CNCマシーン自作

旋盤の構成部品


2018年10月16日


まず心臓部となるスピンドルモーターです。
写真はインダクションモーターです。

三相インダクションモーター
電源・・・三相200V
出力・・・200W
軸の直径・・・11mm

ヤフオクで1500円で購入しました。
安かったですが送料が1200円かかったので合計2700円です。

物が到着したのでAC100V(当然単相です。)でテストしました。
単相電源なので普通回りません。
最初手で回して止まる前に100Vにつなぎましたら回りました。
これ高校(電気科)で習いました。
ブラシモーターと違って音は静かです。
軽い負荷なら単相100Vでも使えそうです。
中古ですが外観もきれいで良い買い物でした。

トルクは下記の式で求める事ができます。

T=30Po/πN[N⋅m]なので

T=30X200/(3.14X1715)

 =1.11[N⋅m]

kgcmで表現すると11.3kgcmです。

POM等の樹脂なら直結でも行けると思います。
真鍮やアルミの場合で径が大きい場合は多分無理でしょう。
その場合はベルトで減速する事で対応できると思います。
もっとも旋盤という機械は加工物を軸の中に通すので軸とモータを直結する構造はありません。
ベルトなどで主軸と違う軸にモータを置くのが常識です。

三相インダクションモーターをインバーターで駆動すれば単相電源で運転できますしスピードコントロールも可能です。
写真のようなインバーターがeBayで販売されています。

価格はeBayで7000円です。(未購入)

電源は単相200Vです。

家庭に引き込まているのは通常100Vですが単相三線式ですので単相200Vの負荷を接続できます。
問題ありません。
ちなみに我が家ではリビングのエアコンが200VなのでそこにつなげばOKです。
このXYテーブル(手持ち)を刃物台として利用しようと思います。

アルミ製なので剛性はあまり期待できません。

削る材料はアルミ、黄銅、プラスチック等の軟らかい材料を予定しています。

旋盤で長い材料を削るには心押し台が必要です。
心押し台もスライド機構が必要になる事と今回の刃物台が大きいという理由で心押し台は付けられません。
心押し台なしで考えます。

長さが短い部品または長い部品の末端部分の加工に利用しようと考えています。
写真は6年前に製作したCNCフライス盤のスピンドル用ベアリングホルダーです。
たしか7000円くらいだったと思います。

ベアリング内径・・・20mm

ブロックのサイズ・・・幅80X奥行50X高さ75mm

軸高さ・・・50mm

これを旋盤のスピンドル用軸受けに使おうと思います。
シャフトはこれです。
旋盤なのでシャフトは中空でなければいけません。
写真のような中空軸が販売されています。
価格misumiでは680円です。(未購入)

外径・・・20mm

内径・・・14mm

長さ・・・200mm

外径が細めですがベアリングホルダーに合わせて20mmとしました。
チャックは直径80mmの物にしようと思います。

ebayで4369円で販売されています。(未購入)
チャックをシャフトに固定する方法が問題です。
当然既製品なんてありません。
このことでしばらく悩みました。

これはシャフトサポートという部品です。
価格はmisumiで1700円(未購入)


フランジ部分外径・・・50mm

パイプ部分外径・・・28mm

内径・・・20mm

チャックを直接取り付ける事は出来ないのでアダプタを作る必要があります。
アダプタは製作過程でアルミプレートを加工して作る予定です。

3Dプリンターでも作れそうです。

シャフトとモーターの連結方法として最初は直結して動作確認をする予定です。
カップリングは3Dプリンターで作ります。

後にタイミングベルトを予定しています。
タイミングベルトのプーリーも3Dプリンターで作る予定です。


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