Сверлильный станок оригинальной конструкции с ЧПУ (статья 1)

Оптимизация работы сверлильного станка с ЧПУ с помощью применения неподвижного координатного стола.

Цель работы: проектирование оригинальной компоновки элементов конструкции сверлильного станка с ЧПУ для оптимизации его работы.

При изготовлении печатных плат в условиях любительской или учебной лаборатории имеется проблема быстрого сверления отверстии под ножки деталей, по рисунку предварительно спроектированной монтажной схемы. Проблема заключается в большой частоте и малом диаметре отверстий (допустим, под микросхему), что делает неудобным и опасным (имеется вероятность скола сверла) проводить процесс сверления вручную.

В процессе работы, используя теоретический метод исследования, были рассмотрены  устройства, предлагаемые другими авторами для решения данной проблемы. Такими устройствами являются всевозможные станки с числовым программным управлением, которые высверливают отверстия на заготовке по предварительно внесенному в программу управления рисунку. После изучения основных отличительные особенностей данных устройств, были выявлены  их плюсы и минусы. Данные станки работают под управлением различных программ и имеют довольно-таки разное строение, но все же имеется одна черта, которая объединяет все предлагаемые конструкции. Этой чертой является наличие в станках двух движущихся элементов: инструмент и заготовка. Это понижает точность их работы, так как позиционирование двух элементов по трем направлениям (осям) довольно-таки сложная операция.

Используя практический метод исследования, была разработана такая компоновка механических элементов станка, при которой количество движущихся элементов уменьшилось в два раза, то есть в разработанной конструкции движется только инструмент – сверло, а заготовка неподвижна. Таким образом, на станке можно обрабатывать заготовку любых размеров и массы, так как она закрепляется в машинных тисках, установленных на нижней плоскости станины сверлильного станка. Соответственно, такая компоновка механических элементов станка может быть применена не только на малогабаритных (учебных и  любительских) станках, но и на полноразмерных промышленных станках не только для изготовления печатных плат, а и для обработки заготовок различного назначения.

Расположение элементов на станине станка оригинальной конструкции показано на рисунке:

Используя экспериментальный метод исследования, был собран малогабаритный сверлильный станок с ЧПУ  с неподвижным координатным столом. На рисунке показан внешний вид этого станка:

Станок использовался в лаборатории объединения «Радиотехник» для изготовления печатных плат для выполнения плановых практических работ, таких как: усилитель постоянного тока, генератор звуковой частоты, мультивибратор и другие.

Автор: Муравьев Александр, 10 класс (СОШ №38 города Костромы)
Руководитель: Шестаков Александр Александрович, педагог дополнительного образования ЦДТ «Содружество», педагог-новатор Российской научно-социальной программы «Шаг в будущее»

Центр детского творчества города Костромы «Содружество»
Объединение «Радиотехник»