Копіювальні верстати по дереву своїми руками креслення. Копіювальний верстат по дереву: збирання токарного та фрезерного обладнання

Перед майстрами по дереву іноді виникає необхідність створення максимально точної копії будь-якого виробу. Для цього на багатьох підприємствах сьогодні використовують копіювально-фрезерне обладнання. З його допомогою можна виготовляти деталі величезними тиражами, при цьому вдається домогтися великої швидкості обробки та відмінної якості.

Призначення верстата

Фрезерування є одним із традиційних способів обробки. За допомогою такого підходу можна здійснити обробку різної чистоти простої та фасонної поверхонь. Фрезерні верстати підходять для відповідної обробки планок або, наприклад, важелів, які можуть мати просту та складну конфігурацію контурів.

Принцип роботи

Обробка виробів здійснюється за копіром, дії якого задаються копіювальним пристроєм. Через копір останнє впливає на виконавчі органи, фреза із заготовки відтворює поверхню, що задається на копірі. В основі принципу роботи копіювально-фрезерного верстата по дереву лежить обертання шпинделя, яке є основним рухом. По контуру переміщуються санки та стіл. При фрезеруванні рухається головка шпинделя.

Основа роботи - рух санок

Допоміжними рухами є переміщення санок та їх прискорення, столу, шпиндельної головки та настановне переміщення трейсерного столика. Фреза та копіювальний щуп з'єднуються між собою дуже жорстко. У цьому перша передає переміщення щупа. Якщо відбувається відхилення його руху, це викликає неузгодженість щодо фрези.

Об'ємна обробка

Програмні фрезерно-копіювальні верстати по дереву можуть працювати за принципом об'ємного та контурного руху. Крива копіра розташовується в паралельній площині і перпендикулярно до осі фрези, коли установка використовує контурне копіювання.

Конструктивні особливості верстата

Для того щоб зрозуміти, як зробити копіювально- фрезерний верстатпо дереву, слід ближче ознайомитися з його конструктивними особливостями. Такі установки призначені для обробки профілів або рельєфів виробів за допомогою ріжучого твердосплавного інструменту, який називається фрезою. Вона здійснює формування контуру або повторює поверхню вузла, що задає - копіра. Він має механічний, пневматичний або гідравлічний зв'язок із системою відстеження, що відповідає за напрямок різальної частини.

З одного боку, вплив проводиться на підсилювальне пристрій, тоді як з іншого - на виконавчий орган. Виготовляючи копіювально-фрезерний верстат по дереву, як копір ви можете використовувати плоский шаблон, еталонну деталь, просторову модель.

Копіювальним пристроєм виступить щуп, палець, копіювальний ролик або фотоелемент. Зразки для копіювання ви можете виготовити з різних матеріалів, а саме:

• деревини;
• пластмаси;
• металу.

Копір і оброблювана деталь при виготовленні копіювально-фрезерного верстата по дереву фіксуються на столі, що обертається. Щодо виконавчого органу, то ним виступає диференціал, електромагнітна муфта, соленоїд, гвинт або золотник. Якщо мова йдепро верстат з підсилювальним пристроєм, конструкція передбачає використання гідравлічних, електромагнітних або електрооптичних реле.

Точність профілю та шорсткість поверхні виробу залежатимуть від швидкості пересування вузла, що слідкує. Від електродвигуна та силового гідроциліндра відбувається привід виконавчого ланцюга. Копіювально-фрезерний верстат по дереву матиме пантограф, який є спеціальним пристроєм, що забезпечує копіювання у встановленому масштабі.

Якщо виготовленням верстата ви плануєте займатися самостійно, цей вузол можна включити в конструкцію. Він має напрямний пальцем, що розташовується на осі. Його переміщення спрямоване на копію. У процесі руху пальця шпиндель описує на заготівлі подібну геометричну фігуру. Масштаб копіювання визначатиметься пропорціями плечей пантографа.

Особливості виготовлення

Чим купувати готове обладнання, Краще зробити копіювально-фрезерний верстат по дереву, саморобна установка обійдеться дешевше. Однак вона не зможе конкурувати із заводською моделлю у питаннях працездатності та якості копій. Пристосувати пристрій до промислової моделі дуже складно. Це стосується переробки всього апарату. Тому зібрати саморобний верстат простіше з нуля при використанні електричного двигуната системи тяг.

Що стосується мотора, то він повинен мати затискний патрон для фрези. Ручний копіювально-фрезерний верстат по дереву передбачатиме наявність наступних вузлів:

• фрезерної голівки;
• несучої рами;
• робочий стіл.

Останній може регулюватися по висоті, а фрезерна головка працюватиме в тандемі з електричним двигуном приводу та двоступінчастим підрядним механізмом. З його допомогою вдасться забезпечити дві швидкості фрезерного вала.

Виготовлення вузькопрофільного обладнання

Ви повинні бути готові до того, що при копіюванні кінцеве виробу може мати деякі вади та невідповідності. Вони з'являються при зміні напрямку фрези, тремтіння опорної конструкції та вібраціях.

Викривлення та прогинання заготовки лише додають неприємностей. Це викликано збільшенням внутрішньої напругичерез вибірку матеріалу. Уникнути недоліків ви можете, виготовивши верстат вузькопрофільного типу. Не слід робити його універсальним.

Важливим фактором є ще й розмір агрегату. Чим більш потужні вироби ви плануєте обробляти, тим конструкція повинна вийти більше. Вібрації, що передаються від приводу фрези, поглинаються масою опорної конструкції. Напрямні осі зазнаватимуть навантаження. Вони повинні мати запас міцності. Важливо вибрати вузол, який не прогинатиметься.

Перед тим як зробити копіювально-фрезерний верстат по дереву своїми руками, ви повинні сконструювати обладнання та визначити вид деталей, які планується формувати. Для граверної роботи та фрезерування довгих виробів потрібні різні робочі столи, а метод закріплення заготовок має бути індивідуальним. Від матеріалу деталей, що виготовляються, залежатиме потужність електричного двигуна, який відповідає за обертання фрези і встановлюється на верстаті.

Для фрезерування та гравіювання дерев'яних виробівбуде достатньо двигуна постійного струмуна 200 Вт. А ось для реалізації процедури копіювання між собою з'єднуються пристрій та копіювальний щуп. Висота та площини над робочою поверхнею повинні збігатися.

На закінчення

У ролі копіра для верстата можна використовувати контурні креслення, плоский шаблон, просторову або еталонну модель. Найбільш проста конструкціякопіра передбачає наявність несучої рами, яка виступає як основа. При складанні слід підготувати фрезерну головку, робочий стіл та електропривод.

Розміри столу можуть бути підібрані індивідуально та залежать від поставлених завдань. Важливо враховувати ще й розміри робочого приміщення. Потужність електродвигуна ви повинні визначити з урахуванням запланованих навантажень. Ця частина конструкції обертатиме фрезу.

Як у виробничих, так і в домашніх умовах нерідко виникає потреба виготовити деталь, форми та розміри якої повністю ідентичні вихідному зразку. На підприємствах це завдання вирішується за допомогою такого пристрою, як копіювально-фрезерний верстат, який дозволяє виготовляти копії вихідної деталі великими серіями, відрізняється високою швидкістю, а також якістю обробки, що виконується.

Що являє собою процес фрезерування

Копіювально-фрезерні верстати та будь-яке інше обладнання фрезерної групи можна зустріти практично на будь-якому промисловому підприємстві. Пояснюється це тим, що операція фрезерування – це один із найпоширеніших методів, що використовуються для виконання механічної обробки. Дана технологія дозволяє виконувати широкий перелік чорнових, напівчистових та чистових операцій з простими та фасонними заготовками із чорного, а також кольорового металу, працювати по дереву та пластику. На сучасному фрезерному обладнанні з високою точністю та продуктивністю обробляються деталі навіть найскладнішої форми.

Розрізняють два основних типи фрезерування: зустрічне (подача та обертання інструменту різноспрямовані) та попутне (інструмент обертається в той самий бік, що і здійснюється подача). Ріжуча частина інструментів, що виконують фрезерування, виготовляється з різних матеріалів, що дає можливість не тільки успішно працювати по дереву, а й виконувати обробку (шліфування навіть навіть) твердих металівта сплавів, штучного та натурального каменю.

Фрезерне обладнання поділяється на два види: загального призначеннята спеціалізоване, до якого і належить копіювально-фрезерний верстат.

Можливості копіювально-фрезерного обладнання

Копіювальний верстат, що відноситься до фрезерної групи, розроблений для копіювально-фрезерних робіт з плоскими та об'ємними деталями. Крім того, на такому пристрої можна гравіювати фасонні профілі, наносити на вироби написи та візерунки (навіть високої складності), здійснювати легкі фрезерні операції по дереву та іншим матеріалам.

Використовуючи інструменти з ріжучою частиною різних матеріалів, на копіювально-фрезерних верстатах обробляють деталі, виконані з чавуну, різних сортівсталі та кольорових металів. На таких пристроях для випуску деталей дрібними та великими серіями успішно виробляють лопатки турбореактивних двигунів та парових турбін, гребні гвинти для суден, штампи вирубного та кувального типу, робочі колеса для гідротурбін, форми для пресування та лиття, прес-форми тощо.

На копіювально-фрезерному верстаті виконуються технологічні операції, практично недоступні для універсального обладнання. Принцип роботи такого верстата ґрунтується на методі копіювання, для виконання якого використовується спеціальний шаблон. Застосування шаблону виключає людський факторпри обробці навіть найскладніших деталей, завдяки чому всі готові вироби мають однакову форму та геометричні розміри. Що зручно, один шаблон можна використовувати для точного виготовлення великої партії деталей, які повністю ідентичні між собою.

Для того, щоб копіювання форми і розмірів шаблону було максимально точним, копіювально-фрезерному верстаті встановлюють копір (пантограф для фрезера). Призначення такого пристрою - точна передача всіх рухів копіювальної голівки ріжучому інструменту.

Як влаштований копіювально-фрезерний верстат

Копіювально-фрезерні верстати, як згадано вище, використовуються для площинного (обробка профілів) та об'ємного (обробка рельєфів) фрезерування. Як робочий інструмент на них застосовуються фрези, які, обробляючи контур або об'ємну поверхню деталі, повторюють рухи копіра. Зв'язок робочого органу та системи стеження у ручних верстатів забезпечується за рахунок механічних, пневматичних або гідравлічних елементів, необхідних для формування зусилля, що передається від копіра на робочий орган копіювально-фрезерного верстата.

Шаблоном на таких верстатах виступає плоска контурна або просторова модель, деталь-еталон або контурні креслення, а елементом, що зчитує форму та розміри шаблону, - копіювальний палець або ролик, спеціальний щуп, фотоелемент. Для виготовлення шаблону можна використовувати алюмінієвий лист або лист з іншого металу, пластик або деревину. Шаблон і оброблювана деталь розташовуються на робочому столі верстата, що обертається.

Робочий орган копіювально-фрезерного обладнання починає рухатися завдяки таким конструктивним елементам, як гвинт, золотниковий клапан, соленоїд, диференціал або електромагнітна муфта. Реле, що встановлюються в підсилювальних пристроях копіювально-фрезерних верстатів, бувають електромагнітними, гідравлічними або електрооптичними.

Якість оброблюваної деталі (шорсткість поверхні, точність форми та розмірів) залежить від такого параметра, як швидкість переміщення слідкуючого пристрою. При цьому можна досягти наступних характеристикготового виробу: шорсткість - №6, точність профілю - 0,02 мм. Основними елементами виконавчого ланцюга такого обладнання є електричний двигун та гідравлічний циліндр.

Пантограф, що встановлюється на копіювально-фрезерному обладнанні, забезпечує копіювання в заданому масштабі. Конструкцію пантографа складають напрямний палець, його вісь, інструментальний шпиндель та окрема вісь обертання. Шпиндель і напрямний палець розміщуються на одній рейці, від співвідношення плечі якої залежить масштаб копіювання.

Переміщаючись по контуру шаблону, палець рухає рейку, що вільно обертається на осі. Відповідно, з іншого боку рейки шпиндель верстата здійснює ідентичні руху, обробляючи заготівлю. На копіювально-фрезерних верстатах, які виготовляються своїми руками, такий пристрій також не буде зайвим, його наявність значно збільшує функціональність обладнання.

Різновиди верстатів копіювально-фрезерної групи

Оснащення копіювально-фрезерного верстата може містити приводи різного типу. На основі цього параметра виділяють:

• обладнання з пантографом (придатне для обробки деталей у 2-3 вимірах);
• пристрої з копіром, закріпленим на поворотній рейці, що переміщається у вертикальній площині;
• одно- та багатошпиндельні верстати, оснащені поворотними столамикруглої чи прямокутної форми;
• верстати, подача на яких забезпечується за рахунок механічних, електричних, гідравлічних пристроїв;
• фотокопіювальне обладнання.

Саморобний копіювальний верстат може ставитися до будь-якого з цих типів (у тому числі і копіювально-шліфувальних верстатів). Потрібно тільки знайти в інтернеті креслення та підібрати комплектуючі.

За ступенем автоматизації та способом фіксації оброблюваної деталі виділяють наступні категорії копіювально-фрезерних верстатів:

• ручні або настільні, на яких заготівля фіксується механічним способом(на цих пристроях можна розсвердлювати отвори різної форми відповідно до шаблону);
• автоматичне обладнаннястаціонарного типу, заготівлі на якому фіксуються за допомогою пневматичних притисків (на таких верстатах працюють з алюмінієм);
• автоматичне обладнання стаціонарного типу з пневматичними притисками, на якому встановлено тришпиндельну головку (на цих копіювально-фрезерних верстатах одночасно розсвердлюють потрійні отвори, що не дозволяють виконувати агрегати двох попередніх типів).

Як працює копіювально-фрезерний верстат

Як було зазначено вище, на копіювально-фрезерному верстаті заготовка обробляється за допомогою пристрою - копіра. Всі переміщення копіра за контуром або поверхнею шаблону передаються завдяки спеціальному (копіювальному) пристрої на робочу головку верстата, в якій закріплена фреза. Таким чином, ріжучий інструмент точно повторює всі ті рухи, які робить копір, що використовується для оснащення фрезера.

Рухи елементів копіювально-фрезерного верстата в процесі обробки деталі поділяються на головні (обертання і переміщення шпинделя при врізанні інструменту в матеріал заготівлі, переміщення по контуру робочого столу і санчат) і допоміжні (рух шпиндельної головки, санок і столу переміщення, які здійснюють трейсерний столик, копіювальний палець, упори та затискач, що фіксує шпиндельну головку).

У копіювально-фрезерних верстатах, що працюють по алюмінію, можуть бути реалізовані дві схеми стеження: проста дія та дія з зворотним зв'язком. При реалізації схеми прямої дії робочий орган верстата здійснює рухи за рахунок того, що він жорстко пов'язаний із копіром. Схема зворотної дії не передбачає такого зв'язку та переміщення від копіра на робочий орган передаються не безпосередньо, а через систему, що слідкує.

Як уже говорилося вище, на копіювально-фрезерних верстатах виконують контурне та об'ємне фрезерування. При контурному фрезеруванні рухи копіра відбуваються в площині, паралельній або перпендикулярній осі інструменту. У першому випадку переміщення робочого стола обладнання може бути лише поздовжнім, а фреза та копіювальний палець рухаються вертикально. У другому випадку стіл рухається як у поздовжньому, так і у поперечному напрямку. При об'ємному фрезеруванні деталь обробляється поетапно завдяки кільком пересуванням столу та інструменту, що здійснюються в паралельних площинах.

Схема прямої дії може бути реалізована через пантограф, який дозволяє зменшувати розміри готових виробівпо відношенню до розмірів шаблону, що використовується (масштабувати). Найчастіше такий додатковий пристрій, який легко зробити і самому, встановлюють на верстати, що використовуються для гравірувальних та легких фрезерних робіт.

Чергова варіація зробленого самостійно верстата

Як виготовити копіювально-фрезерний верстат своїми руками

Придбати копіювально-фрезерний верстат для оснащення своєї майстерні хотіли б багато домашніх умільців, але вартість такого обладнання досить велика. Тим часом, маючи бажання, витративши не так багато часу, сил і фінансових коштів, можна виготовити таке обладнання своїми руками.

Природно, саморобне копіювально-фрезерне обладнання не зрівняється з професійним за своєю потужністю, надійністю та функціональністю, але і на таких верстатах можна виконувати якісні копії, працювати з їх допомогою по дереву та обробляти заготовки з інших матеріалів. Багато хто намагається приладнати копіювальний пристрій до вже наявного, проте це недоцільно, тому що при цьому доводиться переробляти практично весь верстат. Як показує практика, свій саморобний верстат копіювально-фрезерного типу краще збирати з нуля, підібравши для цього відповідні комплектуючі.

Нижче на фото наведено приклад саморобного верстата із доповненням у вигляді відео. Творець верстата веде оповідь англійською, але в принципі все цілком зрозуміло і без перекладу.

Своїми руками копіювально-фрезерний пристрій найпростіше виготовити по типової схеми, Що включає в себе конструкцію, що несе - раму, робочий стіл і фрезерну головку. Приводом забезпечення обертання робочого інструменту є електродвигун, що передає рух через двоступінчастий механізм, що дозволяє отримувати дві швидкості. Робочий стіл цього саморобного пристрою можна регулювати на висоті.

Багато хто з тих, хто копіювально-фрезерний верстат виготовив своїми руками, відзначають, що при зміні режимів роботи, у такого обладнання починає виявлятися маса недоліків. Найбільш поширеними з таких недоліків є вібрації рами верстата, викривлення заготовки та її прогин, неякісне виконання копіювання та ін. Пояснюється це тим, що самому врахувати всі недоліки, які виникатимуть у універсального обладнання при зміні режимів роботи, практично неможливо.

При фрезеруванні застосовуються копіювальні пристрої, тобто пантографи, що мають високу вартість. Можна зібрати пантограф для фрезера своїми руками.

Виготовлення пантографа

Фрезер, оснащений пантографом, дозволяє в процесі роботи виконувати повторення паралельних ліній виробу, що обробляється. Така процедура полегшує виготовлення фасонних деталей, різноманітних орнаментів та візерунків. Крім того, за допомогою пантографа можна виконувати різні написи на металевих та дерев'яних пластинах.

Саморобний пантограф зробити не складно, для цього тільки знадобляться 4 важелі-лінійки. Три такі важелі мають бути довгими, а один — коротким. Крім того, в них потрібно зробити кілька отворів, щоб зробити кріплення осей.

Осі будуть використовуватися для встановлення механізму та кріплення стрижня. Осьовий механізм є шпилькою, на кінці якої знаходиться капелюшок. Копіювальна частина повинна нагадувати елемент циркуля, у якому кріпиться грифель. Таку стрижневу частину можна виготовити із наконечника пластикової спиці. Подібний наконечник м'яко ковзатиме в процесі роботи і не зіпсує оригінальну деталь.

Також знадобиться вісь, на яку спиратиметься вся механічна частина пристрою. Вона має бути забезпечена п'ятою, яка виконує роль упору. Остання або крайня напрямна виконуватиме роль кріплення всієї конструкції за допомогою спеціальної бобишки.

Подібна бобишка має бути виготовлена ​​з алюмінієвого циліндра. У її нижній частині потрібно закріпити 3 жали, які можна зробити з маленьких меблевих цвяхів. За допомогою таких гвоздиків виконуватиметься фіксація основи на оброблюваній пластині.

Повернутись до змісту

Завершення робіт

Наступним кроком є ​​складання копіювального механізму фрезера. Для цього треба підготувати такі комплектуючі:

• 4 лінійки;
• 8 латунних втулок.

Лінійки мають бути з оргскла чи пластику, їх товщина – 4-5 мм. Також як матеріал для виготовлення лінійок можна використовувати плексиглас. Далі виконується розмітка цих лінійних елементів. До цього процесу слід підійти дуже ретельно, оскільки найменша помилка у розмірах може призвести до неправильної роботи пантографа.

На нанесених розмітках свердляться отвори. При цьому повинна дотримуватися їх співвісність. Щоб цього досягти, потрібно скласти всі лінійки разом і одночасно просвердлити в них отвори.

Потім підготовлені отвори потрібно вставити латунні втулки. При їх установці повинен дотримуватися невеликий натяг: це допоможе щільніше втулкам триматися в лінійках. Для того, щоб закріпити осьові частини у втулках, потрібно виготовити спеціальні затискачі. Зробити їх можна із сталевого загартованого дроту, діаметр якого повинен становити 1-1,5 мм.

Потім виконується складання бобишки. У нижній частині робляться глухі отвори, які можна пробити керном. Цвяхи потрібно встановити таким чином, щоб вони виступали з тіла боби на 2-3 мм.

Підготувавши всі необхідні частини пантографа, виконують їхнє складання.

Під час цього процесу слід стежити за тим, щоб усі рухомі частини мали плавний та легкий хід.

При цьому всі підготовлені отвори слід промаркувати. Відповідно до цього маркування можна виконувати масштабування копії деталі, що виготовляється.

В сучасному світінайчастіше виникає необхідність створення копії чогось або відтворення та повторення чогось. Для цієї мети на багатьох підприємствах широко використовуються копіювально-фрезерні верстати, які призначаються для створення виробів, форма яких найбільше відповідає заданому вихідному зразку. Вони дозволяють виробляти деталі великими тиражами, забезпечуючи при цьому високу швидкістьобробки та виготовлення кожного елемента.

Особливості процедури фрезерування

Фрезерування - це один із найпоширеніших методів механічної обробки. За допомогою фрезерування проводять чорнову, чистову та напівчистову обробку фасонної та простої поверхні заготовок зі сталі, кольорового металу, чавуну та пластмас. Фрезерування характеризується високим рівнемпродуктивності, що дозволяє зрештою отримувати вироби правильної геометричної форми.

Фрезерування може здійснюватися двома способами: процедура зустрічного фрезерування (проти подачі), коли подача протилежна напрямку обертання фрези, і попутне фрезерування (по подачі), коли збігаються напрямки обертання фрези і подачі. Використовуючи фрези, що оснащені сучасними різальними матеріалами(мінераллкерамікою, синтетичними надтвердими), ви можете обробляти матеріали, що загартовані до високої твердості, замінюючи цим процедуру шліфування.

Фрезерні верстати призначені для фрезерування поверхонь важелів, планок, корпусів, кришок та кронштейнів простої конфігурації, складної конфігурації контурів (типу шаблонів, кулачків), поверхонь корпусних деталей. Фрезерні верстати поділяються на дві основні категорії: верстати загального призначення та спеціалізовані апарати. До першої групи відносяться верстати поздовжньо-фрезерні, консольні, безконсольні та безперервного фрезерування. До другої категорії входять верстати різьбофрезерні, зубофрезерні, шліцефрезерні, шпонково-фрезерні та копіювально-фрезерні.

Призначення копіювально-фрезерного верстата

Копіювально-фрезерні верстати прийнято використовувати для виконання копіювальних робіт за обсягом та на площині, а також за обсягом із застосуванням об'ємних моделей та відповідних копірів, для гравірування різних фасонних профілів, візерунків, орнаментів та написів, а також для легкої фрезерної роботи. Безперечний плюс подібних агрегатів у тому, що він здатний виконувати при власному простому пристрої неймовірно складні візерунки.

На верстаті можна виконувати різні фрезерні роботи по сталі, чавуну та кольоровим металам за допомогою швидкорізального та твердосплавного інструменту в умовах велико- та дрібносерійного виробництва. На подібних верстатах виготовляються гребневі гвинти суден, лопатки турбореактивних двигунів та парових турбін, робочі колеса гідротурбін, вирубні та кувальні штампи, пресові та ливарні форми, різні кулачки, штампи, прес-форми, металеві моделіта заготівлі.

Таке обладнання використовується також для свердління отворів під рукоятки, замки, шпингалети, металеві петлі, а також виконання рамок для дзеркал та каналів будь-якого розміру на пластикових та алюмінієвих профілях, як на відео про копіювально-фрезерні верстати На універсальних верстатахпроцедура обробки подібних виробів практично неможливою.

Копіювально-фрезерний верстат призначається для фрезерування криволінійних деталей методикою копіювання за шаблоном, з якого копіюється форма виробу. Використання шаблонів дозволяє виключити при такій складній операції вплив людського фактора, і готові деталі як наслідок мають однакову форму.

Для виготовлення кількох повністю ідентичних виробів можна використовувати єдиний шаблон, а й усі наступні деталі виготовити за зразком першої. Однак для точного повторення рекомендується доповнити верстат копіювальним пристроєм, який називається пантографом. Його конструкція буває різною, але функція одна завжди - точніше передати вздовж профілю рух копіюючої головки ріжучому пристрої.

Конструкція копіювально-фрезерного верстата

Копіювально-фрезерний верстат призначений для обробки профілів (фрезерування площинне) або рельєфів (фрезерування об'ємне) виробів за допомогою ріжучого твердосплавного інструменту - фрези. Фреза відтворює на виробі контур або поверхню пристрою - копіра. Завдає пристрій ручного копіювально-фрезерного верстата має пневматичну, механічну або гідравлічну зв'язок із системою стеження, яка відповідає за напрямок ріжучого інструменту, з одного боку діючи на підсилювальний пристрій, а з іншого впливаючи на виконавчий орган.

Як копір може виступати плоский шаблон, просторова модель, еталонна деталь, контурний креслення, а копіювальним пристроєм служить щуп, копіювальний ролик або палець, фотоелемент. Зразки копіювання можуть бути виготовлені з металу, пластмаси або деревини. Оброблювана деталь і копір закріплені на столі, що обертається.

Виконавчим органом може бути золотник, гвинт, соленоїд, електромагнітна муфта, диференціал. В підсилювальних пристроях копіювально-фрезерних верстатів використовують електромагнітні, гідравлічні або електрооптичні реле. Шорсткість поверхні заготовки і точність профілю залежить від швидкості пересування слідкуючого пристрою: досягається шорсткість №6 і точність профілю 0,02 мм. Привід виконавчого ланцюга відбувається від силового гідроциліндра та електродвигуна.

Копіювання у встановленому масштабі проводиться за допомогою спеціального пристрою під назвою пантограф. Якщо вас цікавить, як в домашніх умовах зробити копіювально-фрезерний верстат, то можете його доповнити цим пристроєм. Пантограф має конструктивно спрямовуючий палець, який розташований на осі та переміщається по копіру, вісь обертання та інструментальний шпиндель. При переміщенні по копію пальця на заготівлі шпиндель описує геометрично подібну фігуру. А масштаб копіювання визначається пропорціями плечей пантографа.

Види копіювально-фрезерних верстатів

По виду приводу розрізняють такі основні типи копіювально-фрезерних верстатів: з пантографом, що призначений для роботи у 2 та 3 вимірах; універсальні апарати з пантографом, що розташований на поворотному рукаві у вертикальній площині; одно- та багатошпиндельні агрегати з прямокутним і круглим столом; з механічною подачею, електро- та гідрофіковані, а також фотокопіювальні.

Виділяють кілька видів подібних фрезерно-копіювальних верстатів, які розрізняються за рівнем автоматизації та притиску оброблюваної заготовки:

1. Ручний або настільний копіювально-фрезерний верстат з механічним притиском профілю. За його допомогою можна виконувати процедуру розсвердлювання отворів різної форми за шаблоном, проте для потрійних отворів потрібно тришпиндильна насадка на верстат або дриль.
2. Автоматичний (стаціонарний) фрезерно-копіювальний верстат із пневматичним притиском профілю. Такі верстати також не дозволяють зробити потрійні отвори для установки ручок і, як правило, використовуються для виробництва алюмінієвих конструкцій.
3. Автоматичний (стаціонарний) фрезерно-копіювальний верстат з пневматичним притиском профілю та 3-шпиндельною насадкою для проведення розсвердлювання потрійних отворів.

Принцип роботи копіювально-фрезерного верстата

Обробку виробів на копіювально-фрезерному верстаті проводять по задавальному пристрої (копіру), дія якого викликає через копіювальний пристрійвідповідне переміщення щодо заготівлі спеціального різального інструменту. Через копіювальний пристрій копір впливає на виконавчі органи, при цьому заготівля та фреза відтворюють у відносному русі поверхня, яка задана на копірі.

Головними рухами є обертання шпинделя, переміщення столу та санок по контуру, рух шпиндельної головки при врізанні. Допоміжні рухи - прискорення переміщення санчат, шпиндельної головки та столу, настановні переміщення на столі трейсерного столика, упорів, копіювального пальця та затискач шпиндельної головки.

Копіювально-фрезерні верстати по алюмінію здатні працювати за 2 схемами стеження: дії зі зворотним зв'язком та простої дії. Копіювальний щуп та фреза у схемі простої дії між собою жорстко пов'язані, і фрезі передається переміщення щупа по копіру. Відхилення копіювального щупа у схемі зі зворотним зв'язком викликає неузгодженість у положенні копіювального щупа щодо фрези.

Результат подібної неузгодженості надходить у спеціальну слідкувальну систему, яка виконавчого пристроювидає сигнал на коригування траєкторії руху інструменту. Жорсткого зв'язку фрези і копіра у разі немає, і копір сили різання не сприймає, лише передає виконавчим органамвідповідний сигнал.

Існує два різновиди копіювального фрезерування - об'ємне та контурне. Крива копіра при контурному копіюванні може розміщуватися у площині, що паралельна або перпендикулярна до осі фрези. Стіл у першому випадку з копіром і заготовкою переміщається в поздовжньому напрямку, контроль зміни кривої здійснюється завдяки вертикальному переміщенню врізи та копірного пальця. Стіл з копіром і заготовкою у другому випадку переміщається в поперечному та поздовжньому напрямку відповідно до форми кривої лінії копіра.

Складна просторова поверхня заготовки при об'ємному копіюванні обробляється фрезою послідовно, за допомогою декількох паралельних ходів столу, тобто контурне копіювання виконується кожного робочого ходу. Наприкінці проходу фреза зміщується щодо заготівлі перпендикулярно рядку на величину поперечної подачі, потім відбувається наступний робочий хід.

Також існують копіювально-фрезерні верстати прямої дії, в яких фрезе щуп передає рух через пантограф. Подібні верстати в основному використовують для легких гравірувальних та фрезерних робіт. При використанні пантографа можна проводити крім копіювання зменшення масштабу заготовок по відношенню до копію. Переміщення копіювального щупа по копіру, який встановлений на столі верстата, передається шпинделю, що при обробці заготовки описує контур, подібний до геометричного копію.

Копіювально-фрезерний верстат своїми руками

В даний час на ринку представлені фрезерно-копіювальні верстати різної конструкції та рівня складності. Однак купити таку не завжди можливо, та й ціна копіювально-фрезерного верстата досить велика. Тому часто маємо питання, як виготовити копіювально-фрезерний верстат в домашніх умовах.

Безперечно, саморобні верстатине можуть з промисловими моделями повністю конкурувати, але вони є працездатними і дозволяють виготовити високоякісні копії. Хочеться відразу обмовитися, що пристрій, що копіює, пристосувати до промислового. фрезерний пристрійбуде дуже складно, і це стосується, перш за все, кардинальної ситуації всього апарату. Тому саморобний копіювально-фрезерний верстат зібрати найпростіше практично «з нуля» при використанні системи тяг та електричного двигуна із затискним патроном для фрези.

Конструкцій копіювально-фрезерних верстатів може бути багато. Типова конструкція апарата наступна: верстат конструктивно складається з робочого столу, рами, що несе, і фрезерної головки. Робоча поверхня може регулюватися по висоті, головка фрезерна обладнана електричним двигуном приводу і передатним двоступінчастим механізмом, який забезпечує дві швидкості фрезерного валу.

Багато домашніх господарів нарікають, що при копіюванні виробу деталь, що вийшла, має багато вад і невідповідностей, які з'явилися при зміні напрямку фрези, вібрації і тремтіння опорної конструкції. Неприємностей додають прогинання та викривлення заготовки, що пов'язані зі збільшенням внутрішньої напруги через вибірку дерева. Уникнути всіх недоліків при виготовленні саморобного копіювально-фрезерного верстата неможливо. Просто рекомендується робити копіювальний верстат вузькопрофільним, а не універсальним.

Саморобний копіювально-фрезерний верстат має бути оптимізованим під виробництво конкретних виробів, які потрібні саме вам. Наприклад, для ефективного виготовлення дерев'яної частини рушниці та гвинта для пропелера потрібні різні технічне рішення, їх не вдасться в одному верстаті об'єднувати, і виникнути можуть побічні ефекти, що важко виправити. Таким чином, практичніше верстати збирати під певні завдання. Такий підхід може уникнути багатьох витрат і труднощів.

Важливий фактор – це розмір верстата. Чим ви більший виріб плануєте обробляти, тим конструкція має бути масивнішою. Необхідно, щоб вібрації, що передаються від приводу фрези, поглиналися вагою опорної конструкції верстата. Навантаження повинні витримуватися напрямними осями, які повинні мати запас міцності і не прогинатися. Оптимальні параметри при проектуванні копіювально-фрезерного верстата своїми руками підбираються досвідченим шляхом, що забезпечує плавний хід фрези.

При конструюванні копіювально-фрезерного верстата визначте вид деталей, які виготовлятимете. Для виконання граверної роботи і фрезерування довгих виробів потрібен різний робочий стіл і метод закріплення на ньому заготовок з шаблоном. Свобода переміщення у різних площинах різального інструменту залежить від виду робочого стола.

Від деталей, що виготовляються, і їх матеріалу залежить потужність електродвигуна, який обертає фрезу і встановлюється на саморобному копіювально-фрезерному верстаті. Для гравіювання та фрезерування дерев'яних виробів достатньо 150-200 ватного електричного двигуна постійного струму.

Для забезпечення процедури точного копіювання потрібно між собою жорстко з'єднати щуп, що копіює, і пристрій, закріпивши в ньому ріжучий інструмент. При цьому їх висота та площини над робочим столом мають збігатися повністю. Створену жорстку конструкцію слід встановити над робочим столом у такий спосіб, щоб вона могла переміщатися у вертикальній та горизонтальній площині вздовж осей, що створюються умовно сторонами робочого столу.

Призначений для того, щоб створювати різні вироби, Форма яких практично не відрізняється від заданого зразка Суть використання цих агрегатів у цьому, що дозволяють створювати вибрані елементи великими тиражами, у своїй забезпечуючи велику швидкість обробки.

Особливості застосування агрегату

Операція фрезерування – це одна з найпоширеніших опцій, яка використовується при обробці матеріалу. Копіювально-фрезерний верстат по дереву може виконувати такі функції, як чернова, напівчистова або чистова обробка фасонної та простої поверхні заготовок.

Ця операція характеризується тим, що вона має дуже високу продуктивність. Завдяки цьому цей агрегат дозволяє отримувати деталі із правильною геометричною формою.

Способи фрезерування

Для того, щоб здійснити цей процес, можна використовувати один із двох існуючих методів:

• Перший спосіб – це процедура зустрічного фрезерування. При використанні цього подача елемента протилежна руху фрези.
• Другий спосіб - це попутне фрезерування, суть якого в тому, що деталь та фреза рухаються в одному напрямку.

Як матеріал для виготовлення фрези в даний час використовуються такі матеріали, як мінералокераміка, синтетичні, надтверді. Проте варто сказати, що використання таких якісних речовиндля виготовлення фрези може замінити процедуру шліфування. Але це не дуже актуально для фрезерно-копіювального верстата по дереву, тому що матеріал спочатку досить м'який.

Також варто зазначити, що є два види таких верстатів:

1. Перша група – це агрегати загального призначення.
2. Друга категорія – це спеціалізовані пристрої.

Копіювально-фрезерне обладнання належить саме до другої категорії машин.

Загальний опис копіювально-фрезерного пристрою

Фрезерно-копіювальний верстат дерева використовується для того, щоб виконувати роботи копіювального типу за обсягом, а також на площині. Крім цього, пристрій застосовується для робіт із застосуванням об'ємних моделей. Для виконання таких операцій використовуються відповідні копіри.

Застосовувати цей агрегат можна для виконання операції з гравіювання, нанесення візерунків, орнаментів або різних написів. Найбільшою перевагою фрезерно-копіювального верстата по дереву є те, що при своєму досить простому пристрої він здатний виконувати велика кількістьрізноманітних складних операцій.

Суть роботи

Слід зазначити, що можливість роботи пристрою з різними матеріаламизалежить від металу, з якого зроблена фреза. Проводити операції можна не тільки по дереву, а й по сталі, чавуну, кольоровим металам. Для цього необхідно використовувати твердий сплав як матеріал для фрези, а також забезпечити велику кількість обертів за хвилину. Використовувати такі агрегати можна як для великосерійного виробництва, так і для виготовлення дрібних партій.

Наприклад, на подібних пристрояхможна виробляти такі речі, як гребневі гвинти суден, турбореактивні двигуни, парові турбіни, різні форми, прес-форми, а також заготовки із дерева.

Варто зазначити, що випускаються моделі копіювально-фрезерного верстата з ЧПУ по дереву. Призначення таких пристроїв полягає у виконанні операції фрезерування криволінійних деталей. Для виконання цього завдання ці машини використовують метод копіювання за шаблоном. Застосування даного способудопомагає унеможливити людський фактор. Це дуже важливо, тому що людина не здатна створити дві ідеально однакові речі, на відміну від машини. В результаті механізації процесу, тобто використання верстатів, з'явилася можливість конвеєрного виробництва різноманітних деталей та елементів із криволінійною формою та абсолютно однаковими розмірами.

Верстат своїми руками

На сьогоднішній день можна придбати такий пристрій на ринку. Однак не виключається і можливість створення саморобного фрезерно-копіювального верстата по дереву.

Так як конструкцій цього обладнання існує досить багато, то буде представлена ​​його типова, найпоширеніша форма.

Складові елементи такого агрегату такі:

• робоча поверхня;
• несуча рама або станина;
• Фрезерна головка.

Важливо, щоб робоча поверхня обладнання мала можливість регулювання висотою, а фрезерна головка обладналася електроприводом. Крім цього, до неї повинен бути підключений двоступінчастий механізм, завдання якого полягає у забезпеченні двох різних швидкісних щаблів роботи фрезерної головки.

Досить частим недоліком саморобних пристроївє те, що вони не здатні створити точну копію виробу. Причини цього найчастіше тремтіння, вібрації, а також зміна напряму фрези. Уникнути всіх недоліків не вдасться, а тому, щоб мінімізувати їх наявність, експерти рекомендують створювати вузькоспрямовану модель обладнання, а не намагатися зробити її універсальною.

При виготовленні копіювально-фрезерного верстата по дереву своїми руками необхідно створювати креслення та конструювати всі деталі таким чином, щоб у майбутньому було зручно працювати із заготовками обраного розміру. Наприклад, є два види робіт – це фрезерування довгих заготовок або гравірування. Ці дві операції вимагають, щоб спосіб кріплення заготовки, як і робочої поверхні був абсолютно різним.

Це не єдина причина, через яку треба заздалегідь все продумати. Друге, з чим доведеться зіткнутися всім, хто створює верстат самотужки, - це вибір електричного двигуна. Залежно від щільності матеріалу, з яким потрібно буде працювати, необхідно вибрати потужність цього виробу. Якщо говорити про роботу з деревиною, то найчастіше вистачає двигуна з потужністю від 150 до 220 Вт.

Ще одна особливість, яка має бути дотримана, - це найбільш міцне кріплення копіювального щупа та пристрою, що тримає фрезу. Ці дві невеликі деталі дуже важливі, оскільки саме від цього залежатиме точність, з якою верстат зможе відтворити модель за зразком.

Фрезерно-копіювальний верстат по дереву "Дуплікарвер"

Призначення цього обладнання полягає у виконанні таких операцій, як різьблення по дереву, копіювання скульптур та плоских рельєфних предметів. Основною перевагою саме цього пристрою є те, що він володіє найкращим співвідношенням ціна-якість. А його характеристики підходять як для виконання професійних робіт, так і для початківців.

Ці пристрої можуть виконувати різьблення по дереву двома способами:

1. Об'ємне або скульптурне різьблення. Ця операція є основною для цього верстата. Вона дозволяє створювати точні копії моделей із деревних матеріалів.
2. Плоскорельєфне різьблення. До цього типу робіт можна віднести різьблення по дверним фільонкам, панно або будь-яким іншим заготовкам, що мають малу глибину зображення.

Фрезерно-токарний копіювальний верстат по дереву

Призначення цього верстата - обробка дерев'яних виробів, виточування профілів і декоративних заготовок. Відмінна рисаТакого обладнання - наявність відразу двох різців. Один з них монтується на люнеті і призначається для обробки круглих деревних заготовок. Цей різець може знімати до 10 мм матеріалу за один прохід деталі. Установки для цього елемента встановлюються на спеціальному пристрої.

Другий різець монтується в копіювальній каретці, а його основне призначення - виточування заготовок за зразком. Для того щоб забезпечити комфортну роботу з довгими елементами, агрегат має люнет, який можна прикріпити до напрямної штанги. Використовується він як основна опора, щоб не дати довгій заготовці прогнутися. Також є можливість встановлення такої деталі як планшайба. Це дозволяє обробляти деталі з великою кількістюграней.