 градусів та зупинитися.
Багато хто радить приробити до нього регулятор оборотів за схемою Савова. Він крутить двигун повільно, коли навантаження немає, і підвищує оберти при появі навантаження.

Зробити пристрої для свердління плат, не використовую покупних патронів та інших деталей дуже просто. Такою свердлилкою з моторчика я насвердлив за свій час не одну сотню отворів у саморобних платах. Час, витрачений на виготовлення цієї прилади, піде не більше 10 хвилин.
Звичайно свердлити можна не тільки текстолітові плати, а й пластмасу, тонкий метал типу алюмінію тощо.
До цього я користувався ручним інструментом, витрачаючи колосальний час та сили на свердління кількох отворів.

Зараз все це робиться за лічені секунди, причому без жодних зусиль і напружень.

Необхідні матеріали

Все можна зробити з барахла, і нічого купувати не доведеться. Що потрібно для виготовлення:

Електродвигун на 6-18 ст. Я взяв зі старого магнітофона.
Джерело живлення постійного струму до моторчика на 5-20 В відповідно до напруги моторчика. Якщо будуть відмінності в той чи інший бік вольт на 5 то нічого страшного.
Свердло 0,5-0,9 мм. Якщо ні, можна купити в місцевому магазині.
Паста від кулькової ручки.

Інструмент:

Різак чи кусачки.
Провід.
Паяльна паста або флюс з припоєм.
Паяльник.
10 хвилин вашого дорогоцінного часу;-)

Початок роботи

Перше, що потрібно зробити, це відрізати від пасти шматочок, приблизно 2 сантиметри. Внутрішній діаметр пасти дуже добре підходить до діаметра валу двигуна. Тому паста дуже туго надівається на вал і добре тримається. Якщо паста одягається легко – шукайте другові, вони бувають різні. Зазвичай все підходить як слід.
Далі знімаємо з пасти наконечник з кулькою, якою пишу. Щоб не забруднитись чорнилом - промийте цей наконечник спиртом або одеколоном.

Потім ножем або кусачками відкушуємо кульку пера.

Виходить своєрідна трубка. Вставляємо свердло, воно має проходити вільно.
Тепер, щоб зафіксувати свердло, потрібно його припаяти.

Свердло ріжучою частиною не слід висувати надто багато. Змочуємо флюсом і запаюємо припоєм. Паяється все дуже добре, незалежно від металів свердла та пера.
Зайвий кінчик свердла, що стирчить, відкушуємо кусачками.

Одягаємо перо на пасту та саморобний свердлильний патрон у наготові.

Підключаємо до наявного блоку живлення та свердлимо. При підключенні дивіться напрям обертання свердла, щоб воно оберталося у потрібному напрямку, а чи не в протилежному.
Для живлення можна використовувати не лише адаптер, а й батареї.

Опис конструкції

Основна станина виготовлена з фанери товщиною 5мм. Фанеру я вибрав, тому що вона коштує дуже дешево. Як матеріал, так і саме різання. З іншого боку нічого не заважає (якщо є можливість) просто вирізати ті самі деталі зі сталі або оргскла. Деякі дрібні деталі складної форми надруковані на 3D-принтері.

На звороті я передбачив місце для хрінення ключа і невеликий пенал для свердління. Пази в ньому мають різну глибину, що робить зручним зберігання свердел з різним діаметром.

Але все це простіше один раз побачити на відео:

Деталі для збирання

Двигун з патроном та цангою. З одного боку кулачковий патрон це дуже зручно, але з іншого він набагато масивніший за цанговий затиск, тобто часто схильний до биття і дуже часто їх доводиться додатково балансувати.
Фанерні деталі Посилання на файли для лазерного різання у форматі dwg (підготовлено до NanoCAD) можна буде завантажити наприкінці статті. Досить просто знайти фірму, яка займається лазерною різкою матеріалів та передати їм завантажений файл. Зазначу окремо те, що товщина фанери може змінюватися час від часу. Мені трапляються листи які трохи тонші за 5мм, тому пази я робив по 4,8мм.
Надруковані на 3D-принтері деталі. Посилання на файли для друку деталей у stl-форматі можна також знайти в кінці статті
Поліровані вали діаметром 8мм та довжиною 75мм - 2шт. Ось посилання на продавця з найнижчою ціною за 1м, яке я бачив
Лінійні підшипники на 8мм LM8UU - 2шт
Мікроперемикач KMSW-14
Гвинт М2х16 - 2шт
Гвинт М3х40 в/ш - 5шт
Гвинт М3х35 шліць - 1шт
Гвинт М3х30 в/ш - 8шт
Гвинт М3х30 в/ш з головкою тайком - 1шт
Гвинт М3х20 в/ш - 2шт
Гвинт М3х14 в/ш - 11шт
Гвинт М4х60 шліць - 1шт
Болт М8х80 - 1шт
Гайка М2 - 2шт
Гайка М3 квадратна - 11шт
Гайка М3 - 13шт
Гайка М3 з нейлоновим кільцем - 1шт
Гайка М4 - 2шт
Гайка М4 квадратна - 1шт
Гайка М8 - 1шт
Шайба М2 - 4шт
Шайба М3 - 10шт
Шайба М3 збільшена - 26шт
Шайба М3 гроверна - 17шт
Шайба М4 - 2шт
Шайба М8 - 2шт
Шайба М8 гроверна - 1шт
Набір монтажних проводів
Набір термозбіжних трубок
Хомути 2.5 х 50мм - 6шт

Складання

Весь процес детально показаний на відео:

Якщо слідувати саме такій послідовності дій, збирати верстат буде дуже просто.

Ось так виглядає повний набір всіх комплектуючих для складання

На цьому складання закінчено!

Доповнення

До речі, тим, хто ніколи раніше не працював з такими деталями, добре нагадувати, що пластмаса від 3D принтерів боїться нагріву. Тому тут слід бути обережним - не варто проходити отвори в таких деталях високоборотним дрилем або Дремелем. Ручками, ручками.
Я б ще порекомендував встановлювати мікроперемикач на ранній стадії зборки, так як пригвинтити його до вже підсобраної станини потрібно ще зуміти - дуже мало вільного простору. Не завадило б також порадити умільцям завчасно хоча б залудити контакти мікроперемикача (а ще краще - заздалегідь припаяти до них дроти та захистити місця паяння відрізками термозбіжної трубки), щоб згодом при паянні не пошкодити фанерні деталі виробу.
Мені мабуть пощастило і патрон на валу виявився не відцентрованим, що призводило до серйозної вібрації та гул всього верстата. Вдалося виправити центруванням «плоскогубцями», але це не добрий варіант. Так як гніт вісь ротора, а зняти патрон вже не реально, є побоювання, що витягну цю вісь цілком.
Затяжку гвинтів із гроверними шайбами проводити таким чином. Затягувати гвинт до моменту, коли зімкнеться гроверна шайба. Після цього повернути викрутку на 90 градусів та зупинитися.
Багато хто радить приробити до нього регулятор оборотів за схемою Савова. Він крутить двигун повільно, коли навантаження немає, і підвищує оберти при появі навантаження.

- У цьому огляді мова піде про виготовлення мініатюрного свердлильного верстата в домашніх умовах з підручних засобів. Стаття призначена переважно для радіоаматорів, кому часто доводиться самостійно виготовляти друковані плати. Але таке компактне обладнання, як представлений нижче верстат, буде корисним не тільки у сфері електроніки, а й в інших господарських справах.

Основою для конструкції послужили деталі від CD ROM'a, що вийшов з ладу, від комп'ютера. Точніше потрібні будуть лише металева рамка із встановленими на її площині парою напрямних та кареткою, цей фрагмент показаний на фото нижче. Мета звичайно у мене була зібрати свердлилку з підручних матеріалів. Тобто з того, що було в господарстві і могло стати в нагоді у побудові такого обладнання.

На ковзній каретці надалі буде змонтовано двигун, а потім уже буде зібрано сам свердлильний верстат своїми руками.Щоб закріпити його, попередньо було виготовлено спеціальний утримувач у вигляді кронштейна з відрізка листової сталі 2мм.

Електродвигун

У тримачі просвердлив отвори під розмір валу електродвигуна і відповідно під гвинти, які триматимуть кронштейн із двигуном. Спочатку для свердлильного пристрою був застосований електромотор ДП25-1,6-3-27, що працює від постійної напруги 27v і потужність, що розвиває, 1,6 Вт. Дивіться фото:

У процесі випробування цього двигуна було встановлено, що у нього не вистачає необхідної потужності для свердління в склотекстоліті. 1.6W явно недостатньо для цього, трохи збільшуєш навантаження і двигун стає.

На це фото показано свердлильний верстат своїми рукамиз електромотором ДП25-1,6-3-27, варіант якого спочатку передбачався використовувати:

У зв'язку з тим, що силовий агрегат мало продуктивний, довелося від нього відмовитися і шукати мотор відповідної потужності. Звичайно, на пошуки потрібного двигуна пішов деякий час, тому процес виготовлення був трохи припинений. Але як кажуть «світ не без добрих людейі товариш подарував мені електромотор від старого неробочого принтера.

Новий електродвигун

Знову придбаний двигун не мав шильдика з маркуванням, отже, його потужність я не знаю. Але потужності його цілком вистачало, щоб зібрати свердлильний верстат своїми руками. На вал якоря запресована металева шестерня. Діаметр валу на двигуні – 2,3 мм. Далі я прибрав шестерню з валу, а замість неї поставив цанговий затискач і спробував просвердлити кілька отворів свердлом 1.2 мм. Результат звичайно мене приємно здивував, даний моторчик чудово справлявся зі свердлінням 3 міліметрового текстоліту при напрузі живлення 12v.

Тут показано як я кріпив двигун з використанням тримача до ковзної каретки:

Опора свердлувального пристрою виконана з десяти міліметрового відрізка склотекстоліту.

Це підготовлені деталі для основи пристрою:

Для забезпечення стійкості свердлильний верстат зібраний своїми руками, в нижній частині основи вмонтовані гумові опорні ніжки:

Конструкція пристрою

Металева конструкція пристрою має образ консолі, тобто - несучі шасі з встановленим на ньому електродвигуном за допомогою двох спеціальних тримачів. Рама з мотором встановлена на невеликій відстані від нижньої частини верстата. Такий варіант системи дозволив виконувати свердління великого за розміром текстоліту. Ескіз пристрою наведено нижче:

Нижче картинки вже готового свердлильного верстата

У робочій частині пристрою на фото видно встановлений для підсвічування світлодіод:

На показаному зображенні видно занадто великий ступінь яскравості підсвічування. Насправді все висвітлюється дуже коректно:

Конструкція виконана у вигляді консолі дає можливість робити отвори у великих по ширині заготовках, більш ніж 140 мм, та й звичайно великої довжини.

Вимірювання корисної площі для свердління:

Як показує зображення, довжина площини від передньої частини рухомої каретки верстата до центру свердла становить 69 мм. Тобто, ширина текстолітових заготовок для друкованих плат може бути приблизно 135 мм.

Рухомий механізм

Для опускання та підйому механізму свердління передбачено спеціальний важіль натискної дії:

Для фіксації свердлильного вузла над заготівлею перед початком свердління, а потім його повернення назад, тобто реверс забезпечує пружина повернення. Вона вміщена на напрямній осі:

На цьому зображенні показана схема налаштування оборотів електромотора автоматичному режиміяка залежить від ступеня навантаження.

Можливо, буде корисно почитати: