Копировально-фрезерный станок своими руками: устройство, изготовление

Что собой представляет процесс фрезерования

Копировально-фрезерные станки и другое оборудование из группы фрезерных можно встретить практически на всех промышленных предприятиях. Это объясняется тем, что операция фрезерования является одним из наиболее распространенных способов выполнения механообработки. Данная технология позволяет выполнять широкий спектр черновых, получистовых и чистовых операций с простыми и фасонными заготовками из черного и цветного металла, работы по дереву и пластмассе. На современном фрезерном оборудовании детали даже самой сложной формы обрабатываются с высокой точностью и производительностью.

Различают два основных вида фрезерования: встречное (подача и вращение инструмента идут в разные стороны) и попутное (инструмент вращается в ту же сторону, что и подача). Режущая часть инструментов, выполняющих фрезерование, изготавливается из различных материалов, что позволяет не только успешно работать с деревом, но и обрабатывать (в том числе шлифовать) даже самые твердые металлы и сплавы, искусственный и природный камень.

Фрезерное оборудование делится на два вида: общее и специализированное, к которым относится копировально-фрезерный станок.

Станок копировально фрезерный, цена

Копировально-фрезерные станки по дереву могут иметь достаточно широкий ценовой диапазон, который зависит от уровня оснащения и назначения станка. Агрегат может быть оснащен рядом систем, как с ручным управлением, так и с сервоэлектрической системой.

Во многих моделях таких машин используются высокоточные датчики, которые могут быть электроконтактными и индуктивными. Естественно, на цены машин влияет комплектация. Если брать интересующие нас настольные модели, то самыми дешевыми и популярными на рынке являются YILMAZ, Star, Duplicarver. В ручном исполнении эти модели стоят около 50 тысяч рублей.

Поэтому, продумав требования к станку, вполне можно сделать такой станок своими руками по чертежам или собственной конструкции. Несколько конструкций, представленных на фото, могут привести к правильному решению, и в вашем арсенале появится еще одна полезная и несложная машинка.

Копировально-фрезерные станки по дереву – это универсальные устройства, назначение которых – копирование изделий в двух- и трехмерном виде. Другими словами, на этом оборудовании можно копировать как плоские готовые изделия, так и с помощью специальных копировальных аппаратов, а также трехмерные модели.

Такие приспособления часто используются для гравировки профилей и различных декоративных элементов. Их можно использовать и для обычных, не особо сложных фрезерных работ.

При достаточно простом устройстве такие приспособления способны воспроизводить очень сложные изделия из дерева.

Что нужно учитывать при разработке станка?

Делая чертеж копировального станка по дереву и конструируя его, все нужно делать в зависимости от деталей, которые на нем будут изготавливаться. Так что для фрезерования длинных заготовок или выполнения гравировальных работ требуется совершенно другой способ крепления заготовок и тип рабочего стола.

Мощность электродвигателя, необходимая для качественной работы, обеспечивающая вращение фрезы, также зависит от производимых и копируемых на станке деталей. Но в большинстве случаев для обработки деревянных деталей достаточно двигателя постоянного тока мощностью 150-220 Вт.

Для обеспечения максимальной точности при копировании деталей приспособление, которое удерживает фрезер и копировальный щуп, должны быть максимально плотно прикреплены друг к другу. При этом их плоскости вместе с высотой над рабочей поверхностью должны полностью совпадать.

Созданную жесткую конструкцию необходимо установить на поверхность стола таким образом, чтобы она могла перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Таким образом, самостоятельно сделать копир для производства различных деревянных деталей не очень сложно, поэтому с такой работой справятся многие. Но нужно помнить, что если вы изготавливаете такое оборудование своими руками, то оно подходит только для производства продукции определенного вида. В противном случае подойдет только современное универсальное оборудование заводского изготовления.

Возможности копировально-фрезерного оборудования

Копир, относящийся к группе фрезерных, предназначен для копировальных работ с плоскими и объемными деталями. Кроме того, таким устройством можно гравировать фасонные профили, наносить на изделия надписи и узоры (даже высокой сложности), выполнять легкие фрезерные операции по дереву и другим материалам.

Пример результата работы копировально-фрезерного станка

Используя инструменты с режущей частью из различных материалов, копировально-фрезерные станки обрабатывают детали из чугуна, различных марок стали и цветных металлов. На таких агрегатах для производства деталей мелкими и крупными сериями изготавливают лопатки ТРД и паровых турбин, гребные винты для кораблей, штамповочные и ковочные сопла, рабочие колеса для гидротурбин, пресс-формы для прессования и литья, литейные формы и т.д.

На копировально-фрезерном станке выполняются технологические операции, практически недоступные универсальному оборудованию. Принцип работы такого станка основан на методе копирования, для чего используется специальный шаблон. Использование шаблона исключает человеческий фактор при обработке даже самых сложных деталей, благодаря чему все готовые изделия имеют одинаковую форму и геометрические размеры. Удобно, что по одному шаблону можно точно изготовить большую партию деталей, которые будут полностью идентичны друг другу.

Для максимально точного копирования формы и размеров шаблона на копир устанавливается копир (пантограф для фрезера). Назначение такого устройства – точная передача всех движений копировальной головки режущему инструменту.

Особенности процедуры фрезерования

Фрезерование – один из самых распространенных способов обработки. Посредством фрезерования осуществляют черновую, чистовую и получистовую обработку фасонных и простых поверхностей заготовок из стали, цветного металла, чугуна и пластмассы. Фрезерование характеризуется высоким уровнем производительности, а это значит, что в конечном результате можно получить изделия правильной геометрической формы.

Фрезерование может производиться двумя способами: встречным (против подачи), когда подача противоположна направлению вращения фрезы, и попутным фрезерованием (с подачей), когда направления вращения фрезы и подачи совпадают. Используя фрезы, оснащенные современными режущими материалами (минеральная керамика, синтетические сверхтвердые материалы), можно обрабатывать материалы, закаленные до высокой твердости, заменяя таким образом процедуру шлифования.

Фрезерные станки предназначены для фрезерования поверхностей рычагов, планок, корпусов, крышек и кронштейнов простой конфигурации, сложной конфигурации контуров (таких как шаблоны, кулачки), поверхностей корпусных деталей. Фрезерные станки делятся на две основные категории: станки общего назначения и специализированные станки. К первой группе относятся продольное фрезерование, консольное, бесконсольное и непрерывное фрезерование. Ко второй категории относятся резьбофрезерные станки, зубофрезерные станки, шлицевые фрезерные станки, шпоночно-фрезерные станки и копировально-фрезерные станки.

Предназначение копировально-фрезерного станка

Копиры обычно применяют для выполнения копировальных работ в объеме и на плоскости, а также в объеме с использованием объемных моделей и соответствующих копиров, для гравировки различных фасонных профилей, узоров, орнаментов и надписей, а также для легких фрезерных работ. Неоспоримым преимуществом таких устройств является то, что оно способно выполнять невероятно сложные узоры с помощью собственного простого устройства.

На станке можно выполнять различные фрезерные работы по стали, чугуну и цветным металлам с использованием быстрорежущего и твердосплавного инструмента в крупно- и мелкосерийном производстве. На таких машинах изготавливают гребные винты судов, лопатки ТРД и паровых турбин, колеса гидротурбин, штамповочные и ковочные формы, пресс-формы и литейные формы, различные камеры, сопла, формы, металлические модели и заготовки.

Такое оборудование также используется для сверления отверстий под ручки, замки, засовы, металлические петли, а также для изготовления рам для зеркал и швеллеров любых размеров из пластиковых и алюминиевых профилей, как в видео о копировально-фрезерных станках. На универсальных станках процедура обработки таких изделий практически невозможна.

Копировально-фрезерный станок предназначен для фрезерования криволинейных деталей путем копирования с шаблона, с которого копируется форма будущего изделия. Использование шаблонов позволяет исключить влияние человеческого фактора при проведении столь сложной операции, в результате чего все готовые детали имеют одинаковую форму.

Для изготовления нескольких совершенно одинаковых изделий можно не только использовать единый шаблон, но и делать все последующие детали по образцу первого. Однако для наиболее точного повторения рекомендуется дополнить машину копировальным устройством, называемым пантографом. Конструкция разная, но функция во всех случаях одинаковая — точнее передать движение копировальной головки по профилю режущего устройства.

Конструкция копировально-фрезерного станка

Копировально-фрезерный станок предназначен для обработки профилей (плоскофрезерование) или рельефов (объемное фрезерование) изделий с помощью режущего твердосплавного инструмента — фрезы. Резак воспроизводит на изделии контур или поверхность задающего устройства — копира. Основной узел ручного копировально-фрезерного станка имеет пневматическую, механическую или гидравлическую связь с системой слежения, которая отвечает за направление режущего инструмента, с одной стороны воздействует на усилительное устройство, а с другой стороны влияет на исполнительный орган.

В качестве копира может выступать плоский шаблон, пространственная модель, эталонная деталь, контурный рисунок, а в роли копира — щуп, копировальный валик или палец, фотоэлемент. Реплики могут быть изготовлены из металла, пластика или дерева. Заготовка и копировальный аппарат закреплены на вращающемся столе.

Исполнительным органом может быть катушка, винт, соленоид, электромагнитная муфта, дифференциал. В усилителях копировально-фрезерных станков используются электромагнитные, гидравлические или электронно-оптические реле. Шероховатость поверхности заготовки и точность профиля зависят от скорости движения толкателя: достигается шероховатость № 6 и точность профиля 0,02 мм. Цепь исполнительного механизма приводится в действие силовым гидроцилиндром и электродвигателем.

Копирование в заданном масштабе осуществляется с помощью специального устройства, называемого пантографом. Если вас интересует, как сделать копировально-фрезерный станок своими руками в домашних условиях, вы можете дополнить его этим приспособлением. Пантограф имеет конструктивно направляющий палец, который расположен на оси и перемещается по копиру, оси вращения и инструментальному шпинделю. При движении пальцевого копира по заготовке шпиндель описывает геометрически подобную фигуру. А масштаб копирования определяется пропорциями плеч пантографа.

Виды копировально-фрезерных станков

По типу станции различают следующие основные типы копировально-фрезерных станков: с пантографом, который предназначен для работы в 2-х и 3-х измерениях; универсальные узлы с пантографами, которые размещаются на вращающемся в вертикальной плоскости рукаве; одно- и многошпиндельные агрегаты с прямоугольными и круглыми столами; с механической подачей, электрической и гидрографической, а также фотокопировальной.

Существует несколько видов подобных фрезерно-копировальных станков, отличающихся уровнем автоматизации и зажима заготовки:

1. Ручной или стационарный копировально-фрезерный станок с механическим зажимом профиля. С его помощью можно провести процедуру сверления отверстий разной формы по шаблону, но для тройных отверстий понадобится трехшпиндельная насадка на станок или дрель.
2. Автоматический (стационарный) фрезерно-копировальный станок с пневматическим зажимом профиля. Такие станки также не допускают тройных отверстий для ручек и обычно используются для производства алюминиевых конструкций.
3. Автоматический (стационарный) копировально-фрезерный станок с пневматическим зажимом профиля и 3-х шпиндельной насадкой для сверления тройных отверстий.

Принцип работы копировально-фрезерного станка

Обработка изделий на копире осуществляется по мастер-агрегату (копиру), действие которого вызывает соответствующее перемещение специального режущего инструмента относительно заготовки через копировальный аппарат. Копир через копир воздействует на исполнительные органы, а заготовка и резец воспроизводят в относительном движении заданную на копир поверхность.

Основными движениями являются вращение шпинделя, движение стола и салазок по контуру, движение шпиндельной бабки при врезании. Вспомогательные движения — ускорение движения ползуна, шпиндельной бабки и стола, установочные движения на столе следящего стола, упоры, копировальный палец и зажим шпиндельной бабки.

Алюминиевые копировально-фрезерные станки способны работать с 2-мя схемами слежения: с обратной связью и одинарным действием. Копир и резак в одностороннем исполнении жестко связаны друг с другом, а резак передается на движение зонда вдоль копира. Отклонение копировального щупа в цепи обратной связи вызывает несовпадение положения копировального щупа относительно фрезы.

Результат такого несоответствия поступает в специальную систему слежения, которая дает исполнительному механизму сигнал на корректировку траектории движения инструмента. Жесткой связи между резаком и копиром в этом случае нет, и копир не воспринимает силу резания, а только подает соответствующий сигнал исполнительным органам.

Существует два вида копировально-фрезерной обработки – объемная и контурная. Кривая копира при копировании контура может располагаться в плоскости, параллельной или перпендикулярной оси резака. Стол в первом случае с копиром и заготовкой перемещается в продольном направлении, контроль за изменением кривой осуществляется за счет вертикального перемещения реза и пальца копира. Стол с копиром и заготовка во втором случае перемещаются в поперечном и продольном направлениях по форме криволинейной линии копира.

Сложная пространственная поверхность заготовки при объемном копировании обрабатывается резцом последовательно за несколько параллельных движений стола, т е контурное копирование выполняется при каждом рабочем движении. В конце прохода фреза смещается относительно заготовки перпендикулярно линии с величиной поперечной подачи, затем происходит следующий рабочий ход.

Существуют также копировально-фрезерные станки прямого действия, где щуп на фрезу передает движение через пантограф. Такие станки в основном используются для легких гравировальных и фрезерных работ. При использовании пантографов можно производить, помимо копирования, уменьшение масштаба предметов по сравнению с копиром. Движение копировального щупа по копиру, установленному на столе станка, передается на шпиндель, который при обработке заготовки описывает контур, аналогичный геометрическому копиру.

Копировально-фрезерный станок своими руками

В настоящее время на рынке представлены фрезерные и копировальные станки различной конструкции и уровня сложности. Однако не всегда есть возможность купить такой, да и цена копировально-фрезерного станка довольно высока. Поэтому перед нами часто встает вопрос, как сделать копировально-фрезерный станок в домашних условиях.

Конечно, самодельные станки не могут полноценно конкурировать с промышленными образцами, но они все же эффективны и позволяют делать качественные копии. Сразу хочется сделать оговорку, что приспособить копировальный аппарат к промышленному фрезерному аппарату будет очень сложно, и это в первую очередь касается кардинальной смены всего аппарата. Поэтому собрать самодельный копировально-фрезерный станок проще всего практически с нуля, используя тяговую систему и электродвигатель с патроном для фрезы.

Читайте также: Полка для обуви из пластиковых бутылок. Делаем полку для обуви в прихожую своими руками.

Конструкций копировально-фрезерных станков может быть множество. Типовая конструкция устройства выглядит следующим образом: Станок конструктивно состоит из рабочего стола, опорной рамы и фрезерной головки. Рабочая поверхность регулируется по высоте, фрезерная головка оснащена электроприводом и двухступенчатым передаточным механизмом, обеспечивающим две скорости вращения фрезерного вала.

Многие домовладельцы жалуются, что при копировании изделия полученная деталь имеет множество ошибок и несоответствий, появившихся при изменении направления резца, вибрации и тряске опорной конструкции. Проблем добавляет сгибание и выгибание заготовки, что связано с увеличением внутренних напряжений из-за выборки древесины. Избежать всех недостатков при производстве самодельного копировально-фрезерного станка невозможно. Просто копир рекомендуется делать узкопрофильным, а не универсальным.

Самодельный копировально-фрезерный станок должен быть оптимизирован под производство конкретных необходимых вам изделий. Для эффективного производства деревянной детали пушки и гребного винта, например, требуются разные технические решения, их нельзя совмещать в одном станке, возможны побочные эффекты, которые трудно исправить. Таким образом, практичнее собирать машины под какие-то конкретные задачи. Такой подход может сэкономить вам много денег и проблем.

Важным фактором является размер машины. Чем больше изделие вы планируете обрабатывать, тем массивнее должна быть конструкция. Необходимо, чтобы вибрации, передаваемые от привода фрезы, поглощались весом несущей конструкции станка. Нагрузки должны поддерживаться рулевыми валами, которые также должны иметь запас прочности и не болтаться. Оптимальные параметры конструкции копировально-фрезерного станка подбираются опытным путем своими руками, это обеспечивает бесперебойную работу фрезы.

При проектировании копировально-фрезерного станка вы должны решить, какой тип деталей вы будете производить. Для выполнения гравировальных работ и фрезеровки длинномерных изделий требуется другой рабочий стол и способ крепления заготовок с шаблоном. Свобода перемещения режущего инструмента в разных плоскостях зависит от типа стола.

Мощность электродвигателя, вращающего фрезу и установленного на самодельном копировально-фрезерном станке, зависит от изготавливаемых деталей и их материала. Для гравировки и фрезеровки изделий из дерева достаточно электродвигателя постоянного тока мощностью 150-200 Вт.

Для обеспечения точной процедуры копирования необходимо жестко соединить копировальный щуп и приспособление между собой, а режущий инструмент зафиксировать в нем. При этом их высота и плоскость над столом должны полностью совпадать. Создаваемую жесткую конструкцию следует установить над столом таким образом, чтобы она могла перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях по осям, условно образованным боковинами стола.

Как устроен копировально-фрезерный станок

Копировально-фрезерные станки, как было сказано выше, применяются для плоскостного (обработка профиля) и объемного (обработка рельефа) фрезерования. В качестве рабочего инструмента на них используются фрезы, которые, обрабатывая контур или объемную поверхность детали, повторяют движения копира. Связь рабочего органа и системы слежения ручных станков обеспечивается механическими, пневматическими или гидравлическими элементами, необходимыми для формирования мощности, передаваемой от копировального станка на рабочий орган копировально-фрезерного станка.

Шаблон на таких станках представляет собой плоскую контурную или пространственную модель, эталонную деталь или контурные чертежи, а элементом, считывающим форму и размеры шаблона, является копировальный палец или ролик, специальный щуп, фотоэлемент. Вы можете использовать алюминиевый лист или лист другого металла, пластика или дерева, чтобы сделать шаблон. Шаблон и заготовка размещаются на вращающемся столе станка.

Схема подвижной части одного из вариантов копировально-фрезерного оборудования

Рабочий орган копировально-фрезерного оборудования приводится в движение такими конструктивными элементами, как винт, золотник, соленоид, дифференциал или электромагнитная муфта. Реле, устанавливаемые в усилителях на копировально-фрезерных станках, бывают электромагнитными, гидравлическими или электронно-оптическими.

Качество обрабатываемой детали (шероховатость поверхности, точность формы и размеров) зависит от такого параметра, как скорость следящего устройства. При этом могут быть достигнуты следующие свойства готового изделия: шероховатость — №6, точность профиля — 0,02 мм. Основными элементами исполнительной схемы такого оборудования являются электродвигатель и гидроцилиндр.

Машина за работой

Установленный на копировально-фрезерном оборудовании пантограф обеспечивает копирование в заданном масштабе. Конструкция пантографа состоит из направляющего штифта, его оси, инструментального шпинделя и отдельной оси вращения. Шпиндель и направляющий штифт размещены на одной направляющей, где соотношение между плечами определяет масштаб копирования.

Перемещаясь по контуру шаблона, палец приводит в движение рейку, которая свободно вращается вокруг своей оси. Соответственно, с другой стороны рельса шпиндель станка совершает идентичные движения и обрабатывает заготовку. На копировально-фрезерных станках своими руками такое приспособление тоже не будет лишним, его наличие значительно увеличивает функциональность оборудования.

Пантограф по дереву. Разновидности копировально-фрезерных приспособлений. Самостоятельное изготовление станка

Копировально-фрезерные станки по дереву – это универсальные устройства, назначение которых – копирование изделий в двух- и трехмерном виде. Другими словами, на этом оборудовании можно копировать как плоские готовые изделия, так и с помощью специальных копировальных аппаратов, а также трехмерные модели.

Такие приспособления часто используются для гравировки профилей и различных декоративных элементов. Их можно использовать и для обычных, не особо сложных фрезерных работ.

При достаточно простом устройстве такие приспособления способны воспроизводить очень сложные изделия из дерева.

Что такое копировально-фрезерное оборудование

Пантограф является самым важным элементом машины.

Уникальность такого оборудования заключается в том, что при относительно простой конструкции оно способно копировать сложные изделия, даже изящные изделия ручной работы.

На самом деле приспособление предназначалось для фрезерования криволинейных элементов:

1. Это делается путем копирования шаблонов. Они позволяют сделать операцию максимально аккуратно, без применения ручного труда. Это свойство заполнителя гарантирует, что изготавливаемые элементы будут идентичными по размеру и форме.
2. В этом случае вы можете использовать один образец для всех предметов или использовать готовые изделия в качестве шаблона.
3. Когда этих параметров недостаточно, можно значительно повысить точность станка.

Примечание! Инструкция рекомендует комплектовать его специальным копировальным устройством для этого. Он называется «пантограф» и служит для точного сообщения о перемещении копирующего узла (головки) основному узлу, обрабатывающему деталь.

Когда в шаблоне много тонких, деликатных деталей, без пантографа не обойтись.

Конструкция агрегата

На рисунке показан стационарный блок с механическими зажимами.

Копировально-фрезерные агрегаты позволяют обрабатывать рельефы или профили:

1. Заготовки обрабатываются специальным инструментом – фрезой из твердых сплавов.
2. Он полностью повторяет движение копира, который воспроизводит контуры шаблона.
3. Копир оснащен электронной или механической связью, которая имеет систему слежения и отвечает за траекторию движения инструмента.
4. Копир может представлять собой плоский или объемный образец, а также контурную схему или эталонную модель.
5. При этом специальный щуп регистрирует контуры заготовки. Кроме того, эти данные передаются инструменту.
6. В самых современных машинах щуп заменен фотоэлементом повышенной точности.

Примечание! Пантограф в описываемых устройствах играет решающую роль. Он оснащен специальной направляющей «пальцем».

Он перемещается по копиру, при этом с максимальной точностью определяя геометрические параметры образца. Конечный размер получившейся копии зависит от пропорций «плеч» пантографа.

Станок «Дупликарвер»

Устройства этого бренда отличаются высочайшим качеством.

Наиболее популярной маркой дубликаторов являются аппараты марки Duplicarver»:

1. Режущий инструмент представляет собой твердосплавную фрезу, воспроизводящую на заготовке контур или поверхность копира.
2. Он имеет механическую, гидравлическую или пневматическую связь с системой слежения, определяющей направление движения фрезы. Резак воздействует на усилительное устройство и воздействует на блок активации.
3. Копировальным устройством может быть плоский или пространственный шаблон, контурная схема, эталонный образец. Копир может быть пальцем, фотоэлементом, зондом или роликом. Это устройство и заготовка размещаются на вращающемся столе.
4. Исполнительным органом агрегата может быть соленоид, дифференциал, винт, электромагнитная муфта, катушка. В усилителях используется гидравлическое, электронно-оптическое или электромагнитное реле.
5. Скорость перемещения следящего устройства определяет уровень точности профиля (до 0,02 мм), а также степень шероховатости детали.

Исполнительный узел устройства, состоящий из электродвигателя и фрезы.

1. Машина приводится в действие электродвигателем и гидроцилиндром.
2. Пантограф, позволяющий повторять изделия в заданном масштабе, имеет инструментальный шпиндель и ось вращения, а также направляющий штифт. Он размещается на оси и перемещается вдоль копира.
3. Во время этого движения шпиндель описывает на заготовке нужную геометрическую форму. Пантограф, благодаря пропорции плеч, определяет степень копирования.

Разновидности копировально-фрезерных приспособлений

Стационарное автоматическое устройство.

В настоящее время производители выпускают копировально-фрезерные агрегаты, отличающиеся многими характеристиками. Соответственно и цена оборудования разная.

По типу станции выпускаются следующие машины:

• с механизированной подачей;
• фотокопирование;
• с гидравлической подачей;
• электрифицированный.

По функциональному уровню и оборудованию различают:

• копировальные аппараты с двух- или трехмерным пантографом;
• универсальное оборудование с пантографом, размещенным вертикально на поворотной втулке;
• одно- и многошпиндельные агрегаты с прямоугольными или круглыми рабочими столами.

Ручная машина.

Машины также различаются размерами и степенью автоматизации:

1. Самый дешевый – ручная мини стационарная машинка с механическим прижимом.
2. Полностью автоматизированная машина более функциональна. Он поставляется с пневматическим зажимом.
3. Наиболее универсальное устройство – стационарное. Он имеет полностью автоматический пневматический зажим и трехшпиндельную насадку.

Следует отметить, что все эти агрегаты могут быть оснащены числовым программным управлением (ЧПУ).

Особенности работы агрегатов

Ниже представлены категории копировально-фрезерных агрегатов, отличающиеся штамповкой детали и степенью автоматизации:

1. Ручное или настольное устройство с механической запрессовкой профиля дает возможность делать отверстия различной формы по шаблону.
2. Автоматический аналог с пневматическим прижимом способен обрабатывать крупные детали. Может быть оснащен ЧПУ.
3. Автоматическое устройство с пневматической опрессовкой профилей, оснащенное трехшпиндельной насадкой. Последнее позволяет сверлить тройные отверстия. На других машинах такой возможности нет. Также доступен с ЧПУ.

Разновидности станков копировально-фрезерной группы

В состав оборудования копировально-фрезерного станка могут входить приводы разных типов. Исходя из этого параметра, выделяют:

• оборудование с пантографом (подходит для обработки деталей в 2-3 измерениях);
• агрегаты с копиром, установленным на вращающейся направляющей, перемещающейся в вертикальной плоскости;
• одно- и многошпиндельные станки, оснащенные круглыми или прямоугольными поворотными столами;
• станки, подача которых обеспечивается механическими, электрическими, гидравлическими устройствами;
• копировальное оборудование.

Самодельный копировальный аппарат может быть любого из этих типов (в том числе копировально-шлифовальных станков). Нужно просто найти чертежи в интернете и подобрать комплектующие.

Пример самодельного копировально-фрезерного станка

По степени автоматизации и способу закрепления заготовки различают следующие категории копировально-фрезерных станков:

• ручные или стационарные, где заготовка закрепляется механически (на этих приспособлениях можно сверлить отверстия различной формы в соответствии с шаблоном);
• автоматика стационарного типа, где заготовки фиксируются с помощью пневматических прижимов (на таких станках работают с алюминием);
• автоматика стационарного типа с пневмоприжимами, на которую устанавливается трехшпиндельная головка (на этих копировально-фрезерных станках одновременно сверлятся тройные отверстия, что не позволяет выполнять устройства двух предыдущих типов).

Принцип работы

Возможность значительно ускорить процесс производства сложных изделий определяется теми функциями работы, которыми обладает копировально-фрезерный станок. Как и в металлообработке, в деревообработке используется режущий инструмент, называемый «фрезер».

Основными моментами работы можно назвать:

1. Резак создает контур или поверхность, которая устанавливается с помощью копира.
2. Связь между режущим инструментом и устройством слежения представляет собой механическую, гидравлическую, пневматическую систему. Деревообрабатывающий станок обычно имеет механическую систему подачи и управления.
3. Копиром может служить плоский шаблон, ранее созданная эталонная модель, пространственная модель, фотоэлемент, контурный чертеж. В некоторых случаях эти станки оснащены ЧПУ, что делает их универсальными.
4. Образцы, служащие шаблоном, могут быть изготовлены из металла, дерева, пластика или другого материала.

Копировально-фрезерный станок работает следующим образом: устанавливается образец различных типов, к нему подводится следящее устройство, которое через определенный тип соединения передает необходимое усилие на режущий инструмент.

Примеры производителей

Тем, кому нужен надежный станок для плоского фрезерования, стоит обратить внимание на продукцию итальянской компании GRIGGIO. Станки этой марки имеют относительно невысокую цену и являются хорошим решением для изготовления погонажных изделий, плинтусов, планок из листового металла. С их помощью практично делать фасады из мебельных щитов и деревянных дверей.

Фрезерный станок VFK-810 с поворотом стола на 45 градусов идеально подходит для тех, кто любит делать мебель. Его особенностью является высокая скорость вращения фрезы (до 20 000 об/мин), что гарантирует отличное качество поверхности готового изделия.

Китайский аппарат MX 5068 имеет сопоставимые характеристики при гораздо меньшей цене, может похвастаться скоростью вращения фрезы до 18000 оборотов, использует пневматический привод для поворота стола и перемещения инструмента.

Тем, кто собирается серьезно заняться столярным делом, стоит обратить внимание на фрезерный агрегат тайваньского производства. WINNER LH-1000 станет лучшим помощником, если вам необходимо серийное производство однотипных деталей. Особенностью станка является многоуровневый шпиндель, что позволяет выполнять несколько операций одновременно за один проход и создавать изделие с требуемым профилем без перестановки режущего инструмента.

Изготовление своими руками

Конечно, самодельный копировальный аппарат для резьбы по дереву не может полноценно конкурировать с промышленным дизайном. При использовании самодельных устройств наблюдаются различные недостатки.

Наиболее частые проблемы — вибрация станины станка, прогиб заготовки, большие погрешности копирования. Поэтому при проектировании собственной машины следует учитывать те задачи, которые она будет решать. Узкопрофильное устройство проще собрать, чем универсальное, и сразу настроить на решение однотипной задачи.

Несмотря на разнообразие схем, показывающих порядок сборки машины, все агрегаты имеют одни и те же основные узлы.

Минимальный набор элементов следующий:

• Стол работает.
• Несущая рама.
• Фрезерная головка.

Вращение от электродвигателя через привод передается на головку с фрезой. При необходимости меняют режим резки, меняется высота стола. При желании разрабатывается передаточный механизм для изменения скоростей.

Пантограф может быть собран из дерева или металла.

У деревянного пантографа есть свой недостаток, так как деревянные детали соединены шарнирами, и таким образом им присущ люфт. Поэтому точность обработки трех пантографов невысока.

При изготовлении пантографа в металле появляется возможность изготовления копий разного масштаба. Но он не умеет делать массовые копии.

Некоторые умельцы пытаются воссоздать обычный производственный фрезерный станок, добавляя копир. В этом случае приходится переделывать почти всю старую машину, а проще собрать устройство с нуля.

Учитывайте размеры заготовок, которые должен обрабатывать станок. Чем больше длина заготовки, тем больше нагрузка на рулевые валы машины. Возможно, они не выдержат такой нагрузки. А также при работе с крупными деталями инструмент испытывает большие вибрации. Чтобы компенсировать момент вибрации, оборудование должно проектироваться массивно и тяжеловесно.

Поэтому в первую очередь перед изготовлением копировально-фрезерного станка по металлу или дереву необходимо выделить задачи, которые будут решаться при работе с ним. Исходя из этого, планируются размеры стола и всей конструкции, способы крепления шаблона и варианты перемещения фрезы.

Если планируется обработка плоских деталей, для контурного копирования будет достаточно двух осей станка, так как движение будет только продольным и поперечным.

Если вы зависите от работы с рельефными заготовками, вам нужно добавить еще одно перпендикулярное движение.

Если рельеф большой, придется опираться еще на одну ось — четвертую.

Все возможные варианты необходимо рассмотреть до начала производства машины, так как после изготовления и сборки всех узлов внести изменения в существующую конструкцию очень сложно.

Конструкция машины может быть горизонтальной или вертикальной. Если станок стоит вертикально, стружка при фрезеровании падает либо на стол, либо в специальный поддон, а не оседает в деталях фрезы.

Для наилучшего качества обработки продукта фрезерная головка должна быть быстроходной.

Для обработки деталей из разных материалов желательно иметь набор режущих фрез разного качества и износостойкости.

После определения круга задач рассчитывается требуемая мощность двигателя. Для выполнения гравировки и подобных работ по дереву достаточно мотора мощностью от ста пятидесяти до двухсот ватт.

Рабочий блок и датчик фиксируются вместе так, чтобы они находились на одном уровне и высоте по отношению к рабочему столу. В качестве крепления используется жесткий зажим. Тогда весь составной элемент сможет двигаться параллельно сторонам рабочей поверхности как по горизонтали, так и по вертикали.

Все движущиеся части должны быть максимально легкими, чтобы управляющие усилия были минимальными.

Копир и фрезер – как сделать надежный аппарат своими руками?

На сегодняшний день существует большое количество копировально-фрезерного оборудования различных конструкций с определенными функциями в работе. Их стоимость обычно достаточно высока, поэтому многие любители изготавливают такие устройства своими руками. Самодельный вариант, конечно, будет отличаться от промышленных аналогов, но при определенных условиях отлично справится со своими функциями.

Копировально-фрезерный станок своими руками

Стандартная схема самодельного станка состоит из рабочей поверхности, опорной конструкции и фрезерной головки, которая снабжена электродвигателем с приводом, позволяющим головке работать на двух скоростях. Чтобы выполнить монтаж своими руками, потребуется набор определенного оборудования и инструментов, а именно:

• основной каркас из дерева или металла;
• фанерные или деревянные панели, прутья, плиты и рейки;
• крепеж в виде болтов, гаек, шурупов или гвоздей;
• фрезерование;
• набор ключей, пилы или ножовка для работы с деталями;
• трубопроводная система и металлические трубы;
• электродвигатель с оперативным или ручным управлением;
• сверла и установка сверла (для более сложных вариантов).

Вместо деревянной или металлической рамы в качестве основы можно использовать уже готовый фрезерный станок, но прикрепить к нему копировальный аппарат гораздо сложнее, чем сделать станок с нуля. В этом случае вам практически придется переделывать фрезерный станок, а это потребует больше времени и дополнительного оборудования.

Как работает копировально-фрезерный станок

Как было сказано выше, на копировально-фрезерном станке обработка заготовки осуществляется с помощью мастер-агрегата – копировального станка. Все движения копира по контуру или поверхности шаблона передаются благодаря специальному (копирному) устройству на рабочую головку станка, где крепится резак. Таким образом, режущий инструмент в точности повторяет все движения, которые совершает копир, используемый для оснащения фрезера.

Еще один вариант своими руками

Движения элементов копировально-фрезерного станка в процессе обработки детали делятся на основные (вращение и перемещение шпинделя при погружении инструмента в материал заготовки, перемещение по контуру стола и каретки) и вспомогательные (перемещение шпиндельной бабки, каретки и стола в ускоренном режиме, а также установочные движения, выполняемые следящим столом, копировальным пальцем, упорами и прижимом, фиксирующим шпиндельную бабку).

В станках для изготовления ключей из алюминия могут быть реализованы две схемы слежения: простое действие и действие с обратной связью. При реализации схемы прямого действия рабочий орган машины совершает движения за счет того, что он жестко связан с копиром. Обратная схема действия такой связи не предусматривает, и движения от копировального аппарата к корпусу работы передаются не напрямую, а через систему слежения.

Как было сказано выше, копировально-фрезерные станки выполняют контурное и объемное фрезерование. При контурном фрезеровании копир перемещается в плоскости, параллельной или перпендикулярной оси инструмента. В первом случае перемещение рабочего стола оборудования может быть только продольным, а резец и копировальный палец перемещаются вертикально. Во втором случае стол перемещается как в продольном, так и в поперечном направлении. При объемном фрезеровании деталь обрабатывается ступенчато – благодаря нескольким движениям стола и инструмента, осуществляемым в параллельных плоскостях.

Схема прямого действия также может быть реализована через пантограф, что позволяет уменьшить размер готовых изделий по отношению к размеру используемого шаблона (масштаба). Чаще всего такое дополнительное устройство, которое несложно изготовить самостоятельно, устанавливают на станки, используемые для гравировки и легкой фрезеровки.

Еще один вариант самодельного станка