Копір роликовий для фрезера. Види та особливості копіювально-фрезерних верстатів. Звертаємо увагу на опори для деталей під час виконання робіт

21.11.2021Рубрика: Побудови

Обладнання копіювального типу використовується у випадках, коли слід здійснити виготовлення деталей за певним шаблоном у межах невеликої партії. У деяких випадках копіювально-фрезерний верстат застосовується за умов великосерійного виробництва, а також різновид з ЧПУ. Це з тим, що аналізований верстат здатний проводити виробництво виробів, форма яких найбільше відповідає первісному зразку, як і верстатах з ЧПУ, рух фрези задається автоматично. Головна особливість, якою володіє копіювально-фрезерний верстат – висока швидкість обробки.

Призначення

Найчастіше копіювально-фрезерний верстат використовується для виконання обробки за обсягом та на площині, його робота схожа з варіантами, на яких встановлена система ЧПУ. При цьому особливі моделі дозволяють проводити обробку по дереву за обсягом, коли застосовується об'ємна модель як копір. У сфері деревообробки обробка за обсягом дозволяє:

створювати орнаменти та різні написи.
гравірувати фасонні профілі.
створювати складні візерунки, грані чи площини яких у різних площинах.

Верстат, що розглядається по дереву, часто використовується у сфері виробництва меблів. Багато декоративних частин, які мають складну форму, створюються за допомогою подібного верстата.

Принцип роботи

Можливість значного прискорення процесу виробництва складних виробів обумовлюється особливостями роботи, якими має копіювально-фрезерний верстат. Як і при обробці металу, під час роботи по дереву використовується різальний інструмент під назвою «фреза».

Основними моментами роботи можна назвати:

Фреза проводить створення контуру або поверхні, які задаються за допомогою копіра.
Сполучною ланкою між різальним інструментом та пристроєм стеження стає механічна, гідравлічна, пневматична система. Верстат по дереву найчастіше має механічну систему подачі та управління.
Копіром може бути плоский шаблон, раніше створена еталонна модель, просторова модель, фотоелемент, контурний креслення. У деяких випадках такі верстати оснащуються ЧПУ, що робить їх широкоуніверсальними.
Зразки, що виступають як шаблон, можуть бути виготовлені з металу, деревини, пластмаси або іншого матеріалу.

Копіювально-фрезерний верстат працює наступним чином: встановлюється зразок різного типу, до нього підводиться слідкує пристрій, який через певний вид зв'язку передають потрібне зусилля на ріжучий інструмент.

Класифікація

пантограф з дерева для фрезера. це варіант може працювати у 2 або 3 вимірах;
універсальний тип, який також називають пантограф, що має поворотний рукав. як правило, рукав розташований у вертикальній площині;
є варіанти виконання, які мають кілька шпинделів для прискорення процесу обробки;
з механічною, електричною, гідравлічною подачею;
фотокопіювальний вид передачі контуру для спрямування ріжучого інструменту.

Існує багато схем, за якими створити копіювально-фрезерний верстат можна своїми руками. Типовий варіант, як правило, складається з наступних елементів:

робочий стіл;
несуча рама;
Фрезерна головка.

Для здійснення процедури зміни режиму різання змінюється висота розташування столу, головка з фрезою має електричний привід, який приводить ріжучий інструмент в рух, найчастіше систему включають передавальний механізм для зміни швидкостей.

Сам пантограф може бути виготовлений таким чином:

Із дерева. Подібний пантограф можна створити своїми руками, але при цьому він матиме малу точність обробки, так як з'єднання дерев'яних частин відбувається за допомогою петлі. Кріпленню за допомогою петлі притаманний люфт.
Металевий пантограф – дозволяє створювати копії в різних масштабах, однак не може застосовуватися для створення об'ємних копій.

При створенні верстата своїми руками слід врахувати, що багато деталей можуть мати вади та невідповідність розмірів. Ця ситуаціяпов'язана з вібрації та тремтіння основи, чого уникнути досить складно. Під час зміни напрямку руху фрези також можливі похибки. Через внутрішню напругу заготовки з дерева можливе викривлення заготовки. Тому рекомендується створювати подібне обладнання тільки для вузькопрофільного виробництва, коли верстат призначений для створення однієї деталі. Уникнути розглянутих проблем практично неможливо, однак за умови обробки однієї і тієї ж деталі можливе поступове покращення конструкції.

Фрезерування – це вид механічної обробки матеріалів за допомогою спеціального різального інструменту – фрези. Метод дозволяє отримати високий квалітет точності та ступінь шорсткості оброблюваної поверхні. До того ж, його відрізняє значна продуктивність.

Обробка поверхонь здійснюється методом зустрічного фрезерування, коли обертання ріжучого інструменту протилежне напрямку подачі, та попутним фрезеруванням - способом, при якому напрямок обертання фрези та подачі ідентичні. Використовуючи фрези з ріжучими кромками із сучасних надтвердих матеріалів, можна замінити операцію шліфування.

Фрезерне обладнання поділяється на універсальне та спеціалізоване. У першому випадку це верстати загального призначення для виконання поздовжнього та безперервного фрезерування з інструментом, встановленим на консолі і немає. У другому – механізм для нарізування різьблення, шліців, виготовлення шестерень та шпонкових пазів та фрезерування по копіру.

У виробництві часто виникає потреба у виготовленні кількох штук, партії, або навіть серії ідентичних деталей. Для цього використовують фрезерне обладнання з пантографом.

У домашньому господарстві функції фрезерного верстата зазвичай виконує ручний фрезер. Для виконання максимального переліку робіт фрезер оснащується цілим набором пристроїв. Основне оснащення поставляється разом з обладнанням, додаткове купується або виготовляється самостійно. Це різні упори, притиски, шаблони. Але можна піти ще далі та виготовити копір для фрезерування об'ємних деталей.

Фрезерно-копіювальне обладнання: принцип роботи

Принцип роботи такого пристрою полягає у чіткій передачі рухів копіювальної головки через профіль-тримач ріжучому інструменту.

Купити копіювальний фрезерний верстат досить складно, тому народні умільці виготовляють його своїми руками з підручних матеріалів. Все відбувається методом спроб та помилок. Тому майстри радять спочатку зібрати дуплікарвер, а потім впроваджувати його в серійне виробництво. Як правило, цьому етапу передує не одна серйозна підгонка та переробка.

Фрезерно-копіювальне обладнання: сфери застосування

На фрезерних копіювальних верстатах можна обробляти як плоскі, а й об'ємні деталі. З їх допомогою, нарівні з простими фрезерними операціями, можна гравіювати, повторювати малюнки, візерунки і написи. Конструкція верстата досить проста, і її під силу виготовити будь-якому майстру.

Копіювально-фрезерні верстати дозволяють обробляти не лише дерев'яні деталі, а й чавунні, сталеві та пластмасові заготовки, а також вироби із кольорових металів. Це забезпечується якісним інструментом із швидкорізальної сталі та твердих сплавів. Копіювальний верстат дозволяє фрезерувати не лише прямі, а й криволінійні поверхні. У цьому деталі виходять цілком ідентичні.

Фрезерно-копіювальне обладнання: конструкція

Типова конструкція копіювально-фрезерного верстата дуже проста. Вона складається з робочого столу та системи напрямних із затискачами для кріплення фрезера та копіра.

Виготовити універсальний копіювально-фрезерний верстат у домашніх умовах досить складно, та й у цьому немає великої потреби. Для домашніх умов зазвичай створюється обладнання з вузьконаправленою спеціалізацією.

Виготовлення копіювально-фрезерного верстата: матеріали

Щоб створити дуплікарвер в домашніх умовах своїми руками, слід накреслити елементарний ескіз, який стане керівництвом до подальших дій. Крім того, потрібно запастись деякими матеріалами. Це:

Колінний цементований полірований вал Ø 16 мм.
Лінійні підшипники у кількості 2 шт.
Рейкові напрямні довжиною 900 мм – 2 шт. Для зручності кріплення їхня довжина приймається кратною 150.
Розрізні лінійні підшипники у кількості 4 шт. Бажано застосування підшипників з підтискним гвинтом для регулювання щільності посадки на напрямну.
Профільна труба 30×60 із товщиною стінки до 3 мм.
Металева пластина довжиною 900 та шириною 100 мм.
Кінцеві стійки у кількості 2 шт.
Рухомий елемент як пластини – 1 прим.
Коромисло для кріплення копіра та фрезера – 2 шт. Довжина вибирається довільно.
Рухливі муфти – 2 шт.
Профільна труба 40×40 із товщиною стінки до 3 мм.
Корончата муфта для повороту деталі та шаблону.

Виготовлення копіювально-фрезерного верстата: інструмент

Після цього потрібно підготувати інструмент, який обов'язково знадобиться для збирання конструкції верстата. Це:

кутова шліфувальна машинка;
відрізний та зачистний диск;
зварювальний апарат;
маска для зварювання;
пелюстковий диск чи щітка;
саморізи для кріплення рейкових напрямних та рухомих елементів;
електродриль;
шуруповерт;
вимірювальні інструменти: рулетка, штангенциркуль;
кернер та креслила.

Виготовлення копіювально-фрезерного верстата: покрокова інструкція

Після того як все готово, починається безпосереднє збирання копіювально-фрезерного верстата.

Крок №1

З профільної труби 30×60 необхідно відрізати два шматки довжиною 950 мм для кріплення рейкових напрямних. Запас на 50 мм необхідний для установки кінцевиків, щоб унеможливити зіскакування лінійних підшипників.

Крок №2

Профільну трубу 40×40 потрібно нарізати на заготовки для основи. Керуючись наявним ескізом, потрібно відрізати два шматки по 1350 мм і два шматки по 900 мм.

Крок №3

З цієї труби необхідно відрізати невеликі стійки. Їхній лінійний розмір залежить від висоти оброблюваних згодом деталей.

Крок №4

Тепер необхідно прибрати із труб іржу. Для цього можна користуватися пелюстковим диском або щіткою.

Важливо! Перед використанням щітки зверніть увагу на максимальну кількість робочих оборотів на ній та болгарці. Величина частоти обертання на щітці має перевищувати кількість обертів устаткування.

Крок №5

Після цього обварюємо всі стики та зачищаємо шви зачистним колом завтовшки 6 мм.

Крок №6

Потім необхідно досягти паралельності рейкових напрямних. Для цього потрібно зробити з'єднання стійки та основи рейкової напрямної роз'ємним. Необхідно взяти шайбу за внутрішнім розміром стійки, приварити до неї гайку та вкрутити болт. Болт на цьому етапі потрібен для того, щоб встановити гайку з шайбою в порожнині труби-стійки врівень і в строго вертикальному положенні, а при її зварюванні не пошкодити різьблення. Зробити це потрібно з усіма чотирма стійками.

Крок №7

Стійки приварити до основи.

Крок №8

В основі рейкової направляючої в місці з'єднання зі стійками потрібно просвердлити отвори: у верхній полиці під головку болта, у нижній – під різьблення.

Крок №9

Встановити рейкові напрямні на основу (трубу 30×60), попередньо просвердливши отвори, і закріпити шурупами по металу.

Крок №10

Провести монтаж основ з рейковими напрямними та затягнути болтами.

Крок №11

Перевірити паралельність напрямних. У разі відсутності необхідно провести регулювання шляхом підкладання фольги різної товщини на стійки під напрямну.

Крок №12

На металевій пластині потрібно розмітити і просвердлити отвори для кріплення лінійних розрізних підшипників і кінцевих стійок.

Крок №13

Після цього потрібно виготовити рухомий елемент шляхом зварювання до металевої пластини коромисел довжиною 300 мм для щупа та фрезера, потім прикріпити до нього лінійні підшипники.

Крок №14

Після цього рухливий елемент слід надягати на полірований вал, по краях якого встановити кінцеві стійки.

Крок №15

Всю конструкцію необхідно встановити на металеву пластину шириною 100 мм та закріпити кінцеві стійки саморізами.

Крок №16

Потім на металеву пластину з нижнього боку необхідно встановити лінійні розрізні підшипники.

Крок №17

Після цього навісна конструкція надівається на рейкові напрямні розрізними підшипниками та встановлюються кінцевики.

Крок №18

На закінчення коромисел встановлюються рухомі муфти та кріпляться щуп та фрезер.

Крок №19

Щоб заготівля і деталь синхронно оберталися, необхідно зв'язати їх муфтами. Для управління підійде зірочка та коронка. Копіювально-фрезерний верстат готовий. У конструкції досягнуто 5 ступенів волі. Переміщення по осі X забезпечується рухом конструкції по рейкових напрямних, переміщення по осі Y - рухом рухомого елемента полірованому валу, переміщення по осі Z - рухом коромисел.

Додатково за рахунок рухомих муфт щуп і фрезер можуть переміщатися вліво та вправо по осі коромисла, і є можливість синхронного руху шаблону та заготівлі. Це дозволяє обробляти деталі практично будь-якої форми.

Копіювально-фрезерні верстати по металу в масовому та серійному виробництві

Копіювально-фрезерні верстати по металу використовуються в масових виробництвах. З їхньою допомогою виготовляються гребневі гвинти для кораблів, турбіни двигунів з реактивною тягою, робочі колеса насосів, штампи для ковальсько-пресового виробництва, заготівлі для механічного та ливарного виробництва. У побуті копіювальне обладнання металу практично не використовується.

Пантограф для фрезера: конструктивні особливості

Для масштабування копіювальних процесів існує спеціальний пристрій, зване пантографом. Він полегшує процеси виготовлення деталей із криволінійними поверхнями, дозволяє виконувати орнаменти та візерунки будь-якої складності у зменшеному вигляді. Вартість такого пристрою досить велика. Але зробити пантограф у домашніх умовах своїми руками цілком реально.

Пантограф для фрезера: принцип роботи

Принципова схема пантографа має досить просто. Вона є квадрат, розділений навпіл. Всі з'єднання на шарнірах, тому всі сторони рухливі, і квадрат при дії легко перетворюється на ромб. Нульова точка, розташована в одному із кутів квадрата, закріплюється жорстко. Щодо її конструкція може видозмінюватися, перетворюючись на ромб. У середині квадрата встановлюється ріжучий інструмент. У протилежному кутку квадрата по діагоналі закріплюють копір. Відстань від нульової точки до фрези становить певну величину А, а до копіра 2А. Це дає масштаб 2:1. Лінійний розмір довгих і коротких сторін пантографа теж має відрізнятися друг від друга вдвічі.

Пантограф для фрезера: матеріали

Для того щоб виготовити пантограф своїми руками, потрібні такі матеріали:

Квадратний металевий профіль 12×12
Підшипник 180201
Втулки під зовнішню обойму підшипника.
Пальці за внутрішнім розміром підшипника та різьбленням М12.
Гайка М12.
Болти М6×45
Гайки М6.
Втулка під закріплення копіра.
Профільна труба 40×40
Петля металопластикового вікна.
Фарба.
Малярний скотч.
Металічна пластина.
Гвинт для фіксації копіра.

Пантограф для фрезера

Крім перерахованих матеріалів, необхідний інструмент:

Ручний фрезер.
Кутова шліфувальна машинка.
Зварювальний апарат.
Гайкові ключі.
Вимірювальний інструмент.

Пантограф для фрезера: поетапна інструкція виготовлення своїми руками

Приступаємо до безпосереднього виробництва пантографа.

Етап №1. Різання заготовок

Необхідно розмітити та відрізати квадратний профіль за розрахованими розмірами. Для зручності можна скористатися малярським скотчем та металевою пластиною. Скотч дасть можливість чіткої розмітки, а пластина допоможе зробити рівний та якісний різ. Заготовки для майданчика під фрезер потрібно відрізати під прямим кутом, а на відрізках профілю для шатунів робити скіс для максимального прилягання втулки підшипника.

Етап №2. Свердління технологічних отворів

На всіх заготовках необхідно зняти фаски та просвердлити отвори Ø 6,2 мм для подальшого з'єднання їх у конструкцію.

Етап №3. Зварювання майданчика під фрезер

Після цього необхідно зварити майданчик під фрезер.

Етап №4. Виготовлення шатунів

На дошці необхідно зробити подобу кондуктора і жорстко закріпити всі деталі, що зварюються. Для цього в дошці свердлиться отвір, а підшипник у втулці затискається болтом, квадратні профілі шатунів кріпляться струбцинами. Попередньо між ними необхідно вставити дві шайби та скріпити болтами. Після цього всі стики конструкції обварюються та зачищаються. Потім потрібно розрізати втулку підшипникову між квадратними профілями на кожному шатуні. Болти М6, шайби та підшипники необхідно зняти. На рамку необхідно приварити кріплення для фрезера, а на короткий шатун у точці, протилежній нульовій подовжувач для масштабування. Шатуни можна пофарбувати для надання естетичного вигляду.

Етап №5. Виготовлення вузла для кріплення копіра

Тепер необхідно виточити дві втулки із внутрішнім діаметром, аналогічним розміру копіра. Збоку просвердлити отвір і нарізати різьблення для установки гвинта, що фіксує копір. Після цього потрібно відрізати два шматочки квадрата 12×12 завдовжки 20–30 мм і приварити їх на боці між втулками. Розмір між квадратами має становити 12 мм.

Етап №6. Виготовлення механізму підйому підшипника

Необхідно виготовити вузол підйому підшипника. Для цього палець нульової точки потрібно приварити на шматок профілю 12х12 і закріпити до профільної труби 40х40 за допомогою петлі з металопластикового вікна. Профільна труба буде місцем кріплення пантографа до столу струбциною.

Етап №7. Складання пантографа

Підшипники потрібно встановити у втулки та надійно закріпити, стягнувши квадратні профілі шатунів болтами М6. За допомогою пальців потрібно зібрати шатуни в єдину конструкцію. Закріпити пантограф на столі струбциною та встановити фрезер. Пристрій готовий до роботи.

Ріжучий інструмент для фрезерних робіт: копіювальні фрези

Копіювальні фрези – інструмент, на якому, крім ріжучої частини, є підшипник. Його розмір дорівнює діаметру різальної частини фрези. Підшипник може розташовуватись як у верхній, так і нижній частині фрези. Інструмент і класифікується. Варто врахувати, що маркування означає положення підшипника при звичайному розміщенні фрези хвостовиком вгору.

Служать вони для виконання копіювальних робіт за шаблоном. При використанні фрези з верхнім підшипником шаблон знаходиться зверху деталі, якщо з нижнім положенням підшипника, то знизу.

Робота ручним фрезером передбачає застосування будь-яких фрез. Це безпечно. Єдине, що при використанні ріжучого інструменту з верхнім підшипником слід звертати увагу на виліт фрези, щоб не пошкодити верстат.

Фрезерування на деревообробному верстаті передбачає використання фрези тільки з нижнім положенням підшипника. Це пов'язано з тим, що у фрези з верхнім положенням підшипника відкрита ріжуча частина, що обертається, опиняється в зоні заготовки. Необережний рух може призвести до серйозної травми. Такі фрези застосовуються на верстатах тільки в окремих випадках з максимальним дотриманням правил ТБ.

Копіювально-фрезерні верстати – це унікальне обладнання, за допомогою якого виконуються найскладніші роботи з виготовлення ідентичних деталей. Але для роботи в домашніх умовах можна виготовити нескладні аналоги такого обладнання та пристроїв, які допоможуть у побуті чи невеликому бізнесі.

Для того щоб забезпечити нормальну роботу фрезерувального апарату, необхідно не тільки правильно поводитися з використовуваним пристроєм, але й грамотно застосовувати іншими словами - пристосування для даного інструменту. там, де треба, а чи не там, де «так сталося»). Так ось, саме для надання оброблюваного матеріалу чіткої запланованої форми в господарстві і використовуються "пристосування" для ручного фрезера.

Складність виготовлення саморобних пристроїв

Найчастіше виробники самі доукомплектовують свою продукцію ще на стадії виробництва, проте повним набором усіх необхідних інструментів, на жаль, не кожна компанія зможе порадувати споживачів. Та й навіщо це робити, якщо будь-якої миті можна змайструвати відповідний інструмент своїми руками в гаражних умовах. Робити це можна навіть без попереднього креслення: їх конструкція настільки примітивна, що впоратися з такою роботою зможе навіть майстер-початківець. Щоб зробити паралельний упор або якусь деталь, достатньо мати при собі малюнок даного пристрою і мінімальний набір інструментів. Але якщо ви хочете зробити саморобний стіл для ручного фрезера, без креслення вам точно не обійтися. Потрібно все правильно розрахувати, позначити розміри столу, після чого переходити до роботи.

Як працювати ручним фрезером?

Перед виконанням фрезерувальних робіт по дереву вам необхідно впевнитись у наступному:

Чи закріплена фреза у цангу.
Чи відповідає встановлене на верстак додаткове пристосування його потужності та оборотів.
Чи настроєна необхідна глибина фрезерування (при роботі з занурювальними пристроями цей показник вимірюється за допомогою спеціального обмежувача занурення).
При роботі з переконайтеся в тому, чи встановлено кільце, що направляє, або підшипник, який забезпечує потрібну траєкторію пристрою (при цьому товщина фреза повинна становити не більше трьох міліметрів).

Звертаємо увагу на опори для деталей під час виконання робіт

При розгляді питання "як працювати ручним фрезером" також необхідно відзначити, що оброблювана вами деталь завжди повинна мати якусь опору. Наприклад, до включення двигуна кромка підошви або підшипник притискається до напрямної деталі або шаблону. Тільки тоді майстер вмикає апарат і починає фрезерування.

Нижче ми розглянемо, які бувають пристрої для фрезера, і чим вони особливі.

Паралельний упор

Паралельний упор - це один із небагатьох пристроїв, які вже йдуть у комплекті з кожним фрезером. А тому необхідності в їхній самостійній розробці та виготовленні просто немає. Що стосується функцій, то за допомогою згаданого елемента можна зробити надійний упор для матеріалу, що обробляється, тим самим забезпечуючи прямолінійний рух фрези щодо базової поверхні. Остання може виступати як пряма кромка деталі, що направляє рейки або столу.

За наявності даного пристрою для ручного фрезера можна швидко провести обробку кромок і фрезерування різних пазів, утримуючи матеріал практично в положенні «мертвої точки».

Напрямна шина

Цей інструмент має схожі функції із попереднім. Як і паралельний упор, шина забезпечує виключно рівне прямолінійне рух пристрою. Робота ручним фрезером по дереву за допомогою напрямної шини дозволяє значно скоротити час, витрачений на обробку тієї чи іншої деталі. До того ж за допомогою зазначеного обладнання можна встановити механізм практично під будь-яким кутом щодо кромки столу.

У деяких випадках конструкція інструментів передбачає наявність спеціальних елементів, які полегшують виконання певних операцій (наприклад, це може бути функція нарізки отворів на однаковій відстані один навпроти одного).

Копіювальні кільця та шаблони

Такі пристосування для ручного фрезера, як копіювальні кільця, є круглою пластиною з виступаючим буртиком, якою може ковзати по поверхні вздовж шаблону, тим самим забезпечуючи точну траєкторію руху фрези. Найчастіше цей елемент кріпиться до підошви верстата. При цьому розрізняють кілька способів його встановлення:

Вкручування кільця в отвір з різьбленням.
Установка спеціальних вусиків пристрою на отвори на підошві.

За наявності такого пристрою для ручного фрезера, як шаблон, також можна досягти більш точного та ефективного виконання робіт. Закріплюється вказаний

елемент безпосередньо на заготовці після чого обидві частини пристрою притискаються до верстата за допомогою струбцин. Після завершення робіт фахівці рекомендують перевірити стан кільця - подивитися, чи надійно воно притиснулося до краю шаблону чи ні.

Ще однією особливістю інструмента, що розглядається, є можливість обробки не всієї кромки, а лише її кутів. При цьому деякі пристрої для ручного фрезера дозволяють робити закруглення відразу чотирьох різних радіусів. Таким чином, процес обробки матеріалу за шаблоном є відмінним способом вирізування пазів для деталі.

Циркулі

Дані саморобні пристрої для ручного фрезера призначаються для руху всього верстата по певному колу. Конструкція зазначеного інструменту включає основну деталь (циркуль, що складається з однієї штанги), прикріплену кінцем до основи фрезера, і другорядну - гвинт зі штифтом, що вставляється в отвір верстата. Величина і встановлюється безпосередньо по зсуву верстата щодо конструкції пристрою. Перш ніж розпочати роботу, необхідно ретельно закріпити інструмент до основи та переконатися у справності та нормальному функціонуванні фрезера. Найбільш ефективним і легким у використанні є той циркуль, у якого є не одна, а відразу дві штанги.

Найчастіше цей інструмент виготовляється із прозорого оргскла. На його поверхні додатково наноситься маленька метрична шкала. Варто зазначити, що деякі моделі циркулів можуть мати коло завдовжки до 150 сантиметрів. За допомогою такого пристрою можна легко виготовити круглу стільницю на кілька людей.

Проте повернемось до принципу роботи. За допомогою кутового важеля з точною шкалою здійснюється копіювання заготовки. При цьому тут ви можете центрувати кільце безпосередньо під фрезою. Кутовий важіль, який доповнюється спеціальною опорною платою також забезпечує точне фрезерування кромок.

Вся конструкція даного пристрою складається з опорної плити, набору щупів і захисту від стружки.

Пристрої для копіювання ідентичних пристроїв та деталей

Під цією характеристикою мається на увазі набір інструментів, що складається з кутового важеля та спеціальних копіювальних щупів, які необхідні для виготовлення партії ідентичних деталей. Найчастіше таке обладнання застосовується у тих випадках, коли виникає потреба у тиражуванні дерев'яних пристроїв невеликих розмірів. Але перш ніж розпочати роботу з таким фрезером, необхідно заздалегідь підготувати шкалу кутового важеля (ціна поділу – 1/10 мм).

Після того, як буде виставлена шкала, ви на 100 відсотків будете впевнені в правильній центровці завзятого кільця під фрезою, розташування якої залежить від значень, виставлених на кутовому важелі. Також цей регулювальний елемент може бути оснащений опорною платою і спеціальним механізмом, що захищає поверхню пристрою від стружки. Застосування таких деталей суттєво прискорить та убезпечить обробку кромок виробів.

Копіювально-фрезерний верстат застосовується для створення копій виробів із дерева або іншого матеріалу певної форми. Такі верстати використовують на великих та дрібних промислових підприємствах, а також у домашніх умовах для створення різних деталей. Далі опишемо принцип роботи такого верстата і дамо рекомендації, як зробити його своїми руками.

1

Фрезерне обладнання з копіювальною установкою використовують для механічної обробки різних площин. За допомогою якісного верстата можна відтворювати копії об'ємних форм, гравіювати, робити візерунки, малюнки. Головною його особливістю є простота конструкції, причому на ньому можна виконувати досить складний перелік робіт.

Копіювально-фрезерний верстат

Таке обладнання має простий принцип роботи. Спеціальний копіювальний щуп з'єднується з робочою площиною. Далі він механічними рухами створює контури із шаблону або деталі. На робочій площині кріпиться фреза під дерево чи метал, залежно від призначення верстата, що повторює рухи копіювального щупа. Крім цих деталей, стандартний верстат також обладнується системою затиску фрези або фрезерною установкою, електромотором та системою напрямних. Зазвичай обладнання для простих робітпо дереву або пластику складається з трьох основних елементів:

робоча поверхня з несучим елементом та каркасом;
фреза або фрезерна установка із затискним механізмом;
копіювальна установка (пантограф) та копіювальний щуп.

Залежно від типу копіювально-фрезерного верстата, він може працювати у двох або трьох вимірах. Для створення простого шаблону у двох вимірах достатньо стандартного варіанту з притискним профілем, але для виробництва та розсвердлювання тривимірних отворів верстат повинен бути обладнаний пневматичною притискною установкою, свердлом та дрилем або іншою свердлильною установкою. Залежно від конфігурації та можливостей, він може працювати не лише з деревом, але й із пластиком, чавуном та іншими кольоровими металами. Для цього верстат обладнується потужними та міцними фрезами під різні матеріали, а копіювальне обладнання удосконалюється під певні форми.

Верстати, зроблені своїми руками, часто застосовують у домашньому господарстві для свердління замкових отворів, виробництва рамок або створення пазів у дерев'яних чи металевих деталях.

2

На сьогоднішній день існує велика кількість обладнання копіювально-фрезерного типу різних конструкцій із певними особливостями роботи. Їхня вартість, як правило, досить висока, тому багато любителів роблять подібні пристрої своїми руками. Саморобний варіант, звичайно, відрізнятиметься від промислових аналогів, проте при дотриманні певних умов він відмінно справлятиметься зі своїми функціями.

Копіювально-фрезерний верстат, виготовлений самостійно

Стандартна схема саморобного верстата складається з робочої поверхні, несучої конструкції та головки фрезера, яка обладнується електромотором із приводом для створення можливості роботи головки на двох швидкостях. Таким чином, щоб зробити установку своїми руками, вам знадобиться набір певного обладнання та інструментів, а саме:

основний каркас із дерева або металу;
дерев'яна фанера або панель, бруски, дошки та рейки;
кріплення у вигляді болтів, гайок, саморізів або цвяхів;
фрезерне встановлення;
набір ключів, пилки або ножівка для роботи з деталями;
система напрямних та металеві труби;
електромотор із приводом або ручний привід;
свердла та свердлильна установка (для складніших варіантів).

Замість дерев'яного або металевого каркаса можна використовувати як базу готовий фрезерний верстат, проте закріпити пристрій копіювання на нього набагато складніше, ніж виготовити апарат "з нуля". У такому разі доведеться практично повністю переробляти фрезерний верстат, і на це потрібно більше часу та додаткове обладнання.

3

Основою для виготовлення верстата своїми руками буде ручна. Закріпіть її на дерев'яній опорі з товстої фанери (не менше 12 мм завтовшки). В опорі також робиться кілька отворів під кріплення та утримувач фрезера. Додатково слід спорудити каркас і виготовити кілька брусків, які встановлюються з обох боків опори, вони будуть притримувати апарат під час роботи.

Виготовлення фрезерної установки

Як напрямна використовуємо металеву трубу середнього діаметра. На трубу встановлюємо каретку із вставленим у неї фрезером. На каретку кріпимо планку, яка грає роль копіювального щупа, після чого необхідно зафіксувати горизонтальний брус, на який кріпиться основний шаблон. Верстат, виготовлений за таким принципом, можна застосовувати для обробки та створення копій з простих побутових виробів, наприклад дверних ручок, замків, меблевих ніжок. Фрезерна установка з двигуном вставляється всередину каретки і підключається до живлення. На опорі фіксується шаблон, по ньому пересувається копіювальний щуп.

Фрезер працює від мережі, каретка пересувається вручну, таким чином, щоб робоча головка повторювала рухи щупа. Для створення більш складних моделей необхідне підключення додаткових робочих головок та встановлення приводу з ремінною передачею. Зараз існує можливість підключення саморобної установки до програмного забезпечення, проте для цього знадобиться ЧПУ та додаткове обладнання та інструменти. Такий саморобний верстат справлятиметься зі своїми побутовими функціями досить добре.

4

Практика використання саморобних копіювально-фрезерних верстатів різного типу показує, що кінцева деталь, виготовлена на такому устаткуванні, має певні невідповідності кресленням та формам та деякі виробничі дефекти у вигляді сколів та викривлень. Ці вади зумовлені постійними вібраціями верстата та переміщеннями робочої головки. Позбутися їх у побутових умовах дуже важко.

Копіювально-фрезерний верстат своїми руками

Щоб уникнути подібних недоліків у роботі саморобного обладнання, рекомендуємо виготовляти вузькоспеціалізовані верстати, а не обладнання універсального типу. Тобто перед початком робіт з виготовлення верстата власноруч необхідно визначитися, під які конкретні деталі його планується використати. Так можна оптимально підібрати вагу та розміри копіювально-фрезерного верстата ручного складання. Важливо пам'ятати, що чим більший розмір деталей для обробки, тим потужнішим і важчим має бути робоча установка.

Для більших деталей потрібні додаткові тримачі і масивніша опора, це дозволить максимально гасити вібрації, які виникатимуть під час роботи. Крім того, краще використовувати електричний привід замість ручного та слідкувати за тим, щоб напрямні мали достатній запас міцності. Пам'ятайте і про те, що від виду робочої поверхні залежить плавність переміщення ріжучого обладнання в різних площинах, отже, і кінцевий результат.

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, при цьому забезпечуючи високу швидкість обробки 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 рівнем продуктивності, 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, які 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 моделі та заготовки.

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 верстатах процедура обробки подібних виробів практично неможливо.

Копіювально-фрезерний верстат призначається для фрезерування криволінійних деталей методикою копіювання за шаблоном, з якого копіюється форма виробу. Використання шаблонів дозволяє виключити за такої складної операції вплив людського чинника, 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 та 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:

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.
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.
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 задаючому пристрої (копію), дія якого викликає через копіювальний пристрій відповідне переміщення щодо заготівлі спеціального ріжучого інструменту. Через копіювальний пристрій копір впливає на виконавчі органи, при цьому заготівля та фреза відтворюють у відносному русі поверхню, 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 з зворотним зв'язкомта 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 подібного неузгодженості надходить у спеціальну систему, що слідкує, яка виконавчому пристрою видає сигнал на коригування траєкторії руху інструменту. Жорсткого зв'язку фрези і копіра у разі немає, і копір сили різання не сприймає, лише передає виконавчим органам відповідний 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.

Безумовно, саморобні верстати не 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 фрезерного пристрою буде дуже складно, і це стосується, перш за все, кардинальної переробки 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 і гвинта для пропелера потрібні різні технічні 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.