Конструкции копировально фрезерных станков по дереву. Как сделать самодельный копировально-фрезерный станок (пантограф) по дереву своими руками

Выполнить копир токарного станка своими руками — не самая сложная задача. Но чтобы добиться желаемого по качеству и эффективности результата, придется приложить определенные усилия. Вам пригодится подробный чертеж, копировальный шаблон и несколько часов свободного времени. Предлагаем вам вариант станка копира, основанного на ручном фрезе в качестве режущего инструмента.

Предлагаемый копир для вашего токарного станка требует небольших финансовых, временных и трудовых затрат. Именно этим он привлекает большое количество мастеров, которым нужен копир для токарного станка.

Режущим приспособлением будет выступать ручной фрезер. При этом эксплуатационные возможности копира напрямую зависят от характеристик самого токарного оборудования.

Не стоит рассчитывать на привлекательность дизайна создаваемого своими руками устройства, поскольку его основная задача — без лишних энергозатрат создавать копии по шаблону.

Устройство станка с копиром

Для начала, чтобы создать токарный станок с копиром, вам потребуется ручной фрезер. Его тип выбирайте сами, в зависимости от планируемых работ;
Фрезер монтируется на опорную площадку с размерами примерно 50 на 20 сантиметров. Ее можно изготовить из листов фанеры толщиной 12 мм;
По вашему желанию копировальный станок может получить большую или меньшую площадку. Размеры во многом зависят от параметров выбранного фрезера;
На опорной площадке выполните отверстия, через которые будут выходить фрезеры;
Здесь же проделываются отверстия под крепления. В роли крепежей оптимально использовать болты;
Упорные бруски, расположенные по периметру и зафиксированные саморезами, обеспечат защиту от случайных подвижек фрезы при обработке изделий;
Установив между брусками опоры фрез, убедитесь, что он зафиксирован надежно, отсутствуют любые вибрации или люфт;
Дальний конец опорной площадки должен иметь возможность перемещаться по направляющей трубе по всей длине токарного оборудования;
Используйте направляющую трубу диаметром 25 миллиметров, либо адаптируйте под свои параметры станка;
Основное условие при выборе труб — они должны справиться с нагрузками от веса фрезера, не прогибаться, сохранять ровность, гладкость поверхности;
Концовки труб зафиксируйте парой деревянных бруском подходящего размера;
Бруски монтируются к корпусу станка саморезами или через болты.

Установка элементов конструкции

Чтобы токарный станок с копиром работал эффективно, а копировальный процесс не вызывал вопросов по качеству, ни в коем случае не спешите. Именно спешка не позволяет мастерам сделать своими руками действительно хороший копир под токарный станок.

Изучив чертеж, на основе которого вы решили построить копир своими руками, придерживайтесь предлагаемых размеров. Если допустить даже небольшую погрешность, технология копирования может полностью нарушится, собьются рабочие оси.

Чтобы ничего подобного не допустить, придерживайтесь нескольких важных правил.

Ось трубы, предназначенной для передвижения фрезера, обязана быть точно параллельно относительно оси вращения станка.
Совпадение оси трубы и оси станка также важный плюс, хотя обязательным это условие не является.
Главный момент — совпадение фрезера в крайнем нижнем положении с осью токарного устройства. Этот параметр контролируется и меняется по мере необходимости за счет уровня размещения копира.
Направляющую трубу зафиксируйте через глухие отверстия деревянных брусков. Но непосредственно перед фиксацией наденьте на трубу два бруска, на которых планируется монтаж несущей площадки.
Деревянные бруски для несущей площадки обязаны очень легко двигаться, а точнее скользить вдоль направляющей трубы. Если замечены расшатывания, копировальный агрегат придется переделывать.

Многие опасаются того момента, когда предъявляются повышенные требования относительно скольжения. Но сделать станок с такими рабочими параметрами не сложно, если взять на вооружение ровную, гладкую трубу.

Горизонтальные бруски

Следующий шаг — это монтаж горизонтального деревянного бруска, который является вторым по значимости рабочим компонентом вашего токарного станка с копиром.

Придерживайтесь аналогичных требований точности, как и в операциях, описанных выше;
Горизонтальный брус соединяется с шаблоном профиля заготовок;
Для изготовления бруска своими руками можете использовать заготовку размером 7 на 3 миллиметра и зафиксировать его саморезами к вертикальным стойкам;
Сами деревянные стойки монтируются к станине токарного устройства любым удобным для вас методом;
Убедитесь, что верхняя кромка горизонтального элемента параллельна относительно оси станка и располагается на одном уровне;
Если в какой-то момент копировальный функционал вам не потребуется, брусок можно легко снять своими руками, откинуть установочную площадку на край станка и использовать токарный агрегат по его прямому назначению без копира;
К рабочему столу фреза монтируется вертикальный упор. Здесь вполне подойдет лист тонкой фанеры. Хотя если вам требуется более прочная конструкция, используйте стальные листы;
Данный элемент служит для передвижения по копиру при заточке деталей. Он задает пространственное положение для рабочего фрезера. Потому копир следует фиксировать как можно надежнее;
Важную роль играет толщина. Чем тоньше окажется вертикальный упор, тем точнее сможет копировать токарный станок ваш шаблон. Но и при слишком тонком упоре устройство по шаблону начинает двигаться с определенными затруднениями. Потому оптимальный выход из ситуации — это поиск промежуточного варианта;
Если для изготовления копира вы используете фанеру, обязательно предусмотрите применение съемной его конструкции. Это позволит легко демонтировать копир при его износе, заменить на новый при минимальных временных затратах.

Шаблон

Последний, но не менее важный элемент токарного станка с функцией копира — это непосредственно сам копировальный шаблон. Сделать его не сложно, но конфигурация полностью зависит от параметров изделий, которые вы хотите получить с помощью вашего станка.

Возьмите лист фанеры или ОСП плиту;
Нанесите на листе разметку согласно контурам будущего изделия, которое вы хотите выточить на токарном устройстве;
Обязательно сопоставьте все размеры с требуемыми параметрами;
Электрическим лобзиком аккуратно режущим лезвием пройдитесь по контурам, вырезав необходимую деталь;
Обработайте кромки шлифовальной машинкой или обычной наждачной бумагой. На шаблоне не должно быть неровностей, заусенцев, зазубрин;
Закрепите полученный шаблон на горизонтальной рейке, используя саморезы;
Фиксацию осуществляйте строго в соответствии с установочными параметрами.

Используя чертежи и видео инструкции, вы легко сможете самостоятельно сделать достаточно эффективный, производительный копировальный токарный агрегат. Вам только потребуется немного терпения и времени.

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.

Копировально-фрезерный станок «Дупликарвер» используется для копирования скульптур и плоскорельефных изделий, а также резьбы по дереву. На сегодняшний день аналогов такой техники на российском рынке нет. Оборудование получило признание среди специалистов и начинающих мастеров. Данное устройство соответствует требованиям технического регламента.

В продаже можно встретить три разновидности станков:

«Дупликарвер-1»;
«Дупликарвер-2»;
«Дупликарвер-3».

С их помощью можно осуществлять не только скультурную и объемную резьбу, но и плоскорельефные работы. Это могут быть панно, а также филенки небольшой глубины. Размеры изделий определяются шириной, а их длина может быть любой. «Дупликарвер-3» сохранил все характеристики «Дупликарвер-2» и обрел новые. С его помощью можно осуществлять длинномерную объемную резьбу.

В роли рабочего инструмента устройства выступает высококачественный фрезер, который изготавливается в Германии. Станок работает точно и максимально надежно, а овладеть приемами работы на нём можно достаточно быстро. Если такое оборудование вам не по карману, то копировально-фрезерные станки по дереву можно изготовить и самостоятельно. Для этого нет необходимости докупать какие-то сложные запчасти.

Классификация по степени автоматизации

Когда изготавливаются копировально-фрезерные станки по дереву, первоначально мастера разбираются с разновидностями подобного оборудования, оно может быть

настольным или ручным;
автоматическим;
стационарным.

В первом случае заготовка фиксируется механически, на этих устройствах обычно рассверливаются отверстия разной формы, однако на параметры влияет шаблон. Стационарное автоматическое оборудование фиксирует заготовки с помощью пневматических прижимов, работать на нем можно с алюминием.

Подготавливая чертежи фрезерно-копировального станка перед его изготовлением, вы должны разобраться еще и с тем, что бывает стационарное автоматическое оборудование с пневматическими прижимами, которые дополнены трехшпиндельными головками.

Самодельное оборудование может быть создано по чертежу. В итоге удастся получить устройство, которое выполняет свои задачи, как и заводская техника. Копир будет состоять из таких узлов, как:

рабочая поверхность;
устройство для установки фрезера;
несущая рама.

Когда изготавливаются они имеют фрезерную головку, ее следует дополнить передаточным механизмом и электрическим мотором, только так можно добиться получения нескольких скоростей. В результате использования такого агрегата удается выполнить деталь, которая может иметь некоторое количество изъянов.

Они могут возникнуть в процессе смены направления фрезы, вибрации и дрожания конструкции. Несоответствие может появиться и по причине искривления детали, эта проблема возникает при внутреннем напряжении. Исключить недочеты можно, изготовив станок для выполнения деталей определённого типа.

Особенности создания копира

Если вы решили выполнить копировально-фрезерный станок своими руками, то его следует оптимизировать для обработки конкретных деталей. Важным фактором, который следует учитывать при самостоятельном изготовлении станка, является общий вес. Сюда следует отнести ещё и размеры конструкции.

Она должна быть более массивной, если вы планируете обрабатывать большие по размеру изделия. Это позволяет оборудованию снижать вибрации, возникающие при работе фрезы. Со значительным запасом мощности следует изготавливать направляющие оси, только тогда они не будут прогибаться при повышенных нагрузках.

Когда изготавливается копировально-фрезерный станок своими руками, важно разобраться с его конструктивными особенностями. В системе будет рабочий головка и несущая рама. Рабочую поверхность можно будет регулировать по высоте, тогда как фрезерную головку необходимо дополнить передаточным двухступенчатым механизмом, обеспечивающим две скорости вала.

Изготовление пантографа

Копировально-фрезерные станки по дереву имеют в качестве основного узла пантограф, который можно изготовить из дерева. Однако следует быть готовым к тому, что высокой точности добиться в данном случае не удастся, ведь соединение деревянных заготовок осуществляется с помощью петель.

Если использовать для фиксации петли, то между ними будет образовываться люфт. Для изготовления чертежного пантографа иногда используется и металл, с его помощью можно будет создавать копии в разных масштабах, однако применять его можно лишь для создания объемных копий.

Методика проведения работ

Связать и рабочий орган между собой можно пневматическими, гидравлическими или механическими элементами, которые требуются для формирования усилия от копира на рабочий орган. В качестве шаблона может выступить плоская контурная или пространственная модель. Можно использовать контурные чертежи, деталь-эталон, а вот элементом для считывания размеров и формы станет копировальный ролик или палец, фотоэлементы или щуп.

Для шаблона можно использовать древесину, пластик или металл. Расположить этот узел необходимо на вращающемся рабочем столе оборудования. Когда изготавливаются фрезерно-копировальные станки с ЧПУ, они должны иметь рабочий орган, который начинает двигаться благодаря соленоиду, золотниковому клапану или В усилительных устройствах располагаются реле, они могут быть гидравлическими, электромагнитными или электрооптическими.

Особенности изготовления копировально-фрезерного токарного оборудования

Копировальный будет работать, обеспечивая качество, зависящее от скорости перемещения следящего устройства. Исполнительная цепь будет иметь основной элемент в виде гидравлического цилиндра или электрического двигателя. Направляющий палец будет составлять конструкцию пантографа. На одной рейке необходимо расположить направляющий палец и шпиндель.

Рейка должна иметь плечи, от соотношения которых будет зависеть масштаб копирования. Копировальный будет иметь палец, который станет перемещаться по контуру шаблонов. Он будет отвечать за движение рейки, которая свободно вращается на оси. На другой стороне рейки шпиндель будет совершать идентичные движения при обработке деталей. На таких станках описываемое устройство не будет лишним, а его наличие увеличит функциональность.

Заключение

Копировально-фрезерные станки обрели сегодня большую популярность среди потребителей по той причине, что в быту и на производстве довольно часто возникает необходимость создания копий или повторения изделий. Для этого сегодня применяются устройства, которые обеспечивают высокую производительность и точность, чего нельзя добиться ручным способом.

Фрезерование – это вид механической обработки материалов при помощи специального режущего инструмента – фрезы. Метод позволяет получить высокий квалитет точности и степень шероховатости обрабатываемой поверхности. К тому же его отличает значительная производительность.

Обработка поверхностей осуществляется методом встречного фрезерования, когда вращение режущего инструмента противоположно направлению подачи, и попутным фрезерованием – способом, при котором направление вращения фрезы и подачи идентичные. Используя фрезы с режущими кромками из современных сверхтвердых материалов, можно заменить операцию шлифования.

Фрезерное оборудование разделяется на универсальное и специализированное. В первом случае это станки общего назначения для выполнения продольного и непрерывного фрезерования, с инструментом, установленным на консоли и нет. Во втором – механизм для нарезания резьбы, шлицов, изготовления шестерен и шпоночных пазов и фрезерования по копиру.

В производстве зачастую возникает потребность в изготовлении нескольких штук, партии, а то и серии идентичных деталей. Для этого используют фрезерное оборудование, оснащенное пантографом.

В домашнем хозяйстве функции фрезерного станка, как правило, выполняет ручной фрезер. Для выполнения максимального перечня работ фрезер оснащается целым комплектом приспособлений. Основная оснастка поставляется вместе с оборудованием, дополнительная приобретается или изготавливается самостоятельно. Это самые различные упоры, прижимы, шаблоны. Но можно пойти еще дальше и изготовить копир для фрезерования объемных деталей.

Фрезерно-копировальное оборудование: принцип работы

Принцип работы такого устройства заключается в четкой передаче движений копировальной головки через профиль-держатель режущему инструменту.

Приобрести копировальный фрезерный станок довольно трудно, поэтому народные умельцы изготавливают его своими руками из подручных материалов. Все происходит методом проб и ошибок. Поэтому мастера советуют сначала собрать дупликарвер, а уж потом внедрять его в серийное производство. Как правило, этому этапу предшествует не одна серьезная подгонка и переделка.

Фрезерно-копировальное оборудование: сферы применения

На фрезерных копировальных станках можно обрабатывать не только плоские, но и объемные детали. С их помощью, наравне с простыми фрезерными операциями, можно выполнять гравировку, повторять рисунки, узоры и надписи. Конструкция станка довольно проста, и ее под силу изготовить любому мастеру.

Копировально-фрезерные станки позволяют обрабатывать не только деревянные детали, но и чугунные, стальные и пластмассовые заготовки, а также изделия из цветных металлов. Это обеспечивается качественным инструментом из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Копировальный станок позволяет фрезеровать не только прямые, но и криволинейные поверхности. При этом детали получаются совершенно идентичные.

Фрезерно-копировальное оборудование: конструкция

Типовая конструкция копировально-фрезерного станка совершенно простая. Она состоит из рабочего стола и системы направляющих с зажимами для крепления фрезера и копира.

Изготовить универсальный копировально-фрезерный станок в домашних условиях довольно сложно, да и в этом нет большой необходимости. Для домашних условий создается обычно оборудование с узконаправленной специализацией.

Изготовление копировально-фрезерного станка: материалы

Чтобы создать дупликарвер в домашних условиях своими руками, следует начертить элементарный эскиз, который и станет руководством к дальнейшим действиям. Кроме того, нужно запастись некоторыми материалами. Это:

Коленный цементированный полированный вал Ø 16 мм.
Линейные подшипники в количестве 2 шт.
Рельсовые направляющие длиной 900 мм – 2 шт. Для удобства крепления их длина принимается кратной 150.
Разрезные линейные подшипники в количестве 4 шт. Желательно применение подшипников с поджимным винтом для регулировки плотности посадки на направляющую.
Профильная труба 30×60 с толщиной стенки до 3 мм.
Металлическая пластина длиной 900 и шириной 100 мм.
Концевые стойки в количестве 2 шт.
Подвижный элемент в виде пластины – 1 шт.
Коромысло для крепления копира и фрезера – 2 шт. Длина выбирается произвольно.
Подвижные муфты – 2 шт.
Профильная труба 40×40 с толщиной стенки до 3 мм.
Корончатая муфта для поворота детали и шаблона.

Изготовление копировально-фрезерного станка: инструмент

После этого нужно подготовить инструмент, который обязательно пригодится для сборки конструкции станка. Это:

угловая шлифовальная машинка;
отрезной и зачистной диск;
сварочный аппарат;
маска для сварки;
лепестковый диск или щетка;
саморезы для крепления рельсовых направляющих и подвижных элементов;
электродрель;
шуруповерт;
измерительные инструменты: рулетка, штангенциркуль;
кернер и чертилка.

Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция

После того как все готово, начинается непосредственная сборка копировально-фрезерного станка.

Шаг №1

Из профильной трубы 30×60 необходимо отрезать два куска длиной 950 мм для крепления рельсовых направляющих. Запас в 50 мм нужен для установки концевиков, дабы исключить соскакивание линейных подшипников.

Шаг №2

Профильную трубу 40×40 нужно порезать на заготовки для основания. Руководствуясь имеющимся эскизом, нужно отрезать два куска по 1350 мм и два куска по 900 мм.

Шаг №3

Из этой же трубы необходимо отрезать небольшие стойки. Их линейный размер зависит от высоты обрабатываемых впоследствии деталей.

Шаг №4

Теперь необходимо убрать с труб ржавчину. Для этого можно воспользоваться лепестковым диском или щеткой.

Важно ! Перед использованием щетки обратите внимание на максимальное количество рабочих оборотов на ней и болгарке. Величина частоты вращения на щетке должна превышать число оборотов оборудования.

Шаг №5

После этого обвариваем все стыки и зачищаем швы зачистным кругом толщиной 6 мм.

Шаг №6

Затем необходимо добиться параллельности рельсовых направляющих. Для этого нужно сделать соединение стойки и основания рельсовой направляющей разъемным. Необходимо взять шайбу по внутреннему размеру стойки, приварить к ней гайку и вкрутить болт. Болт на этом этапе нужен для того, чтобы установить гайку с шайбой в полости трубы-стойки заподлицо и в строго вертикальном положении, а при ее сварке не повредить резьбу. Проделать это нужно со всеми четырьмя стойками.

Шаг №7

Стойки приварить к основанию.

Шаг №8

В основании рельсовой направляющей в месте соединения со стойками нужно просверлить отверстия: в верхней полке под головку болта, в нижней – под резьбу.

Шаг №9

Установить рельсовые направляющие на основание (трубу 30×60), предварительно просверлив отверстия, и закрепить саморезами по металлу.

Шаг №10

Произвести монтаж оснований с рельсовыми направляющими и затянуть болтами.

Шаг №11

Проверить параллельность направляющих. В случае ее отсутствия необходимо произвести регулировку путем подкладывания фольги разной толщины на стойки под направляющую.

Шаг №12

На металлической пластине нужно разметить и просверлить отверстия для крепления разрезных линейных подшипников и концевых стоек.

Шаг №13

После этого нужно изготовить подвижный элемент путем сварки к металлической пластине коромысел длиной 300 мм для щупа и фрезера, затем прикрепить к нему линейные подшипники.

Шаг №14

После этого подвижный элемент нужно надевать на полированный вал, по краям которого установить концевые стойки.

Шаг №15

Всю конструкцию необходимо установить на металлическую пластину шириной 100 мм и закрепить концевые стойки саморезами.

Шаг №16

Затем на металлическую пластину с нижней стороны необходимо установить разрезные линейные подшипники.

Шаг №17

После этого навесная конструкция надевается на рельсовые направляющие разрезными подшипниками и устанавливаются концевики.

Шаг №18

На окончание коромысел устанавливаются подвижные муфты и крепятся щуп и фрезер.

Шаг №19

Для того чтобы заготовка и деталь синхронно вращались, необходимо связать их муфтами. Для управления подойдет звездочка и коронка. Копировально-фрезерный станок готов. В конструкции достигнуто 5 степеней свободы. Перемещение по оси X обеспечивается движением конструкции по рельсовым направляющим, перемещение по оси Y – движением подвижного элемента по полированному валу, перемещение по оси Z – движением коромысел.

Дополнительно за счет подвижных муфт щуп и фрезер могут перемещаться влево и вправо по оси коромысла, и есть возможность синхронного движения шаблона и заготовки. Это дает возможность обрабатывать детали практически любой формы.

Копировально-фрезерные станки по металлу в массовом и серийном производстве

Копировально-фрезерные станки по металлу применяются в массовых производствах. С их помощью изготавливаются гребневые винты для кораблей, турбины двигателей с реактивной тягой, рабочие колеса насосов, штампы для кузнечно-прессового производства, заготовки для механического и литейного производства. В быту копировальное оборудование по металлу практически не используется.

Пантограф для фрезера: конструктивные особенности

Для масштабирования копировальных процессов существует специальное приспособление, называемое пантографом. Он облегчает процессы изготовления деталей с криволинейными поверхностями, позволяет выполнять орнаменты и узоры любой сложности в уменьшенном виде. Стоимость такого приспособления достаточно велика. Но сделать пантограф в домашних условиях своими руками вполне реально.

Пантограф для фрезера: принцип работы

Принципиальная схема пантографа выглядит довольно просто. Она представляет собой квадрат, разделенный пополам. Все соединения на шарнирах, поэтому все стороны подвижны, и квадрат при воздействии легко превращается в ромб. Нулевая точка, расположенная в одном из углов квадрата, закрепляется жестко. Относительно ее конструкция может видоизменяться, превращаясь в ромб. В середине квадрата устанавливается режущий инструмент. В противоположном углу квадрата по диагонали закрепляют копир. Расстояние от нулевой точки до фрезы составляет некую величину А, а до копира 2А. Это дает масштаб 2:1. Линейный размер длинных и коротких сторон пантографа тоже должен отличаться друг от друга в 2 раза.

Пантограф для фрезера: материалы

Для того чтобы изготовить пантограф своими руками, потребуются следующие материалы:

Квадратный металлический профиль 12×12
Подшипник 180201.
Втулки под наружную обойму подшипника.
Пальцы по внутреннему размеру подшипника и резьбой М12.
Гайка М12.
Болты М6×45
Гайки М6.
Втулка под закрепление копира.
Профильная труба 40×40
Петля металлопластикового окна.
Краска.
Малярный скотч.
Металлическая пластина.
Винт для фиксации копира.

Пантограф для фрезера: инструмент

Кроме перечисленных материалов, необходим инструмент:

Ручной фрезер.
Угловая шлифовальная машинка.
Сварочный аппарат.
Гаечные ключи.
Мерительный инструмент.

Пантограф для фрезера: поэтапная инструкция изготовления своими руками

Приступаем к непосредственному изготовлению пантографа.

Этап №1. Резка заготовок

Необходимо разметить и отрезать квадратный профиль по рассчитанным размерам. Для удобства можно воспользоваться малярным скотчем и металлической пластиной. Скотч даст возможность четкой разметки, а пластина поможет сделать ровный и качественный рез. Заготовки для площадки под фрезер нужно отрезать под прямым углом, а на отрезках профиля для шатунов делать скос для максимального прилегания втулки подшипника.

Этап №2. Сверление технологических отверстий

На всех заготовках необходимо снять фаски и просверлить отверстия Ø 6,2 мм для дальнейшего соединения их в конструкцию.

Этап №3. Сварка площадки под фрезер

После этого нужно сварить площадку под фрезер.

Этап №4. Изготовление шатунов

На доске необходимо сделать подобие кондуктора и жестко закрепить все свариваемые детали. Для этого в доске сверлится отверстие, а подшипник во втулке зажимается болтом, квадратные профили шатунов крепятся струбцинами. Предварительно между ними необходимо вставить две шайбы и скрепить болтами. После этого все стыки конструкции обвариваются и зачищаются. Затем нужно разрезать подшипниковую втулку между квадратными профилями на каждом шатуне. Болты М6, шайбы и подшипники необходимо снять. На рамку необходимо приварить крепление для фрезера, а на короткий шатун в точке, противоположной нулевой – удлинитель для масштабирования. Шатуны можно окрасить для придания эстетичного вида.

Этап №5. Изготовление узла для крепления копира

Теперь необходимо выточить две втулки с внутренним диаметром, аналогичным размеру копира. С боковой стороны просверлить отверстие и нарезать резьбу для установки винта, фиксирующего копир. После этого нужно отрезать два кусочка квадрата 12×12 длиной 20–30 мм и приварить их на боковой стороне между втулками. Размер между квадратами должен составлять 12 мм.

Этап №6. Изготовление механизма подъема подшипника

Необходимо изготовить узел подъема подшипника. Для этого палец нулевой точки нужно приварить на кусок профиля 12×12 и закрепить к профильной трубе 40×40 при помощи петли с металлопластикового окна. Профильная труба будет служить местом крепления пантографа к столу струбциной.

Этап №7. Сборка пантографа

Подшипники нужно установить во втулки и надежно закрепить, стянув квадратные профили шатунов болтами М6. При помощи пальцев необходимо собрать шатуны в единую конструкцию. Закрепить пантограф на столе струбциной и установить фрезер. Устройство готово к работе.

Режущий инструмент для фрезерных работ: копировальные фрезы

Копировальные фрезы – инструмент, на котором, кроме режущей части, присутствует подшипник. Его размер равен диаметру режущей части фрезы. Подшипник может располагаться как в верхней, так и нижней части фрезы. Инструмент так и классифицируется. Стоит учесть, что маркировка означает положение подшипника при обычном размещении фрезы – хвостовиком вверх.

Служат они для выполнения копировальных работ по шаблону. При использовании фрезы с верхним подшипником шаблон располагается сверху детали, если с нижним положением подшипника, то снизу.

Работа ручным фрезером предполагает применение любых фрез. Это безопасно. Единственное, что при использовании режущего инструмента с верхним подшипником следует обращать внимание на вылет фрезы, чтобы не повредить верстак.

Фрезерование на деревообрабатывающем станке предусматривает использование фрез только с нижним положением подшипника. Это связано с тем, что у фрезы с верхним положением подшипника открытая вращающаяся режущая часть оказывается в зоне заготовки. Неосторожное движение может привести к серьезной травме. Такие фрезы применяются на станках только в особых случаях с максимальным соблюдением правил ТБ.

Копировально-фрезерные станки – это уникальное оборудование, с помощью которого выполняются сложнейшие работы по изготовлению идентичных деталей. Но для работы в домашних условиях можно изготовить несложные аналоги такого оборудования и приспособлений, которые помогут в быту или небольшом бизнесе.

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.