Самодельный пантограф — как сделать пантограф своими руками. Копировальные станки по дереву своими руками Изготовление копировально-фрезерного станка: инструмент

При фрезеровании применяются копировальные устройства, т. е. пантографы, имеющие высокую стоимость. Можно собрать пантограф для фрезера своими руками.

Изготовление пантографа

Фрезер, оснащенный пантографом, позволяет в процессе работы выполнять повторение параллельных линий обрабатываемого изделия. Такая процедура облегчает изготовление фасонных деталей, различных орнаментов и узоров. Кроме того, с помощью пантографа можно выполнять различные надписи на металлических и деревянных пластинах.

Самодельный пантограф сделать не сложно, для этого только понадобятся 4 рычага-линейки. Три таких рычага должны быть длинными, а один — коротким. Кроме того, в них понадобится сделать несколько отверстий, чтобы произвести крепление осей.

Оси будут использоваться для установки механизма и крепления стержня. Осевой механизм представляет собой шпильку, на конце которой находится шляпка. Копировальная часть должна напоминать элемент циркуля, в котором крепится грифель. Такую стержневую часть можно изготовить из наконечника пластиковой спицы. Подобный наконечник будет мягко скользить в процессе работы и не испортит оригинальную деталь.

Также понадобится ось, на которую будет опираться вся механическая часть устройства. Она должна быть снабжена пяткой, выполняющей роль упора. Последняя или крайняя направляющая будет выполнять роль крепежа всей конструкции при помощи специальной бобышки.

Подобная бобышка должна быть изготовлена из алюминиевого цилиндра. В ее нижней части нужно закрепить 3 жала, которые можно сделать из маленьких мебельных гвоздей. С помощью таких гвоздиков будет выполняться фиксация основания на обрабатываемой пластине.

Вернуться к оглавлению

Завершение работ

Следующим шагом является сборка копировального механизма для фрезера. Для этого надо подготовить следующие комплектующие:

4 линейки;
8 латунных втулок.

Линейки должны быть из оргстекла или пластика, их толщина — 4-5 мм. Также в качестве материала для изготовления линеек можно использовать плексиглас. Далее выполняется разметка этих линейных частей. К этому процессу следует подойти очень тщательно, поскольку малейшая ошибка в размерах может привести к неправильной работе пантографа.

На нанесенных разметках сверлятся отверстия. При этом должна соблюдаться их соосность. Чтобы этого добиться, нужно сложить все линейки вместе и одновременно просверлить в них отверстия.

Затем в подготовленные отверстия нужно вставить латунные втулки. При их установке должен соблюдаться небольшой натяг: это поможет втулкам плотнее держаться в линейках. Для того чтобы закрепить осевые части во втулках, нужно изготовить специальные зажимы. Сделать их можно из стальной закаленной проволоки, диаметр которой должен составлять 1-1,5 мм.

Затем выполняется сборка бобышки. В ее нижней части делаются глухие отверстия, которые можно пробить керном. Гвозди нужно установить таким образом, чтобы они выступали из тела бобышки на 2-3 мм.

Подготовив все необходимые части пантографа, выполняют их сборку.

Во время этого процесса нужно следить за тем, чтобы все подвижные части имели плавный и легкий ход.

При этом все подготовленные отверстия следует промаркировать. Согласно этой маркировке можно выполнять масштабирование изготавливаемой копии детали.

Сделать простой копировальный станок своими руками на первый взгляд кажется легко выполнимой задачей. В сети есть немало фото готовых конструкций, которые впечатляют своей оригинальностью и простотой изготовления. Многие загораются желанием сделать что-то подобное. Но когда самодельный копировальный станок собран, то оказывается не всё так гладко.

Копировальные станки бывают с фрезерной и токарной обработкой. По распространённости первое место занимают именно фрезерно-копировальные станки. Они более функциональны и позволяют получать не только круглые копии, но и копии произвольной формы. О них и пойдёт речь в этой статье.

Самой большой бедой фрезерно-копировального станка, собранного в домашних условиях, является люфт и вибрации. Многие домашние мастера сетуют, что при копировании образца, получившееся изделие имеет много несоответствий и изъянов, появившихся при смене направления формовочной фрезы и дрожании опорной конструкции. Кроме того, добавляют неприятностей искривления и прогибания заготовки, связанных с возрастанием внутреннего напряжения из-за выборки древесины. Поэтому изготавливая копировальный станок невозможно сразу избежать всех недочётов. Как правило, после сборки приходится доводить конструкцию до приемлемых параметров ещё какое-то время.

В любом случае самодельный копировальный станок лучше делать не универсальным, а узкопрофильным, то есть оптимизированным под изготовление конкретных изделий, необходимых именно вам. Например, чтобы эффективно изготовить деревянную часть ружья, винт для пропеллера и объёмный текст, нужны разные технические решения, и если их объединять в одном станке, то могут возникнуть побочные эффекты, которые будет трудно исправить. Поэтому практичнее собирать станки под какую-то определённую задачу. Такой подход позволит избежать многих трудностей и неоправданных затрат.

Также немаловажным фактором является размер станка. Чем большую заготовку вы планируете обрабатывать, тем массивнее должна быть конструкция. Вибрации, передающиеся от привода фрезы, должны поглощаться массой опорной конструкции станка. А направляющие оси должны не только выдерживать нагрузку, но и иметь запас прочности, чтобы они не прогибались. При самостоятельном проектировании фрезерно-копировального станка оптимальные параметры для плавного хода фрезы подбираются опытным путём.

Принцип действия фрезерно-копировального станка таков: на подвижной раме установлен фрезер для выборки древесины и щуп, которым водят по оригиналу. Рама опускается до деревянной заготовки, и фрезером снимается лишняя древесина. Весь смысл проектирования состоит в том, чтобы обеспечить одновременный ход фрезы и щупа в трёх плоскостях, а также вращения вокруг поперечной оси. Для этого используют металлические направляющие или деревянные шарнирные системы. Древесина лучше поглощает вибрации, её проще обрабатывать и она имеет меньшую стоимость. На видео внизу страницы показан самодельный копировальный станок для создания плоскорельефных изображений и объёмных надписей с нестандартным способом перемещения в пространстве. Причём в такой конструкции предусмотрено двукратное уменьшение масштаба. Скачать чертежи фрезерно-копировального станка можно одним архивом внизу страницы.

Теперь сделать копию, например, объёмной надписи не составит труда. Сделать шаблон для создания 3D текста также можно самому. Для этого понадобится распечатанный эскиз, пара картонных листов, клей и канцелярский нож. Лист с эскизом и картон склеиваем между собой так, чтобы бумага не сморщилась. После высыхания остриём канцелярского ножа аккуратно вырезаем буквы точно по эскизу. Высоты шаблона в 2 мм обычно достаточно для того, чтобы щуп не соскальзывал.

Скачать схему копировального станка

Свежие записи:

Копировально-фрезерный станок «Дупликарвер»

Копировально-фрезерный станок «Дупликарвер» предназначен для резьбы по дереву, копирования скульптур и плоскорельефных изделий.

На сегодняшний день он не имеет аналогов на российском рынке по параметрам цена-качество, и получил широкое признание среди профессионалов и тех, кто только начинает осваивать резное дело.

Станки соответствуют требованиям Технического регламента таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования» и имеют декларацию о соответствии, зарегистрированную в Федеральной службе по аккредитации (Росаккредитации) при Минэкономразвития РФ.

Регистрационный номер декларации о соответствии: ЕАЭС N RU Д-RU.АБ93.В.06056

Наше предприятие производит три модели станков.

Дупликарвер-1 и Дупликарвер-2 позволяют выполнять два вида резьбы.

Объёмная, или скульптурная резьба .
Основной вид резьбы, выполняемой на этих станках. Вы сможете изготавливать копии различных скульптур, как простых, так и сложных.
Плоскорельефная резьба. Это могут быть различные дверные филёнки, панно и другие изделия с относительно небольшой глубиной рисунка. При этом размеры изделий лимитируются только по ширине, а длина их может быть любой, в разумных пределах, разумеется.

Дупликарвер-3 сохранил все возможности Дупликарвера-2 и приобрёл совершенно новые.

Теперь стало возможным исполнение длинномерной объёмной резьбы.

Длинномерная объёмная резьба .
Копировально фрезерный станок по дереву своими руками

Наиболее типичными объектами резьбы являются ружейные приклады, ножки столов, балясины лестничных перил, длинные лампы, высокие статуэтки и любые другие объекты, размер которых соответствует рабочим возможностям станка.

Рабочий инструмент станка — высококачественный фрезер, производимый в Германии. Система регулирования позволяет плавно изменять скорость вращения фрезы от 10000 до 30000 об/мин.

Станок работает очень надежно и точно. Овладеть приемами работы на нем можно достаточно быстро, в течение нескольких дней. Станок доставляет настоящее удовольствие от результатов своей работы. Срок окупаемости станка - один месяц. Начните просмотр нашего сайта с фотогалереи работ, посмотрите видеоклипы, и вы получите представление о возможностях копировально-фрезерного станка Дупликарвер.

Копировально-фрезерный станок по дереву – это универсальное оборудование, предназначенное для копирования изделий в двух- и трехмерном формате. Данный агрегат может копировать готовое изделие двухмерного типа, а также с использованием специальных копиров и объемных моделей.

Кроме того, техника нередко задействуется с целью гравирования профилей и самых разных декоративных элементов. Также копировально-фрезерному станку по дереву можно «поручить» несложные традиционные фрезерные работы, с которыми он в состоянии справиться наравне с традиционными фрезеровальными машинам.

Эта техника по своей сути уникальна, поскольку при своем довольно примитивном устройстве она в состоянии копировать достаточно сложные конструкции, в том числе и очень тонкую ручную работу.

Такие станки можно встретить на самых разных предприятиях, в том числе и на больших промышленных объектах крупносерийного производства.

Копировально-фрезерный агрегат специализируется на фрезеровке криволинейных деталей.

Производится это методом копирования по шаблону.

Копировально - фрезерный станок по дереву своими руками

Именно шаблоны дают возможность сделать процесс максимально точным, сводя на нет ручную работу и, соответственно, человеческий фактор. Такая особенность техники выступает гарантией того, что полученные детали будут идентичны, а их форма будет совпадать.

При этом мастер может использовать как один шаблон для всех деталей, так и применять в качестве шаблона уже изготовленные детали.

Фактически, каждая произведенная на таком оборудовании деталь может выступать в качестве образца, что подтверждает поразительную точность техники.

Если же вам и этого недостаточно – вы можете улучшить параметр точности вашего станка.

Для этого следует доукомплектовать его специальным копирующим устройством. Оно носит название пантографа и предназначено для исключительно точной передачи движения копирующей головки основному устройству, обрабатывающему заготовку. Если шаблон имеет множество «тонких» деталей – есть смысл подбирать копировально-фрезерный станок по дереву, имеющий в качестве опции пантограф.

Особенности конструкции

Этот агрегат позволяет обрабатывать профили или рельеф.

Обработка осуществляется специальным инструментом, изготовленным из твердых сплавов. Речь идет о фрезах. Фрез полностью повторяет движения копира – устройства, которое воспроизводит контуры шаблона. Это задающее устройство комплектуется механической или иной связью с системой слежения, отвечающей за траекторию движения инструмента.

Что же может выполнять функции копира для подобного станка?

Это может быть трехмерный или плоскийобразец, контурный чертеж или эталонная модель. Специальный щуп, фактически, обводит контуры заготовки, которые передаются инструменту. В некоторых современных агрегатах вместо щупа может быть использован фотоэлемент, отличающийся повышенной точностью.

Пантограф – важный элемент копировально-фрезерного станка по дереву.

Его конструкция включает особый направляющий палец. Он движется по копиру, точно фиксируя любые геометрические особенности фигуры. При этом пропорции плеч пантографа определяют относительный размер конечного результата.

Классификация копировально-фрезерных станков

Сегодня есть возможность разделить все представленные на рынке машины по множеству параметров.

По типу привода можно выделить следующие агрегаты:

Копировальные машины с двух- или трехмерным пантографом;
Универсальный агрегат, размещенный на поворотном рукаве;
Техника, укомплектованная круглым или прямоугольным столом;
Копировальные машины с электрической, гидрофицированной или механической подачей.
Фотокопировальные агрегаты.

Выделяют также такие агрегаты, отличающиеся друг от друга уровнем автоматизации:

Ручная машина настольного типа с механическим прижимом.
Автоматический копировально-фрезерный станок, оснащенный пневматическим прижимом.
Стационарный автоматизированный станок с пневмоприжимом и трехшпиндельной насадкой.

Выводы

Копировально-фрезерные станки занимают почетное место в деревообрабатывающей промышленности.

Без них изготовление детали со сложным рельефом занимало бы уйму времени. С появлением же такой техники производительность труда в масштабах предприятия возрастает в десятки раз.

Вот почему покупка такой машины может оказаться весьма ценной инвестицией для мастера.

КОПИР а, м. copier > нем. copieren, Kopiershablone. Деталь копировального станка, передающая движение инструменту, воспроизводящему на заготовке заданный профиль поверхности, соответствующий профилю копира. СИС 1985. Обработка по копиру. Лепинг 1 738. || Как работает механизм <котлетного автомата>.

Диск с поршнями вращается, штоки поршней упираются в копир внизу, как катаясь по копиру то в гору, то с горы. Поэтому сами поршни то поднимаются над выступами копира, то опускаясь под действием пружины. Копир можно повернуть на 180° за ручку.

ПИО 1997 2 43. — Лекс. СИС 1979: копи/…

Копир`Большой энциклопедический политехнический словарь`

копир`Русский орфографический словарь`

коп\’ир, -а

Русский орфографический словарь. / Российская академия наук. Ин-т рус.

Самодельный копировальный станок

В. Виноградова. - М.: «Азбуковник». В. В. Лопатин (ответственный редактор), Б. З. Букчина, Н. А. Еськова и др.. 1999.

Копир`Толковый словарь Ефремовой`

Деталь копировального станка, передающая движение инструменту, воспроизводящему по заготовке заданный шаблоном, чертежом и т.п. профиль.

(нем. Kopierschablone) — деталь копировального устройства, имеющая фигурный профиль (фасонная линейка, кулачок, шайба и т. п.).

Большой энциклопедический политехнический словарь2004

Копировальное устройство

Cтраница 1

Копировальное устройство состоит из копира, укрепленного на подвижной части приспособления, по которому снизу скользит ролик поводкового кронштейна, неподвижно укрепленного на вертикальных направляющих станка.

Копировальное устройство работает следующим образом. Обе полости сообщаются друг с другом, для чего в поршне сделано отверстие. Шток гидроцилиндра т л tr крепление, а цилиндр тзд 1 п ещато.

Копировальные устройства выполняют либо в виде приспособлений к имеющимся станкам (токарным, фрезерным и др.), либо органически встраивают в них и образуют копировальные автоматы или полуавтоматы.

Копировальное устройство бывает механическим, электромеханическим, гидравлическим, а поворот шпиндельного блока, стола одно — или двухиндексным.

Копировальные устройства могут быть установлены и на горизонтальнофрезерных станках.

Копировальное устройство (рис. 73) применяется для обработки фасонных поверхностей с достаточно высокой точностью.

Копировальное устройство этого станка работает по индуктивному методу.

Копировальные устройства для обработки по шаблону могут обеспечить точность до 0 02 мм.

Копировально-фрезерный станок своими руками – создаем надежное оборудование!

Копировальное устройство состоит из трех отдельных частей: стоек копира (правой и левой), салазок датчика и датчика. Стойки копира устанавливаются на корпусе суппорта и могут перемещаться по направляющим суппорта для установки копира при наладке станка.

Копировальное устройство предназначено для продольного и поперечного копирования. Для этого на револьверной головке закрепляют специальную державку с роликом, который упирается в копировальную линейку. Копировальную линейку устанавливают под необходимым углом к горизонтали и закрепляют в этом положении.

Копировальные устройства этого типа (рис.

6.25) оснащены двумя поршневыми двигателями: с наклонной шайбой 6 — для ведущего и 5 — для следящего движения.

Копировальные устройства рационально применять на карусельных станках. Одностоечные карусельные станки модели 1541 завода имени Седина, а также новые отечественные станки оснащаются копировальными устройствами. Иностранные фирмы Шисс, Фрорип, Гидингс, Вебстер и Беннет и др. изготовляют станки соответственных конструкций, допускающих монтаж копировальных устройств.

Копировальные устройства могут быть механического, электрического и гидравлического действия. Держатель 6 с копиром 7 закрепляется в гнезде револьверной головки, а корпус 2 — в резцедержателе бокового суппорта.

Резцом / обрабатывается фасонный профиль.

Страницы: 1 2 3 4

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.

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.

Оборудование копировального типа используется в случаях, когда следует провести изготовление деталей по определенному шаблону в пределах небольшой партии. В некоторых случаях копировально-фрезерный станок применяется при условиях крупносерийного производства, как и разновидность с ЧПУ. Это связано с тем, что рассматриваемый станок способен проводить создание изделий, форма которых в наибольшей степени соответствует изначальному образцу, как и станках с ЧПУ, движение фрезы задается автоматически. Главная особенность, которой обладает копировально-фрезерный станок – высокая скорость обработки.

Предназначение

Зачастую копировально-фрезерный станок используется для выполнения обработки по объему и на плоскости, его работа схожа с вариантами, на которых установлена система ЧПУ. При этом особые модели позволяют проводить обработку по дереву по объему, когда применяется объемная модель в качестве копира. В сфере деревообработки обработка по объему позволяет:

создавать орнаменты и различные надписи.
гравировать фасонные профили.
создавать сложные узоры, грани или плоскости которых расположены в различных плоскостях.

Рассматриваемый станок по дереву зачастую используется в сфере производства мебели. Многие декоративные части, которые имеют сложную форму, создаются при помощи подобного станка.

Принцип работы

Возможность значительного ускорения процесса производства сложных изделий обуславливается особенностями работы, которыми обладает копировально-фрезерный станок. Как и при обработке металла, при работе по дереву используется режущий инструмент под названием «фреза».

Основными моментами работы можно назвать:

Фреза проводит создание контура или поверхности, которые задаются при помощи копира.
Связующим звеном между режущим инструментом и устройством слежения становится механическая, гидравлическая, пневматическая система. Станок по дереву чаще всего имеет механическую систему подачи и управления.
Копиром может служить плоский шаблон, ранее созданная эталонная модель, пространственная модель, фотоэлемент, контурный чертеж. В некоторых случаях подобные станки оснащаются ЧПУ, что делает их широкоуниверсальными.
Образцы, выступающие в качестве шаблона, могут быть изготовлены из металла, древесины, пластмассы или другого материала.

Копировально-фрезерный станок работает следующим образом: устанавливается образец различного типа, к нему подводится следящее устройство, которое через определенный вид связи передают нужное усилие на режущий инструмент.

Классификация

пантограф по дереву для фрезера. это вариант может работать в 2 или 3 измерениях;
универсальный тип, который также называют как пантограф, имеющий поворотный рукав. как правило, рукав расположен в вертикальной плоскости;
есть варианты исполнения, которые имеют несколько шпинделей для ускорения процесса обработки;
с механической, электрической, гидравлической подачей;
фотокопировальный вид передачи контура для направления режущего инструмента.

Также станки по дереву различаются по уровню автоматизации производственного процесса. ЧПУ в этом случае устанавливается довольно редко, так как шаблонный метод обработки не требует системы Числового Программного Управления для указания траектории движения режущего инструмента.

Создание станка своими руками

Существует огромное количество станков по дереву копировального типа, которые известны как пантограф, имеют систему ЧПУ (универсальный вариант, который позволяет проводить обработку по копиру или программе). Однако приобрести подобное оборудование может не каждый, что связано с весьма большой его стоимостью. Добавление ЧПУ делает оборудование доступным только для крупных производителей, когда срок окупаемости оборудования будет менее 5 лет. Именно поэтому многие задаются вопросом – как сделать станок своими руками?

Перед тем как преступить к работе стоит помнить о том, что станки, созданные своими руками, значительно уступают промышленным моделям. При этом самостоятельно сделать вариант с ЧПУ невозможно. Также многие отмечают, что переделать обычный фрезерный вариант исполнения в копировальный своими руками также очень сложно, и, зачастую, проще начать с нуля. Пантограф самостоятельно изготовить несложно, но все же есть определенные сложности в этом процессе.

Существует много схем, по которым создать копировально-фрезерный станок можно своими руками. Типовой вариант, как правило, состоит из следующих элементов:

рабочий стол;
несущая рама;
фрезерная головка.

Для осуществления процедуры смены режима резания изменяется высота расположения стола, головка с фрезой имеет электрический привод, который приводит режущий инструмент в движение, зачастую в систему включают передаточный механизм для смены скоростей.

Сам пантограф может быть изготовлен следующим образом:

Из дерева. Подобный пантограф можно создать своими руками, но при этом он будет обладать малой точностью обработки, так как соединение деревянных частей происходит при помощи петли. Креплению при помощи петлей свойственен люфт.
Чертежный пантограф из металла – позволяет создавать копии в различных масштабах, однако не может применяться для создания объемных копий.

При создании станка своими руками следует учесть, что многие детали могут иметь изъяны и несоответствие размеров. Данная ситуация связана с вибрации и дрожании основания, чего избежать довольно сложно. Во время смены направления движения фрезы также возможны погрешности. Из-за внутреннего напряжения заготовки из дерева возможно искривление заготовки. Поэтому рекомендуется создавать подобное оборудование только для узкопрофильного производства, когда станок будет предназначен для создания одной детали. Избежать рассматриваемых проблем практически невозможно, однако при условии обработки одной и той же детали возможно постепенное улучшение конструкции.

Главная > Гранит