从零开始设计一台CNC机床【上】

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这篇文章将介绍我设计制作的一台数控机床。为什么我要自己设计制作一台数控机床呢?部分的原因是我喜欢DIY,但最主要的原因是,公司想要一台数控机床加工少批量的PCB样品,以及做一些简单的零件。当时我下班后有很多空闲的时间,我就向老板申请了预算,我自己设计制造一台数控机床。我先读了一些机械论坛的帖子,基本掌握了如何设计制作数控机床,然后开始了我的数控世界之旅。

因为我之前没有设计过数控机床,所以第一台机器是相当不成熟的,但从设计制作的过程中我真的获得了很多的经验。所以在下一台机床时我做了很多的改进。最终机器更好用加工质量更高。我最满意的地方就是PCB打印部分。

我先用SolidWorks建立模型。因为我没有太多的预算和工具,所以我的设计思路是让这台机器很容易的加工出来。因此,我用了很多标准件。我将Y轴分开了,没有将所有的轴设计成移动轴,驱动平台是X轴和Z轴。这种设计的优点是:机器更稳定并且加工精度更高。

下面是支架图。两铝型材支柱用来支撑沉重的X轴Z轴。由于铝型材可以在淘宝购买已经切割好的节省了我很多时间。此外,这些铝型材都是采用标准件,也比较便宜。

正如我前面所说的,我将Y轴分开了。Y轴安装在基座上。另一个关于这些铝型材,槽与M5的螺栓和螺母,所以我可以很容易地把夹子来固定材料后。

下面X轴的设计,因为我只有少量的预算,所以我没有使用铁轨,这20毫米直径的滑杆足够支撑X轴了。

下面是Z轴的设计。它取决于X轴,即图中所示,Z轴的需要支撑的重量小于X轴所以16mm滑杆是足够的。

然后我们可以安装Z轴了。图中的主轴支架实际上是环氧树脂板,因为我想减轻重量和成本,后来被证明是一个错误的选择,在测试了一段时间后,我终于把它换成了铝材支架,在市场上应该有很多的主轴,我建议你选择铝合金的。

SolidWorks中验证模型后我终于可以开始发出去加工了,可惜我只拍了几张照片。
下面我的旧机器的升级换代。


下面是一些其它加工件。



我花了很长的时间,将这些零件组装在一起,终于完成了组装。



让我们用这台机器制造一些东西吧!因为我是主要是为了加工PCB板,所以我加工了一些印刷电路板来测试它的性能,似乎很好用。










它还可以切割亚克力、PVC、铝合金。


最后我还做了其它升级,使它更容易观察到加工对象并进行定位,我做了一个发光二极管环和激光交叉。



更新

我已将SolidWorks源文件上传至我的微小网主页。

Jason Xu wechat
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