Ручной либо автоматический стационарный копировально-фрезерный станок по алюминию либо другому металлу представляет собой агрегат, который позволяет создавать изделия, максимально идентичные по форме исходному заданному образцу.
1 Предназначение копировально-фрезерного агрегата
Рассматриваемые в данной статье фрезерные установки оптимальны для производства копировальных работ на плоскости и по объему с использованием соответствующих копиров и моделей объемного типа. Также они применяются для:
- выполнения несложных фрезерных работ;
- гравирования всевозможных орнаментов, фасонных профилей, надписей, узоров и так далее.
Важно, что при сравнительно простой и понятной конструкции такие станки могут выполнять по-настоящему сложные орнаменты, фрезеровать при помощи инструментов, сделанных из , изделия из цветных металлов, чугуна и стали.
На промышленных предприятиях, занятых мелко- и крупносерийным производством, копировально-фрезерные установки дают возможность выпускать:
- металлические заготовки и модели;
- лопатки паровых турбин и двигателей на турбореактивной тяге;
- разнообразные штампы и кулачки;
- штампы (ковочные и вырубные);
- литейные и пресс-формы;
- винты (гребневые) плавательных средств.
Явным преимуществом копировально-фрезерных агрегатов перед универсальными является то, что на них можно сверлить отверстия под стальные петли, замки, рукоятки, шпингалеты, делать рамки разных геометрических параметров для зеркальных поверхностей и каналов на профилях из алюминия и пластика.
Описываемые станки фрезеруют криволинейные заготовки по подготовленному шаблону технологией копирования. Именно благодаря такой методике обеспечивается одинаковая форма всех готовых деталей. Причем вероятность ошибки работника, обслуживающего агрегат, сводится к нулю. То есть пресловутый "человеческий фактор" не оказывает никакого негативного влияния на производственный процесс.
Чтобы сделать на копировальном станке ряд абсолютно одинаковых деталей, допускается применять не только шаблон, но и любое изделие, которое было изготовлено по нему. При этом специалисты настоятельно советуют дополнительно оснастить агрегат пантографом – специальным механизмом, передающим максимально точно движение режущему инструменту вдоль профиля головки установки.
2 Копировально-фрезерный станок – принцип работы
Интересующие нас агрегаты осуществляют обработку заготовок по копиру, который посредством специального узла (копировального механизма) дает команды различным исполнительным устройствам станка. Причем фреза установки и непосредственно деталь, подвергаемая фрезерованию, воссоздают поверхность, заданную на копире, в относительном движении.
Передвижение по контуру салазок и рабочего стола агрегата, а также вращение его шпинделя – это операции, которые причисляют к главному движению. А к второстепенным (вспомогательным) относят следующие действия:
- перемещения установочного характера копировального пальца, упоров и трейсерного столика;
- ускорение движения рабочего стола, головки шпинделя и салазок;
- зажим головки шпинделя.
Копировальное фрезерование принято подразделять на два типа:
- контурное;
- объемное.
При контурной обработке кривая копира располагается в перпендикулярной либо параллельной оси рабочего инструмента. В первом случае рабочая поверхность с деталью и копиром передвигается в продольном и поперечном направлении по кривой линии последнего. Во втором – только в продольном. При этом контроль за модификациями кривой становится возможным за счет перемещения копирного пальца и фрезы по вертикали.
При объемном фрезеровании заготовка имеет пространственную сложную поверхность, которую получается обработать выполнением параллельных (двух и более) ходов рабочего стола. По сути, в данной ситуации речь идет о том, что при каждом ходе производится контурное фрезерование. Рабочий инструмент после каждого прохода относительно детали смещается на показатель поперечной подачи перпендикулярно строке. А затем выполняется следующий ход стола.
Для несложных фрезерных и гравировальных мероприятий обычно используются так называемые "прямые" копировально-фрезерные установки. В них пантограф передает движение инструменту посредством щупа. На станках, оснащенных пантографом, кроме того, выполняют уменьшение (по отношению к копиру) масштаба обрабатываемых заготовок.
3 Конструкция копировально-фрезерного станка – чертежи, фрезы для агрегата
Важнейшим рабочим инструментом такого агрегата является фреза, которая предназначена для воспроизведения поверхности либо контура копира на заготовке. Копир чаще называют задающим устройством. Оно связано с механизмом слежения, предназначенным для контроля направления подачи фрезы. Указанная связь может быть:
- механической;
- пневматической;
- гидравлической.
Копировальным устройством является:
- фотоэлемент;
- специальный копировальный палец либо ролик.
А под копиром понимают сделанные из металла, пластмассы, древесины:
- контурный чертеж;
- пространственную модель;
- шаблон плоского вида;
- эталонную заготовку.
Копир и заготовка, которую необходимо обрабатывать, крепят на вращающемся столе.
Исполнительная цепь агрегата приводится в движение электродвигателем и гидравлическим цилиндром. Под исполнительным органом установки при этом понимают дифференциал, соленоид, золотник, муфту с электромагнитами или винт. Обязательным узлом копировально-фрезерного оборудования является реле, которое входит в усилительное устройство станка. Реле может быть:
- гидравлическим;
- электромагнитным;
- электрооптическим.
По большому счету любой домашний умелец, обладающий определенными техническими знаниями, может изучить чертежи, и сделать собственный ручной копировальный агрегат, который будет прекрасно справляться с фрезерными операциями.
4 Классификация копировально-фрезерных агрегатов
Весь спектр таких станков делят на несколько разных типов:
- гидрофицированные;
- оснащенные пантографом, который может функционировать в двух и трех измерениях;
- фотокопировальные;
- универсальные (в них тоже есть пантограф, размещаемый в вертикальной плоскости на поворотном рукаве);
- электрофицированные;
- много- и одношпиндельные с круглым или прямоугольным столом.
По виду прижима фрезеруемой детали и степени автоматизации агрегаты подразделяют на три вида:
- Автоматические установки, в которых профиль прижимается пневматическим устройством. Они применяются чаще всего для обработки заготовок из , и не могут использоваться для сверления тройных отверстий.
- Настольные (иначе говоря – ручные) станки. Также не подходят для тройных отверстий, но способны выполнять операцию рассверловки по шаблону одинарных отверстий. Для расширения их функциональности допускается монтаж на дрель или станок трехшпиндельной насадки. Настольные агрегаты оснащаются прижимом механического типа.
- Автоматические установки с трехшпиндельной насадкой и пневматическим прижимом. Они по праву считаются самыми функциональными и широкоуниверсальными.
Для осуществления полного спектра работ по дереву ручным фрезером или на фрезерном столе необходимы не только обычные приспособления, такие как различного размера фрезы, но и дополнительные устройства, которые помогут исполнить более сложные работы. Инструмент должен обладать возможностью создавать заготовку такой формы, какая нужна согласно задумке мастера.
Некоторые такие устройства входят в комплект к прибору, но если их нет в наличии или если его планируется изготовить самостоятельно, то и дополнительные детали можно сделать вручную. Как правило, они достаточно просты в изготовлении. Кроме различных упоров можно изготовить и копир для фрезера своими руками и установить конструкцию на основу-каркас.
Соорудить фрезерно-копировальный станок можно самостоятельно с использованием ручного фрезера. Прибор может быть различной конструкции, но задание у него одно — как можно четче передать по профилю-держателю движения рабочей головки устройству, которое вырезает материал.
Купить готовый станок с копиром не всегда является возможным, поэтому часто его делают самостоятельно из подручных средств. Его рекомендуют собрать сначала, приспособить копир к серийному прибору трудно, это требует глубокой его переделки.
Характеристика самих работ
Фрезеры, оборудованные копирами, используются для объемных манипуляций и по обработке плоскостей. Они справляются с работами, в которых используются объемные формы, гравировка различной формы, рисунков, узоров, надписей. Простые фрезерные функции им тоже под силу. Подобные конструкции отличаются своей простотой, но при этом способны выполнять удивительно сложные орнаменты и формы.
Для работ таким станком подойдет не только дерево, но и чугун, сталь, цветные металлы, для этого используют быстрорежущий инструмент из твердых сплавов. В промышленных масштабах на подобных агрегатах, но, конечно, более габаритных, выполняют лопатки двигателей для самолетов, корабельные винты, гребни гидротурбин, различные модели, металлические заготовки, штамповки, литые и прессованные детали.
Сделанный копир своими руками применяется при сверлении замочных отверстий, под шпингалеты. Им можно сделать рамки, пазы, каналы любых размеров в пластиковых и металлических профилях.
Но самое интересное, что на нем можно фрезеровать криволинейные детали, копируя их по шаблону. Последние позволяют выполнить точную копию и исключить при таких сложных работах человеческий фактор. Детали имеют точную, идеально одинаковую форму.
Идентичные детали изготовляются с применением шаблона, все последующие детали можно изготовлять по образцу первой. Для самого четкого и точного копирования фрезер оборудуют копиром, такое устройство называется еще пантографом.
Вернуться к оглавлению
Принцип работы и устройство
Вкратце принцип работы копира такой: при помощи щупа обводятся контуры оригинала копируемого объекта или шаблона. Щуп соединен с рабочей плоскостью, на другом конце которой крепится фрезер, таким образом, все движения щупа повторяет головка фрезера.
В станках есть система направляющих, электродвигатель и патрон для зажима фрезы или фрезер. Тут описывается простая конструкция.
Стандартная конструкция состоит из:
- рабочей поверхности и несущего каркаса;
- фрезерной рабочей головки;
- копировального щупа.
Чтобы сделать копир своими руками для ручного фрезера, потребуется:
- каркас из дерева или металла, если на основе токарного станка, то такой станок;
- доски и рейки, толстая фанера, деревянные бруски;
- крепежные элементы (болты, гайки, саморезы);
- фрезер;
- набор гаечных ключей, ножовка для вырезания необходимого размера деревянных деталей;
- труба из металла, направляющие;
- сверла по дереву и металлу;
- ременной привод и электромотор (если будет не с ручным, а с автоматическим приводом).
Рабочая плоскость выставляется по высоте, головка оборудуется электродвигателем привода и двухступенчатым механизмом передач, он создает две скорости вала фрезера. Это для более сложных конструкций.
Если есть токарный станок и ручной фрезер, можно соорудить очень неплохой копировальный станок, который будет работать по объемным заготовкам. Для этого потребуется минимум деталей.
Копир своими руками изготовить не так уж и трудно.
В качестве главного инструмента берут ручной фрезер. Его устанавливают на основе из толстой фанеры (12 мм), ее параметры 500/200 мм.
На ней делается отверстие под подошву фрезера и крепежных болтов. Также делается каркас и опоры из брусков, это служит дополнительной стабилизацией и фиксацией инструмента. Два бруска поменьше фиксируют к плоскости фанеры по краям. Фрезер монтируется между этими двумя брусками штырями (болты или гвозди) сквозь отверстия в его подошве и проделанные в фанере.
Площадка своим далеким концом скользит по трубе вдоль конструкции, то есть она прикреплена на брусок, который ходит по ней. Можно взять трубу из металла 1 и ¾ дюйма. Она закреплена между двумя кубическими брусками, она как бы нависает с кареткой и фрезой над станком. Кроме того, она откидная. Эти бруски крепятся саморезами к каркасу. Труба выставляется как можно ровнее по оси станка, она совпадает с его осью. На нее также насажены два деревянных куба с отверстиями, соответствующими ей, чтобы обеспечить скольжение. Вот к ним-то и крепится такая каретка.
На фасадной стороне каркаса станка крепится также еще один брусок, но уже горизонтальный, на нем фиксируется шаблон профиля. Фиксируется он к двум стойкам из дерева по вертикали с двух его сторон. Верхняя часть его идет точно по оси станка. При ненадобности копира он снимается, фрезер вместе с кареткой откидывается. На ней снизу крепится посредине вертикальная поперечина, она скользит по выемкам шаблона, копируя рельеф. Это собственно копир, он крепится саморезами, в случае чего его можно снять и заменить или отрегулировать высоту. На брусок по фасаду саморезами крепится шаблон. Площадка двигается руками.
Такой станок предназначен для простых объемных деталей типа ножек стула, подсвечников, где нет витых элементов.
Как в производственных, так и в домашних условиях нередко возникает необходимость изготовить деталь, формы и размеры которой полностью идентичны исходному образцу. На предприятиях эта задача решается при помощи такого устройства, как копировально-фрезерный станок, который позволяет изготавливать копии исходной детали большими сериями, отличается высокой скоростью, а также качеством выполняемой обработки.
Что собой представляет процесс фрезерования
Копировально-фрезерные станки и любое другое оборудование фрезерной группы можно встретить практически на любом промышленном предприятии. Объясняется это тем, что операция фрезерования - это один из наиболее распространенных методов, используемых для выполнения механической обработки. Данная технология позволяет выполнять широкий перечень черновых, получистовых и чистовых операций с простыми и фасонными заготовками из черного, а также цветного металла, работать по дереву и пластику. На современном фрезерном оборудовании с высокой точностью и производительностью обрабатываются детали даже самой сложной формы.
Различают два основных типа фрезерования: встречное (подача и вращение инструмента разнонаправлены) и попутное (инструмент вращается в ту же сторону, что и осуществляется подача). Режущая часть инструментов, выполняющих фрезерование, изготавливается из различных материалов, что дает возможность не только успешно работать по дереву, но и выполнять обработку (шлифовку в том числе) даже самых твердых металлов и сплавов, искусственного и натурального камня.
Фрезерное оборудование подразделяется на два вида: общего назначения и специализированное, к которому и относится копировально-фрезерный станок.
Возможности копировально-фрезерного оборудования
Копировальный станок, относящийся к фрезерной группе, разработан для копировально-фрезерных работ с плоскими и объемными деталями. Кроме того, на таком устройстве можно выполнять гравировку фасонных профилей, наносить на изделия надписи и узоры (даже высокой сложности), осуществлять легкие фрезерные операции по дереву и другим материалам.
Используя инструменты с режущей частью из различных материалов, на копировально-фрезерных станках обрабатывают детали, выполненные из чугуна, разных сортов стали и цветных металлов. На таких устройствах для выпуска деталей мелкими и крупными сериями успешно производят лопатки турбореактивных двигателей и паровых турбин, гребные винты для судов, штампы вырубного и ковочного типа, рабочие колеса для гидротурбин, формы для прессования и литья, пресс-формы и т.д.
На копировально-фрезерном станке выполняются технологические операции, практически недоступные универсальному оборудованию. Принцип работы такого станка основан на методе копирования, для выполнения которого используется специальный шаблон. Применение шаблона исключает человеческий фактор при обработке даже сложнейших деталей, благодаря чему все готовые изделия имеют одинаковую форму и геометрические размеры. Что удобно, один шаблон можно использовать для точного изготовления большой партии деталей, которые будут полностью идентичны между собой.
Для того, чтобы копирование формы и размеров шаблона было максимально точным, на копировально-фрезерном станке устанавливают копир (пантограф для фрезера). Назначение такого устройства - точная передача всех движений копировальной головке режущему инструменту.
Как устроен копировально-фрезерный станок
Копировально-фрезерные станки, как упомянуто выше, используются для плоскостного (обработка профилей) и объемного (обработка рельефов) фрезерования. В качестве рабочего инструмента на них применяются фрезы, которые, обрабатывая контур или объемную поверхность детали, повторяют движения копира. Связь рабочего органа и системы слежения у ручных станков обеспечивается за счет механических, пневматических или гидравлических элементов, нужных для формирования усилия, передаваемого от копира на рабочий орган копировально-фрезерного станка.
Шаблоном на таких станках выступает плоская контурная или пространственная модель, деталь-эталон или контурные чертежи, а элементом, считывающим форму и размеры шаблона, - копировальный палец или ролик, специальный щуп, фотоэлемент. Для изготовления шаблона можно использовать алюминиевый лист или лист из другого металла, пластик или древесину. Шаблон и обрабатываемая деталь располагаются на вращающемся рабочем столе станка.
Рабочий орган копировально-фрезерного оборудования приходит в движение благодаря таким конструктивным элементам, как винт, золотниковый клапан, соленоид, дифференциал или электромагнитная муфта. Реле, устанавливаемые в усилительных устройствах копировально-фрезерных станков, бывают электромагнитными, гидравлическими или электрооптическими.
Качество обрабатываемой детали (шероховатость поверхности, точность формы и размеров) зависит от такого параметра, как скорость перемещения следящего устройства. При этом можно добиться следующих характеристик готового изделия: шероховатость – №6, точность профиля – 0,02 мм. Основными элементами исполнительной цепи такого оборудования являются электрический двигатель и гидравлический цилиндр.
Пантограф, устанавливаемый на копировально-фрезерном оборудовании, обеспечивает копирование в заданном масштабе. Конструкцию пантографа составляют направляющий палец, его ось, инструментальный шпиндель и отдельная ось вращения. Шпиндель и направляющий палец располагаются на одной рейке, от соотношения плеч которой зависит масштаб копирования.
Перемещаясь по контуру шаблона, палец приводит в движение рейку, свободно вращающуюся на оси. Соответственно, на другой стороне рейки шпиндель станка совершает идентичные движения, обрабатывая заготовку. На копировально-фрезерных станках, которые изготавливаются своими руками, такое устройство также не будет лишним, его наличие значительно увеличивает функциональность оборудования.
Разновидности станков копировально-фрезерной группы
Оснащение копировально-фрезерного станка может включать приводы различного типа. На основе этого параметра выделяют:
- оборудование с пантографом (пригодное для обработки деталей в 2–3 измерениях);
- устройства с копиром, закрепленным на поворотной рейке, перемещающейся в вертикальной плоскости;
- одно- и многошпиндельные станки, оснащенные поворотными столами круглой или прямоугольной формы;
- станки, подача на которых обеспечивается за счет механических, электрических, гидравлических устройств;
- фотокопировальное оборудование.
Самодельный копировальный станок может относиться к любому из этих типов (в том числе и к копировально-шлифовальным станкам). Надо только найти в интернете чертежи и подобрать комплектующие.
По степени автоматизации и способу фиксации обрабатываемой детали выделяют следующие категории копировально-фрезерных станков:
- ручные или настольные, на которых заготовка фиксируется механическим способом (на этих устройствах можно рассверливать отверстия различной формы в соответствии с шаблоном);
- автоматическое оборудование стационарного типа, заготовки на котором фиксируются при помощи пневматических прижимов (на таких станках работают с алюминием);
- автоматическое оборудование стационарного типа с пневматическими прижимами, на котором установлена трехшпиндельная головка (на этих копировально-фрезерных станках одновременно рассверливают тройные отверстия, что не позволяют выполнять агрегаты двух предыдущих типов).
Как работает копировально-фрезерный станок
Как было замечено выше, на копировально-фрезерном станке заготовка обрабатывается с помощью задающего устройства - копира. Все перемещения копира по контуру или поверхности шаблона передаются благодаря специальному (копировальному) устройству на рабочую головку станка, в которой закреплена фреза. Таким образом, режущий инструмент в точности повторяет все те движения, которые совершает копир, используемый для оснащения фрезера.
Движения элементов копировально-фрезерного станка в процессе обработки детали подразделяются на главные (вращение и перемещение шпинделя при врезании инструмента в материал заготовки, перемещение по контуру рабочего стола и салазок) и вспомогательные (движение шпиндельной головки, салазок и стола в ускоренном режиме, а также установочные перемещения, которые совершают трейсерный столик, копировальный палец, упоры и зажим, фиксирующий шпиндельную головку).
В копировально-фрезерных станках, работающих по алюминию, могут быть реализованы две схемы слежения: простое действие и действие с обратной связью. При реализации схемы прямого действия рабочий орган станка совершает движения за счет того, что он жестко связан с копиром. Схема обратного действия не предусматривает такой связи и перемещения от копира на рабочий орган передаются не напрямую, а через следящую систему.
Как уже говорилось выше, на копировально-фрезерных станках выполняют контурное и объемное фрезерование. При контурном фрезеровании движения копира происходят в плоскости, параллельной или перпендикулярной оси инструмента. В первом случае перемещение рабочего стола оборудования может быть только продольным, а фреза и копировальный палец двигаются вертикально. Во втором случае стол двигается как в продольном, так и в поперечном направлении. При объемном фрезеровании деталь обрабатывается поэтапно – благодаря нескольким передвижениям стола и инструмента, совершаемым в параллельных плоскостях.
Схема прямого действия может быть реализована и через пантограф, который позволяет уменьшать размеры готовых изделий по отношению к размерам используемого шаблона (масштабировать). Чаще всего такое дополнительное устройство, которое легко сделать и самому, устанавливают на станки, используемые для гравировочных и легких фрезерных работ.
Очередная вариация сделанного самостоятельно станка
Как изготовить копировально-фрезерный станок своими руками
Приобрести копировально-фрезерный станок для оснащения своей мастерской хотели бы многие домашние умельцы, но стоимость такого оборудования достаточно велика. Между тем, обладая желанием, затратив не так много времени, сил и финансовых средств, можно изготовить такое оборудование своими руками.
Естественно, самодельное копировально-фрезерное оборудование не сравнится с профессиональным по своей мощности, надежности и функциональности, но и на таких станках можно выполнять качественные копии, работать с их помощью по дереву и обрабатывать заготовки из других материалов. Многие пытаются приладить копирующее устройство к уже имеющемуся , однако это нецелесообразно, так как при этом приходится переделывать практически весь станок. Как показывает практика, свой самодельный станок копировально-фрезерного типа лучше собирать с нуля, подобрав для этого соответствующие комплектующие.
Ниже на фото приведен пример самодельного станка с дополнением в виде видео. Создатель станка ведет повествование по-английски, но в принципе все вполне понятно и без перевода.
Своими руками копировально-фрезерное устройство проще всего изготовить по типовой схеме, которая включает в себя несущую конструкцию – раму, рабочий стол и фрезерную головку. Приводом для обеспечения вращения рабочего инструмента является электродвигатель, передающий движение через двухступенчатый механизм, позволяющий получать две скорости. Рабочий стол этого самодельного устройства можно регулировать по высоте.
Многие из тех, кто копировально-фрезерный станок изготовил своими руками, отмечают, что при смене режимов работы, у такого оборудования начинает проявляться масса недостатков. Наиболее распространенными из таких недостатков являются вибрации рамы станка, искривление заготовки и ее прогиб, некачественное выполнение копирования и др. Чтобы избежать таких проблем, лучше всего делать копировально-фрезерное устройство узкоспециализированным и сразу настраивать его на обработку однотипных заготовок. Объясняется это тем, что самому учесть все недочеты, которые будут возникать у универсального оборудования при смене режимов работы, практически невозможно.
Фрезерование – это вид механической обработки материалов при помощи специального режущего инструмента – фрезы. Метод позволяет получить высокий квалитет точности и степень шероховатости обрабатываемой поверхности. К тому же его отличает значительная производительность.
Обработка поверхностей осуществляется методом встречного фрезерования, когда вращение режущего инструмента противоположно направлению подачи, и попутным фрезерованием – способом, при котором направление вращения фрезы и подачи идентичные. Используя фрезы с режущими кромками из современных сверхтвердых материалов, можно заменить операцию шлифования.
Фрезерное оборудование разделяется на универсальное и специализированное. В первом случае это станки общего назначения для выполнения продольного и непрерывного фрезерования, с инструментом, установленным на консоли и нет. Во втором – механизм для нарезания резьбы, шлицов, изготовления шестерен и шпоночных пазов и фрезерования по копиру.
В производстве зачастую возникает потребность в изготовлении нескольких штук, партии, а то и серии идентичных деталей. Для этого используют фрезерное оборудование, оснащенное пантографом.
В домашнем хозяйстве функции фрезерного станка, как правило, выполняет ручной фрезер. Для выполнения максимального перечня работ фрезер оснащается целым комплектом приспособлений. Основная оснастка поставляется вместе с оборудованием, дополнительная приобретается или изготавливается самостоятельно. Это самые различные упоры, прижимы, шаблоны. Но можно пойти еще дальше и изготовить копир для фрезерования объемных деталей.
Фрезерно-копировальное оборудование: принцип работы
Принцип работы такого устройства заключается в четкой передаче движений копировальной головки через профиль-держатель режущему инструменту.
Приобрести копировальный фрезерный станок довольно трудно, поэтому народные умельцы изготавливают его своими руками из подручных материалов. Все происходит методом проб и ошибок. Поэтому мастера советуют сначала собрать дупликарвер, а уж потом внедрять его в серийное производство. Как правило, этому этапу предшествует не одна серьезная подгонка и переделка.
Фрезерно-копировальное оборудование: сферы применения
На фрезерных копировальных станках можно обрабатывать не только плоские, но и объемные детали. С их помощью, наравне с простыми фрезерными операциями, можно выполнять гравировку, повторять рисунки, узоры и надписи. Конструкция станка довольно проста, и ее под силу изготовить любому мастеру.
Копировально-фрезерные станки позволяют обрабатывать не только деревянные детали, но и чугунные, стальные и пластмассовые заготовки, а также изделия из цветных металлов. Это обеспечивается качественным инструментом из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Копировальный станок позволяет фрезеровать не только прямые, но и криволинейные поверхности. При этом детали получаются совершенно идентичные.
Фрезерно-копировальное оборудование: конструкция
Типовая конструкция копировально-фрезерного станка совершенно простая. Она состоит из рабочего стола и системы направляющих с зажимами для крепления фрезера и копира.
Изготовить универсальный копировально-фрезерный станок в домашних условиях довольно сложно, да и в этом нет большой необходимости. Для домашних условий создается обычно оборудование с узконаправленной специализацией.
Изготовление копировально-фрезерного станка: материалы
Чтобы создать дупликарвер в домашних условиях своими руками, следует начертить элементарный эскиз, который и станет руководством к дальнейшим действиям. Кроме того, нужно запастись некоторыми материалами. Это:
- Коленный цементированный полированный вал Ø 16 мм.
- Линейные подшипники в количестве 2 шт.
- Рельсовые направляющие длиной 900 мм – 2 шт. Для удобства крепления их длина принимается кратной 150.
- Разрезные линейные подшипники в количестве 4 шт. Желательно применение подшипников с поджимным винтом для регулировки плотности посадки на направляющую.
- Профильная труба 30×60 с толщиной стенки до 3 мм.
- Металлическая пластина длиной 900 и шириной 100 мм.
- Концевые стойки в количестве 2 шт.
- Подвижный элемент в виде пластины – 1 шт.
- Коромысло для крепления копира и фрезера – 2 шт. Длина выбирается произвольно.
- Подвижные муфты – 2 шт.
- Профильная труба 40×40 с толщиной стенки до 3 мм.
- Корончатая муфта для поворота детали и шаблона.
Изготовление копировально-фрезерного станка: инструмент
После этого нужно подготовить инструмент, который обязательно пригодится для сборки конструкции станка. Это:
- угловая шлифовальная машинка;
- отрезной и зачистной диск;
- сварочный аппарат;
- маска для сварки;
- лепестковый диск или щетка;
- саморезы для крепления рельсовых направляющих и подвижных элементов;
- электродрель;
- шуруповерт;
- измерительные инструменты: рулетка, штангенциркуль;
- кернер и чертилка.
Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция
После того как все готово, начинается непосредственная сборка копировально-фрезерного станка.
Шаг №1
Из профильной трубы 30×60 необходимо отрезать два куска длиной 950 мм для крепления рельсовых направляющих. Запас в 50 мм нужен для установки концевиков, дабы исключить соскакивание линейных подшипников.
Шаг №2
Профильную трубу 40×40 нужно порезать на заготовки для основания. Руководствуясь имеющимся эскизом, нужно отрезать два куска по 1350 мм и два куска по 900 мм.
Шаг №3
Из этой же трубы необходимо отрезать небольшие стойки. Их линейный размер зависит от высоты обрабатываемых впоследствии деталей.
Шаг №4
Теперь необходимо убрать с труб ржавчину. Для этого можно воспользоваться лепестковым диском или щеткой.
Важно ! Перед использованием щетки обратите внимание на максимальное количество рабочих оборотов на ней и болгарке. Величина частоты вращения на щетке должна превышать число оборотов оборудования.
Шаг №5
После этого обвариваем все стыки и зачищаем швы зачистным кругом толщиной 6 мм.
Шаг №6
Затем необходимо добиться параллельности рельсовых направляющих. Для этого нужно сделать соединение стойки и основания рельсовой направляющей разъемным. Необходимо взять шайбу по внутреннему размеру стойки, приварить к ней гайку и вкрутить болт. Болт на этом этапе нужен для того, чтобы установить гайку с шайбой в полости трубы-стойки заподлицо и в строго вертикальном положении, а при ее сварке не повредить резьбу. Проделать это нужно со всеми четырьмя стойками.
Шаг №7
Стойки приварить к основанию.
Шаг №8
В основании рельсовой направляющей в месте соединения со стойками нужно просверлить отверстия: в верхней полке под головку болта, в нижней – под резьбу.
Шаг №9
Установить рельсовые направляющие на основание (трубу 30×60), предварительно просверлив отверстия, и закрепить саморезами по металлу.
Шаг №10
Произвести монтаж оснований с рельсовыми направляющими и затянуть болтами.
Шаг №11
Проверить параллельность направляющих. В случае ее отсутствия необходимо произвести регулировку путем подкладывания фольги разной толщины на стойки под направляющую.
Шаг №12
На металлической пластине нужно разметить и просверлить отверстия для крепления разрезных линейных подшипников и концевых стоек.
Шаг №13
После этого нужно изготовить подвижный элемент путем сварки к металлической пластине коромысел длиной 300 мм для щупа и фрезера, затем прикрепить к нему линейные подшипники.
Шаг №14
После этого подвижный элемент нужно надевать на полированный вал, по краям которого установить концевые стойки.
Шаг №15
Всю конструкцию необходимо установить на металлическую пластину шириной 100 мм и закрепить концевые стойки саморезами.
Шаг №16
Затем на металлическую пластину с нижней стороны необходимо установить разрезные линейные подшипники.
Шаг №17
После этого навесная конструкция надевается на рельсовые направляющие разрезными подшипниками и устанавливаются концевики.
Шаг №18
На окончание коромысел устанавливаются подвижные муфты и крепятся щуп и фрезер.
Шаг №19
Для того чтобы заготовка и деталь синхронно вращались, необходимо связать их муфтами. Для управления подойдет звездочка и коронка. Копировально-фрезерный станок готов. В конструкции достигнуто 5 степеней свободы. Перемещение по оси X обеспечивается движением конструкции по рельсовым направляющим, перемещение по оси Y – движением подвижного элемента по полированному валу, перемещение по оси Z – движением коромысел.
Дополнительно за счет подвижных муфт щуп и фрезер могут перемещаться влево и вправо по оси коромысла, и есть возможность синхронного движения шаблона и заготовки. Это дает возможность обрабатывать детали практически любой формы.
Копировально-фрезерные станки по металлу в массовом и серийном производстве
Копировально-фрезерные станки по металлу применяются в массовых производствах. С их помощью изготавливаются гребневые винты для кораблей, турбины двигателей с реактивной тягой, рабочие колеса насосов, штампы для кузнечно-прессового производства, заготовки для механического и литейного производства. В быту копировальное оборудование по металлу практически не используется.
Пантограф для фрезера: конструктивные особенности
Для масштабирования копировальных процессов существует специальное приспособление, называемое пантографом. Он облегчает процессы изготовления деталей с криволинейными поверхностями, позволяет выполнять орнаменты и узоры любой сложности в уменьшенном виде. Стоимость такого приспособления достаточно велика. Но сделать пантограф в домашних условиях своими руками вполне реально.
Пантограф для фрезера: принцип работы
Принципиальная схема пантографа выглядит довольно просто. Она представляет собой квадрат, разделенный пополам. Все соединения на шарнирах, поэтому все стороны подвижны, и квадрат при воздействии легко превращается в ромб. Нулевая точка, расположенная в одном из углов квадрата, закрепляется жестко. Относительно ее конструкция может видоизменяться, превращаясь в ромб. В середине квадрата устанавливается режущий инструмент. В противоположном углу квадрата по диагонали закрепляют копир. Расстояние от нулевой точки до фрезы составляет некую величину А, а до копира 2А. Это дает масштаб 2:1. Линейный размер длинных и коротких сторон пантографа тоже должен отличаться друг от друга в 2 раза.
Пантограф для фрезера: материалы
Для того чтобы изготовить пантограф своими руками, потребуются следующие материалы:
- Квадратный металлический профиль 12×12
- Подшипник 180201.
- Втулки под наружную обойму подшипника.
- Пальцы по внутреннему размеру подшипника и резьбой М12.
- Гайка М12.
- Болты М6×45
- Гайки М6.
- Втулка под закрепление копира.
- Профильная труба 40×40
- Петля металлопластикового окна.
- Краска.
- Малярный скотч.
- Металлическая пластина.
- Винт для фиксации копира.
Пантограф для фрезера: инструмент
Кроме перечисленных материалов, необходим инструмент:
- Ручной фрезер.
- Угловая шлифовальная машинка.
- Сварочный аппарат.
- Гаечные ключи.
- Мерительный инструмент.
Пантограф для фрезера: поэтапная инструкция изготовления своими руками
Приступаем к непосредственному изготовлению пантографа.
Этап №1. Резка заготовок
Необходимо разметить и отрезать квадратный профиль по рассчитанным размерам. Для удобства можно воспользоваться малярным скотчем и металлической пластиной. Скотч даст возможность четкой разметки, а пластина поможет сделать ровный и качественный рез. Заготовки для площадки под фрезер нужно отрезать под прямым углом, а на отрезках профиля для шатунов делать скос для максимального прилегания втулки подшипника.
Этап №2. Сверление технологических отверстий
На всех заготовках необходимо снять фаски и просверлить отверстия Ø 6,2 мм для дальнейшего соединения их в конструкцию.
Этап №3. Сварка площадки под фрезер
После этого нужно сварить площадку под фрезер.
Этап №4. Изготовление шатунов
На доске необходимо сделать подобие кондуктора и жестко закрепить все свариваемые детали. Для этого в доске сверлится отверстие, а подшипник во втулке зажимается болтом, квадратные профили шатунов крепятся струбцинами. Предварительно между ними необходимо вставить две шайбы и скрепить болтами. После этого все стыки конструкции обвариваются и зачищаются. Затем нужно разрезать подшипниковую втулку между квадратными профилями на каждом шатуне. Болты М6, шайбы и подшипники необходимо снять. На рамку необходимо приварить крепление для фрезера, а на короткий шатун в точке, противоположной нулевой – удлинитель для масштабирования. Шатуны можно окрасить для придания эстетичного вида.
Этап №5. Изготовление узла для крепления копира
Теперь необходимо выточить две втулки с внутренним диаметром, аналогичным размеру копира. С боковой стороны просверлить отверстие и нарезать резьбу для установки винта, фиксирующего копир. После этого нужно отрезать два кусочка квадрата 12×12 длиной 20–30 мм и приварить их на боковой стороне между втулками. Размер между квадратами должен составлять 12 мм.
Этап №6. Изготовление механизма подъема подшипника
Необходимо изготовить узел подъема подшипника. Для этого палец нулевой точки нужно приварить на кусок профиля 12×12 и закрепить к профильной трубе 40×40 при помощи петли с металлопластикового окна. Профильная труба будет служить местом крепления пантографа к столу струбциной.
Этап №7. Сборка пантографа
Подшипники нужно установить во втулки и надежно закрепить, стянув квадратные профили шатунов болтами М6. При помощи пальцев необходимо собрать шатуны в единую конструкцию. Закрепить пантограф на столе струбциной и установить фрезер. Устройство готово к работе.
Режущий инструмент для фрезерных работ: копировальные фрезы
Копировальные фрезы – инструмент, на котором, кроме режущей части, присутствует подшипник. Его размер равен диаметру режущей части фрезы. Подшипник может располагаться как в верхней, так и нижней части фрезы. Инструмент так и классифицируется. Стоит учесть, что маркировка означает положение подшипника при обычном размещении фрезы – хвостовиком вверх.
Служат они для выполнения копировальных работ по шаблону. При использовании фрезы с верхним подшипником шаблон располагается сверху детали, если с нижним положением подшипника, то снизу.
Работа ручным фрезером предполагает применение любых фрез. Это безопасно. Единственное, что при использовании режущего инструмента с верхним подшипником следует обращать внимание на вылет фрезы, чтобы не повредить верстак.
Фрезерование на деревообрабатывающем станке предусматривает использование фрез только с нижним положением подшипника. Это связано с тем, что у фрезы с верхним положением подшипника открытая вращающаяся режущая часть оказывается в зоне заготовки. Неосторожное движение может привести к серьезной травме. Такие фрезы применяются на станках только в особых случаях с максимальным соблюдением правил ТБ.
Копировально-фрезерные станки – это уникальное оборудование, с помощью которого выполняются сложнейшие работы по изготовлению идентичных деталей. Но для работы в домашних условиях можно изготовить несложные аналоги такого оборудования и приспособлений, которые помогут в быту или небольшом бизнесе.
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.
540 руб
1 700 руб
5 000 руб
830 руб
720 руб
1 350 руб
1 200 руб
1 200 руб
600 руб
1 500 руб 1 900 руб
1 500 руб
1 650 руб
1 300 руб 1 700 руб
