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.

Как то решил автор сделать станочек сверлильный для печат. плат, но вариант такой как цанговый патрон по кругу мотора никого не устраивал и не устроит. Ему надо было что-нибудь получше и потяжелее в сборке, но он никак не брался делать его с самых низов. Каким то удачный образом ему попался под руки поношенный старый минисверлильный, который он взял за основу своей самоделки и восстановил.

В начале станок выглядел очень плачевно, не хотелось автору на него смотреть, не то что трогать. Там была шпиндельская бабка, с заклинившим шпинделем, механизм используемый для перемещения шпина (шпинделя) и колонна с основанием.

Сначала ему пришлось выточить новую колонну, потому что старая извините за выражение была в убогом состоянии:

На основе были заменены и прикручены резиновые сошки или ножки, это уже ваше права как их называть:

Старый стоп винт м4 при начальной попытке отсоединения сломался и причём не так уж и слабо. Ему пришлось сделать новую стоп. ручку с помощью болта м6:

Сначала он решил поставить асинхронник 220В 6Вт, но потом после неудачной попытке был заменен и куплен коллекторник – 12В 12Вт. Прикрепляется к ШБ очень просто, без всяких усилий через переход. пластину:

На неё устанавливается тумблер:

Шкив для движка он сразу брал готовый, для того чтобы не заморачиваться над его изготовкой:

Дальше ему пришлось выточить новый шпиндель. Время которое он затратил на него ушло больше всего, 6-ик ему пришлось делать напильником, как по его словам вышло всё отлично:

Шкив он вытачивал из эбонита:

Механизм перемещения шпинделя в новом виде выглядит вот так:

Сборка окончена, результат:

Светодиодная подсветка будет включаться в месте с двигателем:

Станок после восстановления:

Самый простой способ сверления печатных плат, держа двигатель с насаженным патроном для сверла в руках. При этом не раз ломались свёрла, и каждый радиолюбитель в мыслях ругал себя, и в следующий раз при изготовлении "печатки" - обязательно хотел что-то изменить в этом процессе. Каждый для себя решает сам, или что-то сделать из подручных средств, или приобрести готовое. Всё зависит от места жительства радиолюбителя. Например в сельской местности вдали от крупных центров, лучшим выходом из этого положения, это сделать станок своими руками.

Основное требование к такому станку, это чтобы он справлялся со своей задачей, ну и при его изготовлении не требовалось сложных токарных деталей, так как не у всех есть возможность иметь доступ к токарному станку. Предлагаю Вам простую конструкцию сверлильного станочка для домашней мастерской, которую я увидел на просторах "инета", и которую повторить в домашних условиях не составит особого труда. Автора данной конструкции к сожалению не знаю, и если объявится, то с удовольствием укажу здесь его имя и выражу благодарность за простой конструктив. Размеры станочка; основание 140х90 мм, высота 150 мм. Со своей задачей он вполне справляется и на рабочем столе занимает очень мало места. При таких размерах он позволяет сверлить отверстия в платах, шириной до 150-170 мм. (длинна платы не ограничена), что вполне достаточно в радиолюбительской практике.

Основание станочка изготавливается из любого подручного материала, толщиной не менее 6-8 мм. Можно из текстолита, гетинакса, металла, фанеры. Если брать фанеру, то лучше толщиной не менее 10 мм. Размеры основания указаны выше, но Вы можете для своих нужд изменить эти размеры, как и основания, так и других деталей. В дальнейшем я просто буду указывать свои размеры. Вся конструкция собирается на П-образной стойке, для которой необходимо взять толстый материал, чтобы вся конструкция не пружинила и имела достаточную прочность.

В данной конструкции используется полоса металла, шириной 25 мм. и толщиной 4-5мм. Общая длинна её 140-150 мм. Согнута П-образно, крепление к основанию 30мм, высота 40 мм и оставшееся это длинна 70-80 мм.
В стойке просверливаются три отверстия, одно снизу для её крепления к основанию, и два сверху для вертикальных штырей. Длинный штырь длинной 100 мм, диаметр 5 мм.

На длинный штырь одевается пружина. На коротком штыре нарезается резьба с двух сторон, для крепления штыря к стойке и вверху для контргайки. На этих двух штырях двигается подвижная часть с закреплённым на ней двигателем. Пружина должна быть такой жёсткости, чтобы поднимала вес подвижной части с двигателем.

Подвижная часть изготавливается из полосы металла, толщиной не менее 1,5-2,0 мм, шириной 20 мм. Общая длинна полосы 100 мм, размеры по сгибам 20х40х40 мм. Сверлится сквозное отверстие для толстого штыря и отверстие для тонкого штыря. Кстати, штыри можно делать и одинакового диаметра, главное, чтобы материал был достаточно жёсткий, например валы от матричных принтеров. Хомут для крепления двигателя - по диаметру имеющегося двигателя, изготовлен из листового алюминия. У меня двигатель используемый для станка ДПМ-30.

Для питания такого двигателя вполне достаточно источника с напряжением 12 вольт, и самое главное, для него необходимо изготовить схему управления двигателем. Это чтобы без нагрузки двигатель медленно вращался и при касании сверлом платы - начинал работать на полную мощность. Схем таких сколько угодно, например можно выбрать отсюда . На мой взгляд лучше собирать последнюю.
Хотя, чего греха скрывать, сам пока пользуюсь без такой схемы, у меня регулируемый БП и в паузах просто убираю напряжение.

Рычаг с держателем, конструкция хорошо видна на фотографиях. Закрепляем его в держателе и крепим к стойке.

Закрепляем подвижную часть и контрим гайкой.

Ну и всё, остаётся всю эту конструкцию закрепить на основании, закрепить имеющийся в распоряжении двигатель хомутом на подвижной части, закрепить сверло и начинать работать.
Да, у жены "конфисковал" отслужившую свой срок пробковую подставку под горячую посуду, и вырезал из неё на основание насадку для печатных плат и приклеил её на основание, это чтобы при сверлении печаток сверло не доставало до основания.

Удачи всем в Вашем творчестве и всего наилучшего!

P.S. Да, ещё хочу немного сказать про свёрла.
Не поленитесь и найдите себе для работы специальные свёрла для сверления стеклотекстолита. Наши свёрла из сплава ВК6М, у них обычно хвостовик одного диаметра и сами свёрла 0,7-2,0. Отверстия сделанные ими гораздо приличнее, чем сделанные обычными свёрлами и выглядят они так;

Импортные тоже примерно так выглядят.
Это не рекламы ради, а для удобства и удовольствия работы.
Я сверлил платы сначала обычными свёрлами (по металлу), которые после нескольких дырок сильно тупятся, а после десятка - приходят в полную негодность, потом узнал про такие свёрла, нашёл их и приобрёл (цена их, кстати лежит в пределах 20-50 рэ). Попробовал сверлить ими - небо и земля. По отзывам радиолюбителей - одним сверлом можно сверлить платы несколько лет (несколько тысяч отверстий), пока не сломаешь из-за небрежного обращения.

Но, эти свёрла не подходят для ручных сверлилок. При попытке сделать ими отверстие - оно мигом ломается (из-за малейшего перекоса). То есть ими можно долго и надёжно сверлить только в станке, и зажимной патрон не должен иметь никаких биений, а сверло зажатое им должно быть хорошо отцентрировано. Тогда и долговечность их гарантирована.

Сверлильный станок для печатных плат относится к категории мини-оборудования специального назначения. При желании такой станок можно сделать своими руками, используя для этого доступные комплектующие. Любой специалист подтвердит, что без использования подобного аппарата трудно обойтись при производстве электротехнических изделий, элементы схем которых монтируются на специальных печатных платах.

Общая информация о сверлильных станках

Любой сверлильный станок необходим для того, чтобы обеспечить возможность эффективной и точной обработки деталей, изготовленных из различных материалов. Там, где необходима высокая точность обработки (а это относится и к процессу сверления отверстий), из технологического процесса необходимо максимально исключить ручной труд. Подобные задачи и решает любой , в том числе и самодельный. Практически не обойтись без станочного оборудования при обработке твердых материалов, для сверления отверстий в которых усилий самого оператора может не хватить.

Конструкция настольного сверлильного станка с ременной передачей (нажмите для увеличения)

Любой станок для сверления – это конструкция, собранная из множества составных частей, которые надежно и точно фиксируются друг относительно друга на несущем элементе. Часть из этих узлов закреплена на несущей конструкции жестко, а некоторые могут перемещаться и фиксироваться в одном или нескольких пространственных положениях.

Базовыми функциями любого сверлильного станка, за счет которых и обеспечивается процесс обработки, является вращение и перемещение в вертикальном направлении режущего инструмента – сверла. На многих современных моделях таких станков рабочая головка с режущим инструментом может перемещаться и в горизонтальной плоскости, что позволяет использовать это оборудование для сверления нескольких отверстий без передвижения детали. Кроме того, в современные станки для сверления активно внедряют системы автоматизации, что значительно увеличивает их производительность и повышает точность обработки.

Ниже для примера представлены несколько вариантов конструкции для плат. Любая из данных схем может послужить образцом для вашего станка.

Особенности оборудования для сверления отверстий в печатных платах

Станок для сверления печатных плат – это одна из разновидностей сверлильного оборудования, которое, учитывая очень небольшие размеры обрабатываемых на нем деталей, относится к категории мини-устройств.

Любой радиолюбитель знает, что печатная плата – это основание, на котором монтируются составные элементы электронной или электрической схемы. Изготавливают такие платы из листовых диэлектрических материалов, а их размеры напрямую зависят от того, какое количество элементов схемы на них необходимо разместить. Любая печатная плата вне зависимости от ее размеров решает одновременно две задачи: точное и надежное позиционирование элементов схемы относительно друг друга и обеспечение прохождения между такими элементами электрических сигналов.

В зависимости от назначения и характеристик устройства, для которого создается печатная плата, на ней может размещаться как небольшое, так и огромное количество элементов схемы. Для фиксации каждого из них в плате необходимо просверлить отверстия. К точности расположения таких отверстий относительно друг друга предъявляются очень высокие требования, так как именно от этого фактора зависит, правильно ли будут расположены элементы схемы и сможет ли она вообще работать после сборки.

Сложность обработки печатных плат состоит еще и в том, что основная часть современных электронных компонентов имеет миниатюрные размеры, поэтому и отверстия для их размещения должны иметь небольшой диаметр. Для формирования таких отверстий используется миниатюрный инструмент (в некоторых случаях даже микро). Понятно, что работать с таким инструментом, используя обычную дрель, не представляется возможным.

Все вышеперечисленные факторы привели к созданию специальных станков для формирования отверстий в печатных платах. Эти устройства отличаются несложной конструкцией, но позволяют значительно повысить производительность такого процесса, а также добиться высокой точности обработки. Используя сверлильный мини-станок, который несложно изготовить и своими руками, можно оперативно и максимально точно сверлить отверстия в печатных платах, предназначенных для комплектации различных электронных и электротехнических изделий.

Как устроен станок для сверления отверстий в печатных платах

От классического сверлильного оборудования станок для формирования отверстий в печатных платах отличается миниатюрными размерами и некоторыми особенностями своей конструкции. Габариты таких станков (в том числе и самодельных, если для их изготовления правильно подобраны комплектующие и их конструкция оптимизирована) редко превышают 30 см. Естественно, и вес их незначительный – до 5 кг.

Если вы собираетесь изготовить сверлильный мини-станок своими руками, вам необходимо подобрать такие комплектующие, как:

• несущая станина;
• стабилизирующая рамка;
• планка, которая будет обеспечивать перемещение рабочей головки;
• амортизирующее устройство;
• ручка для управления перемещением рабочей головки;
• устройство для крепления электродвигателя;
• сам электрический двигатель;
• блок питания;
• цанга и переходные устройства.

Чертежи деталей станка (нажмите для увеличения)

Разберемся в том, для чего предназначены все эти узлы и как из них собрать самодельный мини-станок.

Конструктивные элементы сверлильного мини-станка

Сверлильные мини-станки, собранные своими руками, могут серьезно отличаться друг от друга: все зависит от того, какие комплектующие и материалы были использованы для их изготовления. Однако как заводские, так и самодельные модели такого оборудования работают по одному принципу и предназначены для выполнения схожих функций.

Несущим элементом конструкции является станина-основание, которая также обеспечивает устойчивость оборудования в процессе выполнения сверления. Исходя из назначения данного конструктивного элемента, изготавливать станину желательно из металлической рамки, вес которой должен значительно превышать суммарную массу всех остальных узлов оборудования. Если пренебречь этим требованием, вы не сможете обеспечить устойчивость вашего самодельного станка, а значит, не добьетесь требуемой точности сверления.

Роль элемента, на котором крепится сверлильная головка, выполняет переходная стабилизирующая рамка. Ее лучше всего изготовить из металлической рейки или уголков.

Планка и амортизирующее устройство предназначены для обеспечения вертикального перемещения сверлильной головки и ее подпружинивания. В качестве такой планки (ее лучше зафиксировать с амортизатором) можно использовать любую конструкцию (важно только, чтобы она выполняла возложенные на нее функции). В этом случае может пригодиться мощный гидравлический амортизатор. Если же такого амортизатора у вас нет, планку можно изготовить своими руками либо использовать пружинные конструкции, снятые со старой офисной мебели.

Управление вертикальным перемещением сверлильной головки осуществляется при помощи специальной ручки, один конец которой соединяют с корпусом сверлильного мини-станка, его амортизатором или стабилизирующей рамкой.

Крепление для двигателя монтируют на стабилизирующей рамке. Конструкция такого устройства, в качестве которого может выступать деревянный брусок, хомут и др., будет зависеть от конфигурации и конструктивных особенностей остальных узлов сверлильного станка для печатных плат. Использование такого крепления обусловлено не только необходимостью его надежной фиксации, но также тем, что вы должны вывести вал электродвигателя на требуемое расстояние от планки перемещения.

Выбор электрического двигателя, которым можно оснастить сверлильный мини-станок, собираемый своими руками, не должен вызвать никаких проблем. В качестве такого приводного агрегата можно использовать электродвигатели от компактной дрели, кассетного магнитофона, дисковода компьютера, принтера и других устройств, которыми вы уже не пользуетесь.

В зависимости от того, какой электрический двигатель вы нашли, подбираются зажимные механизмы для фиксации сверл. Наиболее удобными и универсальными из таких механизмов являются патроны от компактной дрели. Если подходящий патрон найти не удалось, можно использовать и цанговый механизм. Подбирайте параметры зажимного устройства так, чтобы в нем можно было фиксировать очень мелкие сверла (или даже сверла размера «микро»). Для соединения зажимного устройства с валом электродвигателя необходимо использовать переходники, размеры и конструкция которых будут определяться типом выбранного электродвигателя.

В зависимости от того, какой электродвигатель вы установили на свой сверлильный мини-станок, необходимо подобрать блок питания. Обращать внимание при таком выборе следует на то, чтобы характеристики блока питания полностью соответствовали параметрам напряжения и силы тока, на которые рассчитан электродвигатель.

Захотелось собрать станочек для сверления печатных плат и прочей мелочёвки, варианты по типу цанговый патрон прямо на валу моторчика меня не устраивали. Нужно было что-то посерьёзнее, но не как не решался начать строить станок с нуля. Но тут удачно подвернулся сломанный (после пожара) самодельный микросверлильный, который я взял за базу к своей поделке, точнее его восстановил.

Первоначальный вид станка я не заснял, состояние было очень плачевное. Имелась шпиндельная бабка, заклинивший в ней шпиндель, механизм перемещения шпинделя, колонна и основание.

Первым делом была выточена новая колонна, старая была сильно деформирована:

На основание прикрутил резиновые ножки:

ШБ. Старый стопорный винт м4 при попытке откручивания был сломан. Сделал новую ручку из болта м6:

Сначала хотел поставить асинхронник 220 вольт 6 ватт, но потом был куплен коллекторник на 12 вольт 12 ватт. Крепиться к ШБ будет через переходную пластину:

На неё же установлен тумблер:

Шкив для двигателя подобрал готовый:

Выточил новый шпиндель. Времени убил больше всего, шестигранник делал напильником:

Новый шкив выточил из эбонита:

Механизм перемещения шпинделя:

Всё в сборе:

Светодиодная подсветка, включающаяся вместе с двигателем:

Восстановленный станок:

Станочком доволен. Поставил коллекторный электродвигатель для регулирования оборотов напряжением (в планах ШИМ) но мощности оказалось впритык, и от этой идеи я отказался. С асинхронником станочек работал бы в разы тише…