Как сделать копировальный станок из фрезера. Копировально-фрезерный станок своими руками – создаем надежное оборудование! Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция
Очень часто в нашей жизни возникает необходимость сделать копию какого-нибудь предмета, поэтому наличие копировальной техники – современная потребность многих предприятий. И речь пойдет не о копировально печатном оборудовании, а о копировально фрезерных станках.
Они служат для создания предметов, которые максимально копируют исходный образец. Оборудование дает возможность изготавливать детали значительными тиражами, обеспечивая высокую скорость обработки.
1 Особенности фрезерования
Фрезерование представляет собой один из способов механической обработки. Процедура позволяет проводить чистовую, черновую и получистовую обработку различной поверхности заготовок, выполненных из дерева, пластмассы, чугуна, металла (черного и цветного).
Фрезерование имеет высокую производительность, дающую возможность сотворить предметы необходимой геометрической формы.
Фрезерование может быть организовано двумя методами:
- фрезерование попутное, при котором совпадают направления подачи и вращения фрезы;
- встречное фрезерование, при котором подача противоположна направлению вращения фрезы.
Применяя фрезы, оснащенные современными режущими материалами, можно осуществлять обработку, заменяя процедуру шлифования.
Фрезерный деревообрабатывающий станок, включая модификацию мини, служит для обработки поверхностей планок, рычагов, крышек, корпусов и кронштейнов простой конфигурации, поверхностей корпусных предметов.
Позволяет наносить 3D или 4D резьбы. Один из самых популярных брендов отечественного происхождения – Дупликарвер.
Фрезерные станки встречаются двух категорий:
- специализированные;
- общего назначения.
Последняя группа – оборудование непрерывного фрезерования, бесконсольные, консольные, продольно-фрезерные. Первая группа – копировально-фрезерные, шпоночно-фрезерные, шлицефрезерные, зубофрезерные, резьбофрезерные. Встречаются полноценные и мини модели.
1.1 Предназначение станка
Копировально фрезерный деревообрабатывающий станок используется для осуществления копировальных работ на плоскости и по объему, для гравирования узоров, надписей, орнаментов, фасонных профилей, а также для реализации простых фрезерных задач.
Несмотря на простоту станка, он позволяет создавать невероятно сложные узоры. Он может иметь мини или полноразмерное исполнение.
Оборудование позволяет совершать разные фрезерные работы с использованием твердосплавного и быстрорежущего инструмента. Может наносить резьбы. Станки используются в мелко- и крупносерийном производстве. Могут работать в 3д режиме, при наличии соответствующей оснастки, ЧПУ. Большой популярностью пользуются модели Дупликарвер.
Станок позволяет создавать:
- заготовки и модели;
- пресс-формы;
- различные штампы;
- кулачки;
- формы.
Также оборудование может использоваться для:
- сверления отверстий под металлические петли, рукоятки, шпингалеты, замки;
- изготовления рамок для зеркал;
- каналов разного размера на профилях.
Фрезерный станок по дереву Дупликарвер позволяет фрезеровать криволинейные детали способом копирования по шаблону, с которого выполняется копирование формы будущего изделия. Благодаря применению шаблонов исключается влияние так называемого человеческого фактора, поэтому готовые изделия имеют идентичную форму. Во многом это обеспечивает ЧПУ.
В работе может использоваться не только шаблонный образец, последующие изделия могут изготавливаться по образцу первого. Чтобы увеличить точность, станок стоит дополнить копирующим устройством, называемым пантографом.
Он может иметь разную конструкцию, однако обладает важной функцией – точная передача вдоль профиля движения копирующей головки режущему устройству. Поэтому достигается высокая точность резьбы, при ее нанесении.
2 Конструкция станка
Фрезерный станок Дупликарвер использует в работе режущий твердосплавный инструмент – фрезу. Она воспроизводит на изделии поверхность или контур копира.
Это задающее устройство станка обладает гидравлической, механической и пневматической связью с системой слежения, отвечающей за направление фрезы. С одной стороны она действует на усилительное устройства, с другой – оказывает воздействие на исполнительный орган.
Копиром выступает плоский шаблон, контурный чертеж, эталонная деталь, пространственная модель. Копировальное устройство – фотоэлемент, палец, ролик или щуп. Образцами могут быть детали, изготовленные из древесины, пластмассы или металла. Копир и обрабатываемая заготовка располагаются на вращающемся столе.
Исполнительный орган станка Дупликарвер – дифференциал, электромагнитная муфта, соленоид, винт, золотник. В усилительных устройствах могут применяться электрооптические, гидравлические или электромагнитные реле.
Скорость перемещения следящего устройства определяет точность профиля и шероховатость поверхности изделия. Может достигаться точность 0,02 мм и шероховатость №6. Привод станка Дупликарвер совершается от электродвигателя и силового гидроцилиндра.
Пантограф, позволяющий копировать изделия в установленном масштабе, имеет направляющий палец, располагающийся на оси и перемещающийся по копиру, а также инструментальный шпиндель и ось вращения.
Когда палец перемещается по копиру, шпиндель на заготовке описывает необходимую геометрическую форму. Масштаб определяет пантограф пропорциями плеч. Дополнительно может использоваться ЧПУ.
2.1 Виды копировально фрезерных станков
По виду привода:
- фотокопировальные, гидро- и электрофицированные, с механической подачей;
- много- и одношпиндельные агрегаты с круглым и прямоугольным столом;
- универсальные устройства с пантографом, находящимся вертикально на поворотном рукаве;
- с пантографом, необходимым для функционирования в 2 и 3 измерениях.
Встречаются мини и полноценные версии. Подобные устройства могут быть оснащены ЧПУ.
Можно также выделить еще группы устройств, отличающихся по прижиму заготовки и уровню автоматизации:
- настольный или ручной самодельный станок с механическим прижимом профиля позволяет рассверливать отверстия разной формы с использованием шаблона;
- автоматический станок с пневмоприжимом профиля – чаще всего используется для изготовления алюминиевых конструкций; может иметь ЧПУ;
- автоматический станок с пневматическим прижимом профиля и 3-шпиндельной насадкой, необходимой для рассверливания тройных отверстий (остальные устройства лишены такой возможности); может иметь ЧПУ.
Это могут быть мини или полноразмерные станки.
2.2 Изготовление станка своими руками
Самодельный копировально фрезерный станок можно сделать в домашних условиях своими руками. Конечно, такое мини оборудование не сможет работать на уровне с промышленными образцами, но оно вполне способно создавать качественные копии.
Самодельный деревообрабатывающий с ЧПУ копировально фрезерный станок можно изготовить с применением системы тяг, электродвигателя с зажимным патроном, необходимым для фрезы.
Типовой конструкцией устройства, изготавливаемого своими руками, является:
- рабочий стол;
- несущая рама;
- фрезерная головка.
Настольный копировально фрезерный станок для резьбы по дереву с ЧПУ своими руками должен оптимизироваться под конкретные цели,
которых необходимо достичь, например, для нанесения резьбы. Понимая, какие детали предстоит обрабатывать, следует выполнять расчеты размеров, мощности и так далее. Тогда изготовленный станок своими руками позволит реализовывать необходимые задачи.
2.3 Работа копировально-фрезерного станка Дупликарвер (видео)
Дерево - один из основных материалов, которые использует человек в повседневной жизни для изготовления мебели, предметов внутреннего убранства, декоративных архитектурных элементов, хозяйственных и садовых принадлежностей и многого другого.
Копировальный станок по дереву.
Одну-две вещи можно сделать ручным инструментом либо с использованием деревообрабатывающего оборудования.
Но как обработать большое количество совершенно одинаковых изделий с наименьшими затратами труда и времени? В этом случае на помощь придут копировальные станки. Одним из них является копировально-фрезерный станок по дереву.
В статье рассматривается его устройство и принцип действия, а также предлагаются некоторые советы желающим изготовить аппарат самостоятельно.
Копировально-фрезерные станки (КФС) предназначены для обработки деталей из дерева методом копирования. Разновидности метода:
- контурное или 2-х мерное (2-D) фрезерование;
- объемное или 3-х мерное (3D) копирование.
Тот или иной метод используется в зависимости от формы обрабатываемого изделия.
Основное преимущество копировальных станков состоит в том, что можно изготавливать любое количество деталей с криволинейным контуром, являющихся копией исходного экземпляра. Все они будут абсолютно идентичными. В то же время станок обладает гибкостью, чтобы перейти на обработку другой детали, достаточно сменить эталон.
Поэтому сфера применения их достаточно широка: от мелкосерийного изготовления до массового производства. Наряду с достаточно большими станками для промышленного назначения существуют компактные настольные устройства. Копировальные станки используются в мебельном производстве, деревообрабатывающих цехах, в столярных мастерских индивидуальных предпринимателей.
В качестве рабочего узла в небольших станках часто используют фрезерные головки (фрезер). Частота вращения его достаточна, чтобы обеспечить требуемое качество поверхности (отсутствие сколов, расщеплений, заусенцев).
Примеры обрабатываемых изделий
Ниже показан далеко не полный состав продукции, изготавливаемой с помощью КФС:
- детали мебели - фасады, изголовья кроватей, спинки, ножки кресел и стульев;
- предметы интерьера - обрамление камина, деревянные панно, рамки, подставки;
- сувенирная продукция - статуэтки, шкатулки, медальоны;
- строительные конструкции - обрамление арочных окон, заполнение филенчатых дверей;
- архитектурные элементы - барельефы, декоративные фризы и бордюры, оконные наличники (прорезные или рельефные), карнизная резьба;
- декоративные ограждения - элементы перил, балясины, экраны с орнаментом, детали забора;
- деревянные элементы оружия - приклад, цевье;
- рукоятки садово-хозяйственного инструмента, например, топорища.
Как можно заметить, перечисленные детали имеют значительные отличия между собой, как по размеру, так и по форме. Если сгруппировать их по наиболее общим признакам, то становится очевидно, что для обработки деталей, относящихся к одной группе, требуется своя конструкция (компоновка) станка.
Принцип работы копировального устройства
Для тиражирования изделия используется один из экземпляров, служащий шаблоном. Головка с режущим инструментом (фреза) соединена в одно целое с копировальным щупом.
При 2-х мерном фрезеровании щуп движется по образующей копируемого контура, а вращающийся инструмент повторяет это движение, в результате чего получается копия шаблона.
Когда фрезеруют объемную деталь, копирующий наконечник сканирует 3-х мерную модель и заставляет фрезу двигаться по эквидистантной (подобной) траектории. Характер движений копировальных станков бывает 2-х видов:
- Шаблон и обрабатываемая заготовка неподвижны, режущая головка перемещается в продольном направлении, снимая за один двойной ход некоторый объем материала.
- Шаблон и заготовка (одна или несколько) вращаются, а фреза перемещается в радиальном направлении по копиру. В результате чего повторяет профиль копируемого сечения. При этом режущий узел или деталь равномерно передвигают вдоль продольной оси изделия.
Частным видом копировально-гравировальных работ является фрезерование рисунков или орнаментов по шаблону, представляющему собой наклеенную бумажную копию, распечатанную на принтере.
В качестве программы для создания рисунка можно использовать AVTOCAD, Компас, Word, Paint и другие. Чтобы не прорвать бумагу, в копирующий наконечник вставляют мягкую вставку (дерево или пластик).
Выбор компоновки самодельного станка
Что нужно знать, приступая к разработке своего оригинального устройства.
В первую очередь следует определить, для каких деталей оно предназначается. Далее следует выбрать формообразующие движения, количество осей станка. Для обработки плоских деталей методом контурного копирования достаточно 2-х осей: продольное и поперечное перемещение. Детали с невысоким рельефом требуют еще одного движения (перпендикулярного).
Однако, если рельеф крутопадающий, то ось инструмента необходимо дополнительно поворачивать, чтобы обеспечить лучшие условия для обработки. То есть, уже получается 4 оси. В некоторых случаях потребуется 5 и более осей. Представляя в голове технологию обработки, следует предусматривать все возможные ситуации. После изготовления станка внести дополнительные движения может оказаться проблематичным.
Наконец, станок необходимо скомпоновать таким образом, чтобы управляющие усилия были минимальными. Это означает, что подвижные узлы должны быть как можно легче. Подумайте - какую компоновку лучше выбрать: горизонтальную или вертикальную. Во-первых, от этого зависит удобство работы, а также загрузки и выгрузки обрабатываемых деталей. Во-вторых, при вертикальной компоновке стружка падает сразу на пол или в корыто, а не скапливается на основании или в механизмах станка.
Фрезерную головку следует выбирать максимально высокооборотную. Это является важным фактором, влияющим на качество обработки (уменьшается высота гребешков от фрезы).
Несколько примеров
Пантограф
Фото 1: станок для вырезания букв.
Применяется для плоской резьбы. В основе его конструкции лежит геометрическая фигура - параллелограмм. Одно из свойств этого механизма заключается в том, что узловые точки во время движения описывают эквидистантные кривые. Причем, если звено удлинять, то его конечная точка будет проходить большее расстояние. Это свойство позволяет использовать механизм для масштабирования.
На фото видно, что общая длина с копирующим наконечником на конце примерно в 2 раза длиннее стороны параллелограмма. Это означает, что механизм увеличивающий. Если наконечником копировать какую-либо фигуру, фреза в 2 раза ее уменьшит. Это позволит снизить погрешности копира. Не стоит забывать, что рисунок или шаблон при этом выполняется увеличенным.
Для изготовления пантографа потребуется покупной фрезер и несколько сухих досок. По-видимому, дешевле не бывает.
Станок с плоскопараллельным механизмом
Фото 2: контурное фрезерование
Область применения - также контурное фрезерование.
В отличие от пантографа, криволинейная траектория получается путем сложения 2-х взаинмо-перпендикулярных движений. 3-я ось служит для внедрения фрезы в толщу детали. Груз на противоположном конце поворотной рамы предназначен для уравновешивания системы.
Обратите внимание на небольшой изъян конструкции: груз лучше устанавливать на резьбовую шпильку, чтобы предусмотреть возможность регулировки.
Станок для объемного фрезерования
Фото 3: объемное фрезерование
В нижней части станины расположены 2 поворотных узла крепления копира и заготовки.
Фрезерная головка установлена на уравновешенной качающейся раме, которая при работе передвигается по взаимно перпендикулярным направляющим.
Вместо подшипников линейного перемещения или втулок скольжения, как в предыдущем устройстве, здесь используются роликовые каретки. Достоинством конструкции является открытое основание, благодаря чему облегчается удаление стружки.
Дупликарвер-2
Фото 4: станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы
Серийный станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы. Образец простоты: про такие конструкции говорят - две палки, две скалки. Имеет 5 управляемых осей:
- 4 поворота (боковые рычаги, поворотная рама, головка, рабочие столики);
- поперечное перемещение головки.
Продольное движение получается сложением 2-х поворотов: рычагов и рамы. В качестве силовой головки используется немецкий фрезер мощностью 500 Вт и с частотой вращения шпинделя 10 - 30 тысяч оборотов в минуту. Легко переносится одним человеком (вес - 28 кг).
Дупликарвер-3
Фот 5: обработка длиномерной объемной резьбы
К предыдущему станку добавлены еще 2 направляющих скалки (дополнительная линейная ось), а поворотные рабочие столики располагаются вертикально. В результате стало возможным обрабатывать длинномерную объемную резьбу.
Ниже показаны некоторые чертежи, которые могут быть полезными при изготовлении самодельного устройства.
Чертеж 1 - устройство пантографа
Чертеж 2 - схема фрезера, установленного на пантографе
Чертеж 3 - каретка для установки фрезера на плоско-копировальном устройстве
Видео: презентация самодельного копировального станка
Копировальный станок с ЧПУ своими силами - возможно ли это
Все рассмотренные выше устройства имеют ручное управление, то есть, несмотря на повышение производительности, человек остается прикован к механизму. Подобная работа довольно однообразна и утомительна. В массовом и крупносерийном производстве используют копировально-фрезерные станки, оснащенные числовым программным управлением (ЧПУ). Вся работа на таком оборудовании сводится к загрузке заготовок и снятию готовых изделий. В качестве примера на фото показан подобный станок.
От обычного фрезерного станка с ЧПУ копировальный отличается наличием программирующей системы. Традиционный станок с ЧПУ работает от управляющей программы, составленной оператором в системе, например, ARTCAM, по 3-D модели, которую разрабатывает на стадии проектирования инженер-конструктор. Если же изделие создано скульптором или дизайнером, его необходимо предварительно оцифровать, то есть создать 3-D модель. Эту работу выполняет инженер-программист.
На копировальном станке с ЧПУ управляющая программа составляется самой системой. При установке копируемого изделия дополнительная приставка ЧПУ ощупывает деталь и создает ее 3-х мерную модель, по которой автоматически формируется управляющая программа. Учитывая высокую стоимость комплектующих, проблемы с приобретением системы ЧПУ, изготовить самостоятельно копировальный станок с ЧПУ - что-то из области фантастики. Проще сделать фрезерный станок с ЧПУ (не копировальный), хотя с этим тоже не каждый справится.
Для тех, кто собирается заняться своим бизнесом, изготавливая поделки из дерева, а также для профессиональных столяров-краснодеревщиков изготовленный своими руками копировальный станок явится большим подспорьем. Его можно с успехом применять с целью художественного оформления загородной усадьбы, хозяйственных построек, детских площадок и других сооружений. Ювелирная, казалось бы, работа будет выполняться играючи и с высоким качеством.
Копир для токарного станка по дереву с ручным фрезером
Предлагаем вам самостоятельно сделать копировальное устройство с минимальными затратами по времени, станок можно запустить в «промышленное производство» точеных деталей уже к вечеру. «Режущим инструментом» будет ручной фрезер, технические характеристики по изготовляемым деталям зависят от технических характеристик токарного станка по дереву. Не смотря на то, что копир изготовлен с применением фанеры, он может изготавливать до сотни изделий с одного копира, согласитесь, что этого количества вполне достаточно для выполнения большинства оптовых заказов.
Приспособление выглядит не совсем «привлекательно» с точки зрения дизайна, но мы и не ставили перед собой такую задачу. Мы старались сделать наше «оборудование» максимально простым в изготовлении и более-менее надежным. Что в итоге и получилось. Как делается копир? Давайте знакомиться с ним ближе.
Устройство копира
Для режущего инструмента приспособлен обыкновенный ручной фрезер, конкретная модель никакого значения не имеет. Фрезер установите на опорную площадку, у нас размеры площадки 500×200 мм, сделана из листовой фанеры толщиной 12 миллиметров . Вы можете немного увеличивать или уменьшать линейные параметры площадки в зависимости от размеров ручной фрезы. На площадке сделайте отверстия для выхода фрезы и отверстия для установки крепежных болтов. Для того чтобы полностью исключить несанкционированные самопроизвольные подвижки фрезы во время работы, советуем вам установить на площадке дополнительные упорные бруски по периметру, бруски зафиксируйте саморезами, длина саморезов выбирается с учетом толщины фиксирующих брусков.
Фрезер нужно установить между упорными брусками, проверьте надежность его фиксации, любые колебания исключаются полностью. Дальний конец площадки должен «ездить» по трубе на всю длину токарного станка по дереву, мы использовали трубу Ø 25 миллиметра, вы можете брать для изготовления другие трубы. Главное, чтобы они выдерживали вес фрезера не прогибаясь, были абсолютно ровными и с идеально гладкой поверхностью. Концы трубы закрепите двумя деревянными брусками, в нашем случае использованы бруски 80×35 мм. Бруски прикрутите к корпусу токарного станка при помощи саморезов по металлу, не придется нарезать резьбу под болты. Если у вас устройство станка не позволяет крепить бруски таким способом, то решите эту проблему по-своему.
Установка главных конструктивных элементов самодельного копира
Настоятельный совет - не спешите во время изготовления оборудования, точеные детали под копир не прощают даже малейших нарушений не только технологии, но и расположения рабочих осей. Из этого следует, что ось трубы, по которой будет двигаться фрезер должна быть идеально параллельной оси вращения токарного станка. У нас само собой получилось, что ось трубы совпала с осью станка, но это условие не обязательно. Главное, чтобы режущий инструмент фрезы в крайнем нижнем положении совпадал с осью станка, а этот параметр можно регулировать уровнем расположения копира.
Труба фиксируется в глухих отверстиях брусков, перед фиксацией на нее нужно одеть два бруска, на которых будет установлена несущая площадка фрезера. Важное условие - бруски для площадки должны легко скользить по направляющей трубе, но шатания запрещаются. Проверьте этот параметр, при необходимости вручную притрите трубу и бруски. Потом закрепите к брускам опорную площадку фрезера и установите на ней фрезер. Еще раз проверьте плавность скольжения, обращайте внимание, чтобы шатания полностью отсутствовали. Не бойтесь таких «строгих» требований по качеству скольжения. Если вы имеете трубу с нормальной поверхностью и полностью ровную, то добиться плавного скольжения несложно.
Установка горизонтального бруска
Это второй «рабочий» элемент самодельного копира, по точности установки нужно соблюдать все вышеперечисленные требования. К горизонтальному бруску крепится шаблон профиля деталей. Для изготовления вполне подойдет брусок 70×30 мм, крепится саморезами к вертикальным деревянным стойкам, стойки зафиксируйте любым удобным способом к станине токарного станка. Верхняя кромка горизонтального бруска должна быть параллельной оси станка и находиться на одном уровне с ней. Если копир станет временно не нужным, то брусок легко снимается, установочная площадка для фрезера откидывается в крайнее заднее положение и токарный станок по дереву можно использовать по прямому назначению.
К рабочей площадке фрезера закрепите вертикальный упор, мы сделали его из тонкой фанеры, вы сможете использовать более прочные материалы, вплоть до металлических. Эта деталь будет во время точения двигаться по копиру и задавать пространственное положение фрезы, копир крепите максимально прочно. По толщине есть прямая зависимость: чем он тоньше, тем точнее будут сниматься размеры с шаблона. Но есть и другая зависимость - слишком тонкий копир затрудняет передвижение устройства по шаблону, выбирайте золотую середину. Высоту копира нужно регулировать уже после окончательной сборки станка, во время регулирования нужно соблюдать все перечисленные условия. Еще один момент. Если у вас копир из фанеры, то нужно сделать его съемным, это позволит быстро менять износившийся копир на новый во время вытачивания большого количества однотипных изделий.
|
Упор копира |
Как изготавливается шаблон
Здесь нет ничего нового. Нарисуйте на полосе фанеры или плиты ОСП конур вытачиваемой детали, проверьте еще раз все размеры и при помощи электрического лобзика аккуратно вырезайте. Кромки нужно обязательно отшлифовать, удалите зазубрины и неровности. Шаблон закрепите на горизонтальной рейке саморезами, во время фиксации соблюдайте все установочные размеры.
Некоторые особенности точения
Передвигать устройство придется только двумя руками, в противном случае возможно заедание на трубе. Еще одна проблема - радиусы закругления точеных деталей ограничиваются диаметром фрезы, это нужно иметь в виду во время выбора профиля точеных деталей. Практика показывает зависимость скорости подачи от диаметра фрезы: чем меньше диаметр фрезы - тем меньше должна быть подача и наоборот.
1 400 руб
1 800 руб
800 руб
1 450 руб
380 руб
1 300 руб
3 200 руб
900 руб
2 000 руб 2 200 руб
120 руб
Копировально-фрезерный станок применяется для создания копий изделий из дерева или другого материала определенной формы. Такие станки используют на крупных и мелких промышленных предприятиях, а также в домашних условиях для создания различных деталей. Далее опишем принцип работы подобного станка и дадим рекомендации, как сделать его своими руками.
1
Фрезерное оборудование с копировальной установкой используют для механической обработки различных плоскостей. С помощью качественного станка можно воспроизводить копии объемных форм, производить гравировку, делать узоры, рисунки. Главной его особенностью является простота конструкции, при этом на нем можно выполнять довольно сложный перечень работ.
Копировально-фрезерный станок
У такого оборудования простой принцип работы. Специальный копировальный щуп соединяется с рабочей плоскостью. Далее он механическими движениями создает контуры с шаблона или детали. На рабочей плоскости крепится фреза под дерево или металл, в зависимости от назначения станка, которая повторяет движения копировального щупа. Помимо этих деталей, стандартный станок также оборудуется системой зажима фрезы или фрезерной установкой, электромотором и системой направляющих. Обычно оборудование для простых работ по дереву или пластику состоит из трех основных элементов:
- рабочая поверхность с несущим элементом и каркасом;
- фреза или фрезерная установка с зажимным механизмом;
- копировальная установка (пантограф) и копировальный щуп.
В зависимости от типа копировально-фрезерного станка, он может работать в двух или трех измерениях. Для создания простого шаблона в двух измерениях достаточно стандартного варианта с прижимным профилем, но для производства и рассверловки трехмерных отверстий станок должен быть оборудован пневматической прижимной установкой, сверлом и дрелью или иной сверлильной установкой. В зависимости от конфигурации и возможностей, он может работать не только с деревом, но и с пластиком, чугуном и другими цветными металлами. Для этого станок оборудуется мощными и прочными фрезами под различные материалы, а копировальное оборудование совершенствуется под определенные формы.
Станки, сделанные своими руками, часто применяют в домашнем хозяйстве для сверления замочных отверстий, производства рамок или создания пазов в деревянных или металлических деталях.
2
На сегодняшний день существует большое количество оборудования копировально-фрезерного типа различных конструкций с определенными особенностями работы. Их стоимость, как правило, довольно высока, поэтому многие любители делают подобные устройства своими руками. Самодельный вариант, конечно, будет отличаться от промышленных аналогов, однако при соблюдении определенных условий он будет отлично справляться со своими функциями.
Копировально-фрезерный станок, изготовленный самостоятельно
Стандартная схема самодельного станка состоит из рабочей поверхности, несущей конструкции и головки фрезера, которая оборудуется электромотором с приводом для создания возможности работы головки на двух скоростях. Таким образом, чтобы сделать установку своими руками, вам потребуется набор определенного оборудования и инструментов, а именно:
- основной каркас из дерева или металла;
- деревянная фанера или панель, бруски, доски и рейки;
- крепеж в виде болтов, гаек, саморезов или гвоздей;
- фрезерная установка;
- набор ключей, пилы или ножовка по металлу для работы с деталями;
- система направляющих и металлические трубы;
- электромотор с приводом или ручной привод;
- сверла и сверлильная установка (для более сложных вариантов).
Вместо деревянного или металлического каркаса можно использовать, как базу, готовый фрезерный станок, однако закрепить устройство копирования на него намного сложнее, чем изготовить аппарат "с нуля". В таком случае придется практически полностью переделывать фрезерный станок, и на это потребуется больше времени и дополнительное оборудование.
3
Основой для изготовления станка своими руками будет ручная . Закрепите ее на деревянной опоре из толстой фанеры (не менее 12 мм толщиной). В опоре также делается несколько отверстий под крепеж и держатель фрезера. Дополнительно следует соорудить каркас и изготовить несколько брусков, которые устанавливаются по краям опоры, они будут придерживать аппарат во время работы.
Изготовление фрезерной установки
В качестве направляющей используем металлическую трубу среднего диаметра. На трубу устанавливаем каретку со вставленным в нее фрезером. На каретку крепим планку, которая играет роль копировального щупа, после чего необходимо зафиксировать горизонтальный брус, на который крепится основной шаблон. Станок, изготовленный по такому принципу, можно применять для обработки и создания копий с простых бытовых изделий, например, дверных ручек, замков, мебельных ножек. Фрезерная установка с мотором вставляется внутрь каретки и подключается к питанию. На опоре фиксируется шаблон, по нему передвигается копировальный щуп.
Фрезер работает от сети, каретка передвигается ручным способом, таким образом, чтобы рабочая головка повторяла движения щупа. Для создания более сложных моделей необходимо подключение дополнительных рабочих головок и установка привода с ременной передачей. Сейчас существует возможность подключения самодельной установки к программному обеспечению, однако для этого потребуется ЧПУ и дополнительное оборудование и инструменты. Такой самодельный станок будет справляться со своими бытовыми функциями достаточно хорошо.
4
Практика использования самодельных копировально-фрезерных станков различного типа показывает, что конечная деталь, изготовленная на таком оборудовании, имеет определенные несоответствия чертежам и формам и некоторые производственные дефекты в виде сколов и искривлений. Эти изъяны обусловлены постоянными вибрациями станка и перемещениями рабочей головки. Избавиться от них в бытовых условиях очень трудно.
Копировально-фрезерный станок своими руками
Чтобы избежать подобных недочетов в работе самодельного оборудования, рекомендуем изготавливать узкоспециализированные станки, а не оборудование универсального типа. То есть перед началом работ по изготовлению станка своими руками необходимо определиться, под какие конкретные детали его планируется использовать. Так можно оптимально подобрать вес и размеры копировально-фрезерного станка ручной сборки. Важно помнить, что чем больше размер деталей для обработки, тем мощнее и тяжелее должна быть рабочая установка.
Для больших деталей нужны дополнительные держатели и более массивная опора, это позволит максимально гасить вибрации, которые будут возникать при работе. Кроме того, лучше использовать электрический привод вместо ручного и следить за тем, чтобы направляющие имели достаточный запас прочности. Помните и о том, что от вида рабочей поверхности зависит плавность перемещения режущего оборудования в различных плоскостях, следовательно, и конечный результат.
В современном мире зачастую возникает необходимость создания копии чего-то или воспроизведения и повторения чего-либо. Для этой цели на многих предприятиях широко используются копировально-фрезерные станки, которые предназначаются для создания изделий, форма которых в наибольшей степени соответствует заданному исходному образцу. Они позволяют производить детали большими тиражами, при этом обеспечивая высокую скорость обработки и изготовления каждого элемента.
Особенности процедуры фрезерования
Фрезерование - это один из распространенных методов механической обработки. С помощью фрезерования проводят черновую, чистовую и получистовую обработку фасонной и простой поверхности заготовок из стали, цветного металла, чугуна и пластмасс. Фрезерование характеризуется высоким уровнем производительности, что позволяет в конечном результате получать изделия правильной геометрической формы.
Фрезерование может осуществляться двумя способами: процедура встречного фрезерования (против подачи), когда подача противоположна направлению вращения фрезы, и фрезерование попутное (по подаче), когда совпадают направления вращения фрезы и подачи. Используя фрезы, которые оснащены современными режущими материалами (минераллкерамикой, синтетическими сверхтвердыми), вы можете обрабатывать материалы, что закалены до высокой твердости, заменяя этим самым процедуру шлифования.
Фрезерные станки предназначаются для фрезерования поверхностей рычагов, планок, корпусов, крышек и кронштейнов простой конфигурации, сложной конфигурации контуров (типа шаблонов, кулачков), поверхностей корпусных деталей. Фрезерные станки разделяются на две основные категории: станки общего назначения и аппараты специализированные. К первой группе относятся станки продольно-фрезерные, консольные, бесконсольные и непрерывного фрезерования. Во вторую категорию входят станки резьбофрезерные, зубофрезерные, шлицефрезерные, шпоночно-фрезерные и копировально-фрезерные.
Предназначение копировально-фрезерного станка
Копировально-фрезерные станки принято использовать для выполнения копировальных работ по объему и на плоскости, а также по объему с применением объемных моделей и соответствующих копиров, для гравирования разных фасонных профилей, узоров, орнаментов и надписей, а также для легкой фрезерной работы. Бесспорный плюс подобных агрегатов в том, что он способен выполнять при собственном простом устройстве невероятно сложные узоры.
На станке можно совершать различные фрезерные работы по стали, чугуну и цветным металлам с помощью быстрорежущего и твердосплавного инструмента в условиях крупно- и мелкосерийного производства. На подобных станках изготовляются гребневые винты судов, лопатки турбореактивных двигателей и паровых турбин, рабочие колеса гидротурбин, вырубные и ковочные штампы, прессовые и литейные формы, разные кулачки, штампы, пресс-формы, металлические модели и заготовки.
Такое оборудование используется также для сверления отверстий под рукоятки, замки, шпингалеты, металлические петли, а также выполнение рамок для зеркал и каналов любого размера на пластиковых и алюминиевых профилях, как на видео о копировально-фрезерных станках. На универсальных станках процедура обработки подобных изделий является практически невозможной.
Копировально-фрезерный станок предназначается для фрезерования криволинейных деталей методикой копирования по шаблону, с которого копируется форма будущего изделия. Использование шаблонов позволяет исключить при такой сложнейшей операции влияние человеческого фактора, и все готовые детали как следствие имеют одинаковую форму.
Для изготовления нескольких полностью идентичных изделий можно не только использовать единый шаблон, но и все последующие детали изготовить по образцу первой. Однако для самого точного повторения рекомендуется дополнить станок копирующим устройством, которое называется пантографом. Его конструкция бывает различной, но функция одна во всех случаях - точнее передать вдоль профиля движение копирующей головки режущему устройству.
Конструкция копировально-фрезерного станка
Копировально-фрезерный станок предназначен для обработки профилей (фрезерование плоскостное) или рельефов (фрезерование объёмное) изделий с помощью режущего твердосплавного инструмента — фрезы. Фреза воспроизводит на изделии контур или поверхность задающего устройства — копира. Задающее устройство ручного копировально-фрезерного станка имеет пневматическую, механическую или гидравлическую связь с системой слежения, которая отвечает за направление режущего инструмента, с одной стороны действуя на усилительное устройство, а с другой оказывая воздействие на исполнительный орган.
В качестве копира может выступать плоский шаблон, пространственная модель, эталонная деталь, контурный чертеж, а копировальным устройством служит щуп, копировальный ролик или палец, фотоэлемент. Образцы для копирования могут быть изготовлены из металла, пластмассы или древесины. Обрабатываемая деталь и копир закреплены на вращающемся столе.
Исполнительным органом может выступать золотник, винт, соленоид, электромагнитная муфта, дифференциал. В усилительных устройствах копировально-фрезерных станков используют электромагнитные, гидравлические или электрооптические реле. Шероховатость поверхности заготовки и точность профиля находятся в зависимости от скорости передвижения следящего устройства: достигается шероховатость №6 и точность профиля 0,02 миллиметра. Привод исполнительной цепи совершается от силового гидроцилиндра и электродвигателя.
Копирование в установленном масштабе проводится при помощи специального устройства под названием пантограф. Если вас интересует, как в домашних условиях сделать самому копировально-фрезерный станок, то можете его дополнить этим устройством. Пантограф имеет конструктивно направляющий палец, который расположен на оси и перемещается по копиру, ось вращения и инструментальный шпиндель. При перемещении по копиру пальца на заготовке шпиндель описывает геометрически подобную фигуру. А масштаб копирования определяется пропорциями плеч пантографа.
Виды копировально-фрезерных станков
По виду привода различают такие основные типы копировально-фрезерных станков: с пантографом, что предназначен для работы в 2 и 3 измерениях; универсальные аппараты с пантографом, который расположен на поворотном рукаве в вертикальной плоскости; одно- и многошпиндельные агрегаты с прямоугольным и круглым столом; с механической подачей, электро- и гидрофицированные, а также фотокопировальные.
Выделяют несколько видов подобных фрезерно-копировальных станков, которые различаются по уровню автоматизации и прижиму обрабатываемой заготовки:
- Ручной или настольный копировально-фрезерный станок с механическим прижимом профиля. При его помощи можно производить процедуру рассверловки отверстий различной формы по шаблону, однако для тройных отверстий потребуется трехшпиндильная насадка на станок или дрель.
- Автоматический (стационарный) фрезерно-копировальный станок с пневматическим прижимом профиля. Такие станки также не позволяют проделать тройные отверстия для установки ручек и, как правило, используются для производства алюминиевых конструкций.
- Автоматический (стационарный) фрезерно-копировальный станок с пневматическим прижимом профиля и 3-шпиндельной насадкой для проведения рассверловки тройных отверстий.
Принцип работы копировально-фрезерного станка
Обработку изделий на копировально-фрезерном станке проводят по задающему устройству (копиру), действие которого вызывает через копировальное устройство соответствующее перемещение относительно заготовки специального режущего инструмента. Через копировальное устройство копир воздействует на исполнительные органы, при этом заготовка и фреза воссоздают в относительном движении поверхность, которая задана на копире.
Главными движениями являются вращение шпинделя, перемещение стола и салазок по контуру, движение шпиндельной головки при врезании. Вспомогательные движения — ускорение перемещения салазок, шпиндельной головки и стола, установочные перемещения на столе трейсерного столика, упоров, копировального пальца и зажим шпиндельной головки.
Копировально-фрезерные станки по алюминию способны работать по 2 схемам слежения: действия с обратной связью и простого действия. Копировальный щуп и фреза в схеме простого действия между собой жестко связаны, и фрезе передается перемещение щупа по копиру. Отклонение копировального щупа в схеме с обратной связью вызывает рассогласование в положении копировального щупа относительно фрезы.
Результат подобного рассогласования поступает в специальную следящую систему, которая исполнительному устройству выдает сигнал на корректировку траектории движения инструмента. Жесткой связи фрезы и копира в этом случае нет, и копир силы резания не воспринимает, а только передает исполнительным органам соответственный сигнал.
Существует две разновидности копировального фрезерования — объемное и контурное. Кривая копира при контурном копировании может размещаться в плоскости, что параллельна или перпендикулярна оси фрезы. Стол в первом случае с копиром и заготовкой перемещается в продольном направлении, контроль изменения кривой совершается благодаря вертикальному перемещению врезы и копирного пальца. Стол с копиром и заготовкой во втором случае перемещается в поперечном и продольном направлении соответственно форме кривой линии копира.
Сложная пространственная поверхность заготовки при объемном копировании обрабатывается фрезой последовательно, посредством нескольких параллельных ходов стола, то есть контурное копирование выполняется при каждом рабочем ходе. В конце прохода фреза смещается относительно заготовки перпендикулярно строке на величину поперечной подачи, затем происходит следующий рабочий ход.
Также существуют копировально-фрезерные станки прямого действия, в которых щуп фрезе передает движение через пантограф. Подобные станки в основном используют для легких гравировальных и фрезерных работ. При использовании пантографа можно проводить, кроме копирования, уменьшение масштаба заготовок по отношению к копиру. Перемещение копировального щупа по копиру, который установлен на столе станка, передается шпинделю, что при обработке заготовки описывает контур, подобный геометрически копиру.
Копировально-фрезерный станок своими руками
В настоящее время на рынке представлены фрезерно-копировальные станки самой разной конструкции и уровня сложности. Однако купить таковой не всегда возможно, да и цена копировально-фрезерного станка достаточно велика. Поэтому часто перед нами возникает вопрос, как изготовить копировально-фрезерный станок в домашних условиях.
Безусловно, самодельные станки не могут с промышленными моделями полностью конкурировать, но все-таки они являются работоспособными и позволяют изготовить высококачественные копии. Хочется сразу оговориться, что копирующее устройство приспособить к промышленному фрезерному устройству будет очень сложно, и это касается, прежде всего, кардинальной переделки всего аппарата. Поэтому самодельный копировально-фрезерный станок собрать проще всего практически «с нуля» при использовании системы тяг и электрического двигателя с зажимным патроном для фрезы.
Конструкций копировально-фрезерных станков может быть много. Типовая конструкция аппарата следующая: станок конструктивно состоит из рабочего стола, несущей рамы и фрезерной головки. Рабочая поверхность может регулироваться по высоте, фрезерная головка оборудована электрическим двигателем привода и передаточным двухступенчатым механизмом, который обеспечивает две скорости фрезерного вала.
Многие домашние хозяева сетуют, что при копировании изделия получившаяся деталь имеет много изъянов и несоответствий, которые появились при смене направления фрезы, вибрации и дрожании опорной конструкции. Неприятностей добавляют прогибания и искривления заготовки, что связаны с увеличением внутреннего напряжения из-за выборки дерева. Избежать всех недочетов при изготовлении самодельного копировально-фрезерного станка невозможно. Просто рекомендуется делать копировальный станок узкопрофильным, а не универсальным.
Самодельный копировально-фрезерный станок должен быть оптимизированным под производство конкретных изделий, которые необходимы именно вам. К примеру, для эффективного изготовления деревянной части ружья и винта для пропеллера требуются различные технические решения, их не получится в одном станке объединять, и возникнуть могут побочные, трудноисправляемые эффекты. Таким образом, практичнее станки собирать под какие-то определённые задачи. Такой подход может вам избежать многих затрат и трудностей.
Немаловажный фактор - это размер станка. Чем вы большее изделие планируете обрабатывать, тем конструкция должна быть массивнее. Необходимо, чтобы вибрации, которые передаются от привода фрезы, поглощались весом опорной конструкции станка. Нагрузки должны выдерживаться направляющими осями, которые также должны иметь запас прочности и не прогибаться. Оптимальные параметры при проектировании копировально-фрезерного станка своими руками подбираются опытным путём, это обеспечивает плавный ход фрезы.
При конструировании копировально-фрезерного станка определите вид деталей, которые будете изготавливать. Для выполнения граверной работы и для фрезерования длинных изделий требуется разный рабочий стол и метод закрепления на нем заготовок с шаблоном. Свобода перемещения в различных плоскостях режущего инструмента зависит от вида рабочего стола.
От изготавливаемых деталей и их материала зависит мощность электродвигателя, который вращает фрезу и устанавливается на самодельном копировально-фрезерном станке. Для гравировки и фрезерования деревянных изделий достаточно 150-200 ваттного электрического мотора постоянного тока.
Для обеспечения процедуры точного копирования нужно между собой жестко соединить копирующий щуп и устройство, закрепив в нем режущий инструмент. При этом их высота и плоскости над рабочим столом должны совпадать полностью. Созданную жесткую конструкцию следует установить над рабочим столом таким способом, чтобы она могла перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскости вдоль осей, которые создаются условно сторонами рабочего стола.