Копировально-фрезерный станок по дереву предназначен для создания изделий по заданному образцу. С помощью таких устройств осуществляется плоскорельефная, объемная или скульптурная резьба. Если нет возможности приобрести фабричную модель, то всегда можно изготовить станок своими руками.
Классификация копировально-фрезерных станков
По степени автоматизации различают три группы копировально-фрезерных станков по дереву:
- ручные (настольные):
- стационарные;
- автоматические.
На устройствах первой группы обрабатываемая деталь фиксируется механически. Конструкция фрезерных станков второй и третьей категории предусматривает наличие пневматических прижимов, удерживающих изделие. Это позволяет работать с алюминием.
Принцип работы устройства
Копировально-фрезерные станки по дереву предназначены для обработки плоских и объемных деталей. С помощью таких устройств создаются орнаменты и надписи, фасонные профили, сложные узоры на заготовках с гранями в разных плоскостях.
Существуют модели фрезерных станков с ЧПУ, которые обрабатывают криволинейные детали методом копирования по шаблону. Благодаря использованию этих устройств стало возможным создание большого количества деталей сложной формы и одинакового размера.
Подобные станки используются преимущественно в мебельном производстве для создания декоративных элементов сложной формы.
Кроме мебели, на фрезерных станках создаются предметы декора, архитектурные элементы (барельефы, фризы), сувениры, деревянные детали оружия, рукоятки садовых инструментов. Так как все эти изделия отличаются по форме и по размеру, то для создания каждого из них требуются фрезерные станки определенной конструкции. Но независимо от компоновки, все устройства работают по одинаковому принципу.
Для работы с деревом на станке устанавливается фреза – режущий инструмент. Обработка изделий осуществляется по следующей схеме:
- С помощью копира задается контур или поверхность. В качестве копира могут выступать плоский шаблон, эталонный образец, пространственная модель, чертеж, фотоэлемент.
- Устройство слежения связано с режущей головкой через механическую (реже гидравлическую или пневматическую) систему подачи.
- По заданному шаблону фреза создает контур или поверхность.
Варианты фрезеровки
Фрезеровка на копировальном станке может осуществляться одним из двух методов:
- Встречная фрезеровка , при которой деталь подается в противоположном от фрезы направлении.
- Попутная фрезеровка , при которой и заготовка, и фреза перемещаются в одном направлении.
Фреза на таких устройствах может быть сделана из минералокерамики, синтетического или сверхтвердого материала и способна заменить процедуру шлифовки. Но для станков, работающих с изделиями из дерева, это не слишком актуально, так как этот материал не отличается особой твердостью.
Процесс создание станка своими руками
Покупка копировально-фрезерного станка по дереву, особенно оснащенного ЧПУ, выгодна для крупных производителей, в остальных случаях проще создать его самостоятельно.
Перед изготовлением станка необходимо создать чертеж и определиться с тем, как будет использоваться устройство. Если планируется работать с большими изделиями, то размер станка тоже должен быть большим, чтобы фреза производила меньше вибраций. Кроме этого, нужно подобрать электрический двигатель достаточной мощности. Выбор зависит от плотности материала, с которым планируется работать.
Количество осей тоже определяется на стадии макета, так как изменение конструкции готового станка может оказаться проблематичным. Для работы с плоскими деталями достаточно двух осей: с продольным и поперечным движением. Заготовки с небольшим рельефом требуют еще и перпендикулярно перемещающуюся ось. Для обработки более сложных изделий могут понадобиться и четыре, и пять осей.
Существует множество конструкций фрезерного станка, но все они состоят из трех элементов:
- рабочая поверхность;
- станина;
- фрезерная головка.
Конструкция рабочей поверхности копировального станка должна предусматривать регулировку по высоте, а фрезерная головка должна быть высокооборотной и оснащаться электрическим приводом.
Компоновка копировально-фрезерного станка по дереву может быть вертикальной или горизонтальной. От этого зависит комфортность работы с инструментом и выгрузка готовых деталей.
Пантограф
Самый дешевый вариант, для изготовления которого нужны несколько досок и фрезер. Предназначен для плоской резьбы.
По форме напоминает параллелограмм. Благодаря такой конструкции при перемещении узловые точки описывают эквидистантные кривые. Чтобы масштабировать устройство, удлиняется звено.
Сторона параллелограмма в два раза короче общей длины с копирующим наконечником. Из-за этой особенности при копировании наконечником какой-либо детали фреза вдвое ее уменьшит, что сокращает погрешность копира.
Модель с плоскопараллельным механизмом
Используется для контурного фрезерования. В отличие от предыдущей модели, криволинейной траектории добиваются, складывая две перпендикулярные друг другу оси. Третья ось внедряет фрезу в заготовку.
Чтобы уравновесить систему, в конструкции предусмотрен противовес на другой стороне поворотной рамы. Чтобы иметь возможность регулировки, его лучше размещать на резьбовой шпильке.
Модель для объемной фрезеровки
На таком устройстве фрезерная головка размещается на качающейся раме, которая во время обработки перемещается на роликовых каретках по перпендикулярным направляющим. Модель и деталь крепятся на двух поворотных узлах внизу основания. Открытая станина позволяет легко вычищать опилки.
Серийный копировально-фрезерный станок по дереву, предназначенный как для плоскорельефной, так и для скульптурной резьбы. Конструкцией предусмотрено пять управляемых осей:
- боковые рычаги;
- поворотная рама;
- фрезерная головка;
- рабочие столики;
- поперечное перемещение головки.
Довольно легкий (масса около 28 кг) для одного человека.
Конструкция этой модели похожа на Дупликарвер-2, но имеет две добавочные направляющие скалки (еще одна линейная ось), а поворотные столики установлены вертикально. Благодаря таким изменениям стало возможно работать с длинномерной объемной резьбой.
Несмотря на то, что копировально-фрезерный станок по дереву с ручным управлением существенно облегчает работу и повышает производительность труда, его все равно нужно контролировать. Но модели, используемые в массовом производстве, оснащены числовым программным управлением (ЧПУ). При работе с таким аппаратом от человека требуется только загрузить заготовку и забрать готовую деталь.
Простой фрезерный станок, оснащенный ЧПУ, работает от управляющей программы, которую создает оператор в специальной системе, по трехмерной модели, разработанной заранее инженером-конструктором.
В отличие от простого фрезерного устройства с ЧПУ, в копировальных моделях установлена программирующая система, которая сама составляет управляющую программу. У таких устройств есть дополнительная приставка ЧПУ, которая ощупывает эталонную заготовку, разрабатывает ее трехмерную модель, на основе которой делается управляющая программа.
Главная проблема в станках с числовым программным управлением – дороговизна. Для небольшого производства смысла в таком аппарате нет, так как срок окупаемости должен быть не более пяти лет. В домашних условиях с ЧПУ легче сделать не копировальный станок, а обычный фрезерный, что, впрочем, тоже не самая простая задача.
- Сфера применения
- Функциональные особенности
- Типы оборудования
Фрезерные станки с возможностью копирования незаменимы там, где необходимо изготовить детали в полном соответствии с имеющимся шаблоном. При этом оборудование одинаково справится с производством небольшой или внушительной партии изделий из дерева. Так же, как и фрезерный станок с ЧПУ, это устройство применяется при крупносерийном производстве, поэтому оно популярно как в частных мастерских, так и на крупных деревообрабатывающих комбинатах. Копировально-фрезерные агрегаты способны выдать изделие, по форме и размеру полностью соответствующее исходному образцу, что достигается путем автоматического перемещения фрезы по заданной траектории. Главное достоинство, которым обладает копировально-фрезерный аппарат, − высокая скорость обработки деталей независимо от размера и конфигурации.
Сфера применения
Копировально-фрезерный станок, также известный в профессиональной среде как дупликарвер, в одинаковой степени применяется для изготовления объемных или плоских предметов из дерева, а его функционирование схоже с работой оборудования, укомплектованного системой ЧПУ. Отдельные образцы дают возможность обрабатывать заготовки из древесины с применением копира, представляющего из себя объемную модель.
Часто используемый в столярной сфере гравировальный станок, включающий в свою конструкцию копировальный механизм, принято использовать для решения следующих задач:
- нанесение всевозможных надписей, логотипов и криволинейных контуров;
- художественная резьба по дереву;
- гравировка фасонных профилей;
- формирование узоров и граней на разных плоскостях.
Учитывая то, что копировальные фрезерные станки легко справляются с созданием декоративных деталей сложной конфигурации, такое оборудование часто встречается в мебельном производстве.
Функциональные особенности
Конструкция и начинка копировально-фрезерного станка позволяют добиться высокой скорости работ при обработке даже сложных деталей. Главный элемент таких агрегатов − фреза. Режущий инструмент, помимо формирования деревянных деталей, также применяется при работе с металлическими изделиями. Фреза вырезает необходимую деталь по контуру или поверхности, которые изначально задает копировальный механизм. Коммуникация между режущим элементом и системой контроля над корректным выполнением процесса здесь происходит с помощью гидравлики и пневматики. Чаще всего бытовые станки по дереву этого типа снабжены механической системой подачи заготовки и управления узлами конструкции.
В качестве копира применяют плоский шаблон, предварительно созданная эталонная модель, всевозможные контурные чертежи или фотоэлементы, а образец выбирают в зависимости от производственных особенностей или по желанию мастера. Шаблонные образцы изготавливают из любого материала, будь то пластик, дерево или металл. Ориентируясь на требования современной столярной сферы, многие производители комплектуют копировально-фрезерные станки устройством ЧПУ, что превращает агрегат в универсальное устройство. Копировально-фрезерный станок функционирует по следующему принципу: устанавливается шаблон, к которому подсоединяется контроллер, и посредством коммуникационного механизма передаются заданные параметры фигуры к режущему элементу.
Типы оборудования
В зависимости от вида привода, установленного на станок, оборудование делят на следующие типы:
- пантограф по дереву для фрезерования, демонстрирующий двух или трехмерную работу;
- универсальный пантограф с поворотным рукавом, который в большинстве случаев устанавливается в вертикальном положении;
- станок для ускоренной обработки заготовок с несколькими шпинделями;
- устройство с механической, гидравлической или электронной подачей;
- станок с фотокопировальной установкой, задающей траекторию движения фрезе.
Также копировально-фрезерные станки классифицируются по степени автоматизации рабочего процесса, и чем больше дополнительных опций присутствует в той или иной модели, тем выше ее ценник. Стоит отметить, что шаблонный метод резки древесины изначально подразумевает автоматическое соблюдение траектории движения резака, поэтому установка ЧПУ здесь абсолютно не обязательна и, скорее, является данью новым технологиям, зарекомендовавшим себя как наиболее эффективные.
Можно ли создать копировально-фрезерное устройство самостоятельно?
Сегодня на рынке столярного оборудования нет недостатка в станках, однако их достаточно высокая стоимость не всегда позволяет приобрести такой агрегат домашнему мастеру. Окупится устройство при его интенсивном использовании не ранее чем через 5 лет, да и то в промышленных масштабах. Теперь, когда вы ознакомились с характеристиками пантографов и знаете, что это такое и где применяется, можно попытаться самостоятельно изготовить копировально-фрезерный станок. Разумеется, устройство кустарного производства уступает в части производительности заводским образцам. Также мастера не рекомендуют переделывать обычный фрезер в копировальный агрегат, а советуют собирать с нуля.
Перед тем как сделать станок, подбирают подходящую схему его сборки, как правило, включающую несколько обязательных элементов:
- рабочую поверхность;
- опору стола;
- фрезерную головку.
Смена режима фрезерования здесь осуществляется путем регулировки высоты столешницы. Фрезерная головка приводится в движение электрическим приводом, при этом оборудование нередко снабжается регулятором скоростей. Пантографы могут изготавливаться из дерева, хотя такой вариант не будет отличаться высокой точностью работы из-за петельного соединения отдельных элементов, для которого характерен люфт. Что касается металлических чертежных станков, то они могут функционировать в различных масштабах, однако не справляются с изготовлением объемных изделий.
К сожалению, фрезерование на самодельном копировальном станке не всегда позволяет получить идеально точные размеры детали, к тому же готовое изделие может иметь существенные изъяны. Такие негативные последствия в первую очередь обусловлены вибрацией рабочей поверхности, которую практически невозможно нейтрализовать. Также не всегда удается избежать различных огрехов в момент смены направления движения резака. Ко всему прочему здесь имеет место внутреннее напряжение деревянной заготовки, что приводит к ее искривлению.
Беря во внимание недостатки самоделки, единственным существенным достоинством которой является доступная цена комплектующих, рекомендуется прибегать к ее помощи исключительно для создания однотипных деталей в рамках узкопрофильного производства.
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.
Очень часто возникает потребность сделать точную копию определенной детали из различных материалов. В производственных условиях для этого применяется особый копировальный станок по дереву и металлу. Устройство данного типа очень легко изготовить самостоятельно, используя простые материалы. Преимуществом такого копировально-фрезерного станка считается высокая производительность. Если сделать все правильно за короткий промежуток времени можно получить много качественных деталей, которые ничем не будут отличаться от исходного образца.
Общее описание оборудования
Предназначение копировально-фрезерных станков по дереву – обработка различных деталей как по объему, так и в плоскости. Их принцип работы в чем-то схож с агрегатами с . Если обработке подвергаются образцы из дерева, тогда при помощи фрезерования станками данного типа можно достигнуть следующего:
- воспроизвести любые орнаменты;
- нанести на поверхность заготовки нужную надпись;
- произвести гравировку фасонных профилей;
- получить сложные объемные заготовки с множественными мелкими деталями, которые размещены в разных плоскостях.
Фрезерно-копировальный агрегат, которые работает с деревянными деталями, чаще всего применяется для производства мебели. Он помогает создать все необходимые декоративные элементы, чего сложно добиться другим способом.
Особенности работы агрегата
Фрезерный станок по металлу или по дереву работает с применением следующих правил:
- в качестве режущего элемента в оборудовании данного типа выступает фреза. Она создает нужный контур или объемные элементы в соответствии с установленным программным заданием;
- между режущим элементом и устройством слежения находится еще один связующий элемент. Это система подачи и управления, которая может быть механической (применяется в самых простых агрегатах, которые обрабатывают дерево), гидравлической или пневматической;
- в качестве копира в основном используется специально созданный шаблон, контурный чертеж или уже готовая деталь. Копировально-фрезерные станки с ЧПУ не нуждаются в таких образцах, поэтому они считаются универсальными. Данные агрегаты работают благодаря числовым командам, которые задаются пользователем через специальный интерфейс.
- в качестве шаблона могут выступать заготовки, которые изготовлены из любых материалов – дерева, металла, пластика и т. д.
Разновидности фрезерных установок с функцией копирования
Копировальные установки могут иметь различные приводы. На этом основании данное оборудование разделают:
- агрегаты, где присутствует пантограф. Позволяет осуществить копирование в нужном масштабе. Оборудование, где установлен пантограф, может обеспечить обработку деталей в нескольких направлениях. В состав конструкции данного агрегата входит и ось вращения. Пантограф обеспечивает нужным масштабом обработки благодаря определенному соотношению расстояний между данными элементами;
- копиры, которые оснащены рабочим механизмом, закрепляемым на поворотной рейке;
- устройства с одним или множественными шпинделями, которые имеют поворотные столы различного размера и формы;
- агрегаты с разной схемой подачи – механической, гидравлической, электрической;
- установки фотокопировального типа.
В зависимости от степени автоматизации всех операций и способу фиксации данное оборудование может быть:
- настольными, где закрепление заготовки происходит механически;
- стационарными, где фиксация деталей осуществляется при помощи пневматических прижимов;
- стационарными с и трехшпиндельной головкой.
Копировальный станок для фрезера своими руками
Конструкция самодельного станка
Фрезерный станок по дереву своими руками будет состоять из следующих конструкционных элементов:
- рабочая поверхность, которая подойдет по размерам;
- несущая рама, которая обеспечит стойкость агрегата во время работы;
- узел, необходимый для установки фрез.
При изготовлении данной самоделки нужно учитывать, что используемую фрезерную головку необходимо оснастить передаточным механизмом, который должен иметь электродвигатель. Это обеспечит агрегат несколькими режимами работы на разных скоростях.
Самодельный копировальный станок не отличается точным управлением, что приводит к снижению качества изготовленных с его помощью деталей. Особенно ярко проявляются все недочеты при смене направления фрезы или во время активной работы агрегата, что сопровождается вибрацией во всей плоскости конструкции. Устранить данные дефекты практически нереально. Поэтому рекомендуется создавать узкопрофильные агрегаты, которые направлены на обработку только каких-то одних деталей.
Также во время изготовления самодельного копировального станка следует обращать внимание на вес и габариты обрабатываемых деталей. Чем они больше, тем массивнее должна быть несущая рама оборудования. Это позволит поглотить все образовавшиеся вибрации и обеспечит достаточный запас прочности, что сделает созданный станок своими руками долговечным и надежным.
Чтобы обработка деталей из дерева происходила качественно, следует позаботиться о достаточной мощности двигателя. Если она будет составлять 150-220 Вт, тогда обеспечить нужную скорость вращения фрезы не составит труда.
Также необходимо не забывать, что узел, который соединяет фрезу с копирующим щупом, должен быть прочным и надежным. Очень важно, чтобы их плоскость и поверхность рабочего стола полностью совпадали. В результате созданная конструкция жестко устанавливается на несущей раме. Также она должна свободно перемещаться по рабочей поверхности во всех нужных направлениях.
Используя такие советы очень легко собственноручно создать копировальный станок. Но следует не забывать, что его область применения ограничена. Если требуется обработка деталей разного типа и размера, лучше приобрести универсальное оборудование, которое изготовлено в заводских условиях.
Видео: Копировальный cтанок cвоими руками
Предназначен для того, чтобы создавать различные изделия, форма которых практически не отличается от заданного образца. Суть использования этих агрегатов в том, что они позволяют создавать выбранные элементы большими тиражами, при этом обеспечивая большую скорость обработки.
Особенности применения агрегата
Операция фрезерования - это одна из наиболее распространенных опций, которая используется при обработке материала. Копировально-фрезерный станок по дереву может выполнять такие функции, как черновая, получистовая или же чистовая обработка фасонной и простой поверхности заготовок.
Данная операция характеризуется тем, что она обладает очень высокой производительностью. Благодаря этому этот агрегат позволяет получать детали с правильной геометрической формой.
Способы фрезеровки
Для того, чтобы осуществить данный процесс, можно использовать один из двух существующих методов:
- Первый способ - это процедура встречного фрезерования. При использовании этого метода подача элемента противоположна движению фрезы.
- Второй способ - это попутное фрезерование, суть которого в том, что деталь и фреза движутся в одном направлении.
В качестве материала для изготовления фрезы в настоящее время используются такие материалы, как минералокерамика, синтетические, сверхтвердые. Однако стоит сказать, что использование таких качественных веществ для изготовления фрезы, может заменить процедуру шлифовки. Но это не слишком актуально для фрезерно-копировального станка по дереву, так как материал изначально довольно мягкий.
Также стоит отметить, что имеется два вида таких станков:
- Первая группа - это агрегаты общего назначения.
- Вторая категория - это специализированные устройства.
Копировально-фрезерное оборудование относится именно ко второй категории машин.
Общее описание копировально-фрезерного устройства
Фрезерно-копировальный станок по дереву используется для того, чтобы выполнять работы копировального типа по объему, а также на плоскости. Кроме этого, устройство применяется и для работ с применением объемных моделей. Для выполнения таких операций используются и соответствующие копиры.
Применять этот агрегат можно также для выполнения операции по гравировке, нанесению узоров, орнаментов или разных надписей. Наибольшим преимуществом фрезерно-копировального станка по дереву является то, что при своем довольно простом устройстве он способен выполнять большое количество разнообразных сложных операций.
Суть работы
Надо отметить, что возможность работы устройства с различными материалами зависит от сплава, из которого изготовлена фреза. Проводить операции можно не только по дереву, но и по стали, чугуну, цветным металлам. Для этого необходимо использовать твердый сплав в качестве материала для фрезы, а также обеспечить большое количество оборотов в минуту. Использовать такого рода агрегаты можно как для крупносерийного производства, так и для изготовления мелких партий.
К примеру, на подобных устройствах можно производить такие вещи, как гребневые винты судов, турбореактивные двигатели, паровые турбины, различные формы, пресс-формы, а также заготовки из дерева.
Стоит отметить, что выпускаются модели копировально-фрезерного станка с ЧПУ по дереву. Предназначение такого рода устройств состоит в выполнении операции фрезерования криволинейных деталей. Для выполнения такой задачи эти машины используют метод копирования по шаблону. Применение данного способа помогает исключить человеческий фактор. Это очень важно, так как человек не способен создать две идеально одинаковые вещи, в отличие от машины. В результате механизации процесса, то есть использования станков, появилась возможность конвейерного производства разнообразных деталей и элементов с криволинейной формой и абсолютно одинаковыми размерами.
Станок своими руками
На сегодняшний день есть возможность приобрести такое устройство на рынке. Однако не исключается и вероятность создания самодельного фрезерно-копировального станка по дереву.
Так как конструкций этого оборудования существует довольно много, то представлена будет его типовая, наиболее распространенная форма.
Составные элементы такого агрегата следующие:
- рабочая поверхность;
- несущая рама или станина;
- фрезерная головка.
Важно, чтобы рабочая поверхность оборудования имела возможность регулирования по высоте, а фрезерная головка оборудовалась электроприводом. Кроме этого, к ней должен быть подключен двухступенчатый механизм, задача которого, заключается в обеспечении двух разных скоростных ступеней работы фрезерной головки.
Довольно частым недостатком самодельных устройств является то, что они не способны создать точную копию изделия. Причины этому чаще всего дрожание, вибрации, а также смена направления фрезы. Избежать всех изъянов не получится, а потому, чтобы свести к минимуму их наличие, эксперты рекомендуют создавать узконаправленную модель оборудования, а не стараться сделать ее универсальной.
При изготовлении копировально-фрезерного станка по дереву своими руками, необходимо создавать чертеж и конструировать все детали таким образом, чтобы в будущем было удобно работать с заготовками выбранного размера. К примеру, есть два вида работ - это фрезеровка длинных заготовок или гравирование. Эти две операции требуют, чтобы способ крепления заготовки, как и рабочей поверхности, был абсолютно разным.
Это не единственная причина, по которой нужно заранее все продумать. Второе, с чем придется столкнуться всем, кто создает станок своими силами, - это выбор электрического двигателя. В зависимости от плотности материала, с которым нужно будет работать, необходимо выбрать и мощность этого изделия. Если говорить о работе с древесиной, то чаще всего хватает мотора с мощность от 150 до 220 Вт.
Еще одна особенность, которая должна быть соблюдена, - это наиболее прочное крепление копировального щупа и устройства, которое держит фрезу. Эти две небольшие детали очень важны, так как именно от этого будет зависеть точность, с которой станок сможет воспроизвести модель по образцу.
Фрезерно-копировальный станок по дереву "Дупликарвер"
Предназначение этого оборудования заключается в выполнении таких операций, как резьба по дереву, копирование скульптур и плоских рельефных предметов. Основным преимуществом именного этого устройство является то, что он обладает наилучшим соотношением цена-качество. А его характеристики подходят как для выполнения профессиональных работ, так и для начинающих.
Эти устройства могут выполнять резьбу по дереву двумя способами:
- Объемная или же скульптурная резьба. Данная операция является основной для этого станка. Она позволяет создавать точные копии моделей из древесных материалов.
- Плоскорельефная резьба. К этому типу работ можно отнести резьбу по дверным филенкам, панно или любым другим заготовкам, имеющим малую глубину изображения.
Фрезерно-токарный копировальный станок по дереву
Предназначение этого типа станка - обработка деревянных изделий, вытачивание профилей и декоративных заготовок. Отличительная черта такого рода оборудования - наличие сразу двух резцов. Один из них монтируется на люнете, и предназначается для обработки круглых древесных заготовок. Этот резец способен снимать до 10 мм материала за один проход детали. Настройки для этого элемента задаются на специальном устройстве.
Второй же резец монтируется в копировальной каретке, а его основное предназначение - вытачивание заготовок по образцу. Для того чтобы обеспечить комфортную работу с длинными элементами, у агрегата имеется люнет, который можно прикрепить к направляющей штанге. Используется он в качестве основной опоры, чтобы не дать длинной заготовке прогнуться. Также имеется возможность установки такой детали, как планшайба. Это позволяет обрабатывать детали с большим количеством граней.
