Важнейший станок "деревянного" моделиста

    Хочу поделиться с коллегами своими мыслями о универсальном шлифовальном станке, без которого невозможно быстро и качественно выполнять большой объем работ по созданию моделей из дерева. Хочу отметить, что идея этого станка вызревала постепенно в процессе постройки моей первой модели.

    Первоначально я сам себе выставил следующие техусловия:

1. Станок должен быть универсальным, иметь в качестве рабочего инструмента и барабан для изготовления реек, и диск для обработки произвольных деталей.
2. Двигатель должен быть достаточно мощный и регулируемый.
3. Станок обязательно должен быть оснащен пылеотсосом.

    Необходимость регулировать частоту вращения сразу определила тип двигателя - коллекторный. В загашнике нашелся коллекторный двигатель от полотёра - 220в, 10000 об\мин, вал в резьбой М8, мощные шарикоподшипники. Была подобрана готовая втулка с резьбой М8 и фланцем, из 10 мм фанеры склеен диск. Для фиксации стандартных шлифкругов на диск наклеена текстильная застежка (<липучка>). И начались эксперименты, в ходе которых выяснилось, что:

1. При номинальном напряжении питания двигатель очень шумит и греется.
2. При частоте вращения 10000 об\мин дерево не столько шлифуется, сколько горит и обугливается.

    Для решения этих проблем был изготовлен простейший регулятор мощности на симисторе, что позволило регулировать обороты от 0 до максимума. Теперь стало возможным подбирать оптимальный режим работы. Вроде, проблема решена, но приходилось постоянно одной рукой держать деталь, а другой <газовать>, компенсируя падение оборотов при увеличении нагрузки. Конечно, постепенно можно приспособиться, но внимание постоянно концентрируется на двигателе, а не на детали. В общем, вариант был отвергнут.

    Следующим шагом стала идея автоматической регулировки частоты вращения при изменении нагрузки. Идея прекрасная, но как ее реализовать? Все известные схемы довольно сложные и громоздкие, даже для радиолюбителя с 30-летним стажем, коим себя считаю. И тут где-то на бескрайних просторах И-нета попалась схема управления двигателем автоматической стиральной машины. Вот где решение! Ведь в стиральной машине коллекторный двигатель переменного тока и система автоматического регулирования, и, самое главное, все было реализовано на одной(!) микросхеме (TDA1085C), специально разработанной для такого применения. Единственная проблема - у стиральной машины в двигателе есть таходатчик, в полотёре нет. Пришлось вспомнить старую схему стабилизатора частоты двигателя - на валу закреплена шестерня, а вплотную к ней магнитная головка от магнитофона. При вращении шестерня возбуждает в головке ЭДС с частотой, пропорциональной частоте оборотов и количеству зубьев шестерни. Осталось этот сигнал усилить и подать на схему от стиральной машины (см Рис.1).

Рис.1 Блок-схема системы стабилизации частоты вращения

    Принципиальная схема блока опубликована в  статье Блок управления коллекторным двигателем с обратной связью по частоте

    После завершения теории переходим к описанию конструкции. Станок состоит из базового блока-привода и насадок к нему для выполнения различных операций.

Базовый блок. Вид со лицевой стороны. Сюда крепятся насадки. Для точной посадки насадок служат два штифта.

Базовый блок. Вид с обратной стороны. Здесь расположены выключатель, регулятор оборотов и разъем для подключения пылесоса, позволяющий производить включение пылесоса синхронно со станком.

Базовый блок со снятой крышкой. Т. к. двигатель часто работает в нештатном режиме (малые обороты при большой нагрузке), он может перегреваться, поэтому внизу установлен вентилятор от компьютера, а сам блок имеет вентиляционные отверстия вверху и внизу. Блок изготовлен из 10 мм фанеры , <моторама> склеена из 2-х слоев.

Основные рабочие инструменты, склеены из 10 мм фанеры. Окончательная обработка производилась прямо на валу двигателя, что позволило достичь минимума вибрации и биений. Для посадки на вал двигателя служат стальные втулки с фланцем с резьбой М8, зафиксированные эпоксидным клеем и шурупами.

Насадка №1 для работы с диском. Столик из 3 мм стали, под диском сформирована полость, которая сообщается с патрубком пылесоса и служит для эффективного удаления пыли во время работы. Вертикальная щель в основании насадки позволяет снимать ее, не снимая диска.

Для работы с мелкими деталями служит съемный дополнительный столик.

С помощью дополнительной направляющей можно под определенным углом обрабатывать торцы реек.

Так можно калибровать не очень тонкие (более 5 мм) рейки.

Пример работы. Деталь выпиливается с некоторым запасом, а потом ее размеры точно подгоняются на станке.

Насадка №2 для работы с барабаном. Предназначена для изготовления реек и шпона. Столик из 3мм стали правым концом закреплен на петле , левый опирается на винт, позволяющий регулировать толщину выходного материала 0-30 мм. Пружина выбирает люфт и не дает винту поворачиваться от вибрации. Заготовка подается слева. Барабан шириной 40 мм закрыт кожухом с патрубком для пылесоса. При установке на барабан шлифшкурки №80 позволят снимать до 4 мм за проход.

Пример работы с насадкой.

Насадка №3 предназначена для обработки деталей произвольной формы. Под пластиковой крышкой сформирована полость с присоединенным патрубком для пылесоса. Всасывание пыли происходит через кольцевую щель вокруг барабана. Насадка очень помогает при изготовлении шпангоутов , бимсов и т. п.

Пример работы с приставкой.

И в заключение еще кратко о приставке к ручному лобзику, работа на котором тесно связана со станком, описанным выше.

Собственно доработка свелась к изготовлению нового столика к ручному лобзику. Столик фиксируется также, как и штатный. Сам лобзик жестко зажимается в столярном верстаке.

Столик изготовлен из 10мм фанеры, область вокруг пилки и в месте крепления к лобзику усилена алюминиевой 3мм пластиной, остальное пространство заполняет пластик.

Увеличенный фрагмент предыдущего фото. Показаны возможности реза узкой пилкой, у которой закруглена задняя кромка. Ширина пропила около 1,5 мм.

    Собственно весь процесс изготовления детали состоит в ее выпиливании лобзиком с запасом 1-2 мм, а затем точной подгонке на шлифовальном станке.

    В заключение хочу отметить , что потраченное на изготовление станка время (у меня ушло около 2-х месяцев работы по 2-3 часа в день) оправдало себя полностью. Время изготовления деталей для модели значительно сократилось, повысилось качество работы, после работы практически отсутствует пыль (кстати, извлеченная из пылесоса пыль - прекрасная основа для шпаклевки). Система автоматического регулирования скорости вращения двигателя работает надежно и устойчиво, станок эффективно <грызет> дерево, при этом не допуская горение и обугливание древесины.

©Игорь Капинос, 2005