Копировальный станок по дереву своими руками

Фрезеровка – один из самых распространенных способов обработки древесины. С помощью фрезера можно изготавливать детали самой разной конфигурации.

Полученное изделие характеризует высокая точность и чистота поверхности. Фрезеровальный станок незаменим в домашней мастерской, но часто требуется не штучная деталь, а несколько совершенно идентичных изделий.

Тут на помощь придет фрезерно-копировальный станок по дереву. Это устройство, которое умеет создавать копии эталонного изделия, воссоздавать деталь по шаблону, а некоторые модели и вовсе работают по чертежам.

Отличительные особенности копировальных фрезеров

Режущий инструмент станка данного типа – фрезы различной формы и конструкции. Собственно, копировально-фрезерный станок – это прибор с подвижной фрезой, глубина и угол заглубления которой корректируется специальным щупом.

Читайте также:  Полезные вещи из канистры, посуды и старого велосипеда

Ассортимент изделий, которые поможет изготовить копировально-фрезерный станок, очень широк. Среди прочего следует отметить:

• всевозможные детали мебели;
• резные и фигурные элементы интерьера;
• профильные рамки для картин и фотографий;
• объемные изделия с резьбой (шкатулки, статуэтки);
• элементы экстерьера (плинтусы, наличники, багеты);
• декоративные ограждения лестниц, детали заборов;
• рукояти для инструмента.

Помимо этого, копировально-фрезерные станки используются в технологическом процессе специфичных производств. На станках этого типа создают деревянные детали огнестрельного оружия (приклад, цевье).

Устройство станка

Конструктивно данный станок состоит из станины, на которой установлена подвижная часть. В простейшем случае подвижная часть – это жестко соединенные между собой щуп, передвигающийся по поверхности модели или шаблона, и режущая головка, которая обрабатывает заготовку. Устройства с механической связью отличает простота сборки, такой копировальный станок несложно изготовить своими руками.

Обратите внимание! Многие модели копировальных фрезеров позволяют вырезать не только точные копии деталей, но и воспроизводить их в определенном масштабе. Для этого применяют дополнительное устройство – пантограф.

Пантограф может быть механическим (система тяг, позволяющая менять пропорции) или электронным механизмом, который управляет пневматическим или гидравлическим приводом.

В качестве щупа используется измерительный палец с заостренным или скругленным концом. Хорошие результаты при работе с крупными деталями дает роликовый щуп. Он представляет собой прорезиненное колесико, которое свободно перекатывается по поверхности, повторяя контуры эталонной детали. Более дорогие модели имеют электронное управление, а в качестве щупа используют лазерный измеритель.

Методика проведения работ

Связать системы слежения 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.

Читайте также:  Какие клетки подходят нутриям? Как сделать вольер?

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 электромагнитной муфте. В усилительных устройствах располагаются реле, они могут быть гидравлическими, электромагнитными или электрооптическими.

Основные разновидности копировальных фрезеров

Устройства данного типа востребованы на самых разных производствах, это отличный помощник для домашнего мастера, работающего с древесиной. Учитывая высокий спрос, производители предлагают множество видов станков, отличающихся по предназначению и техническим характеристикам.

Копировально-фрезерные станки различают по степени автоматизации и способу фиксации заготовки. Более всего популярны простые настольные устройства, предназначенные для изготовления небольших деталей.

Пользуются спросом стационарные станки с пневматической фиксацией заготовки. Они выполняют широкий спектр работ и могут обрабатывать не только дерево, но и металлы. Востребовано на производстве автоматическое многошпиндельное оборудование, позволяющее одновременно выполнять несколько операций.

Можно выделить несколько групп станков, исходя из их конструктивных особенностей:

• устройства на поворотной рамке, которая перемещается в вертикальной плоскости;
• станок с пантографом, позволяющий изготавливать увеличенные или уменьшенные копии шаблона;
• многошпиндельные устройства с поворотными столами;
• фотокопиры.

Основы процесса фрезерования

Практически на всех крупных промышленных производствах и в небольших мастерских можно встретить станки фрезерной группы. Ведь операция фрезерования — самый популярный способ механической обработки изделий. С помощью фрезеровальных устройств выполняют черновые, получистовые и чистовые обработки заготовок из дерева, черного и цветных металлов, а также пластика. Современные станки способны быстро и высокоточно обрабатывать изделия не только простых, но и самых сложных форм.

Фрезерные машины делятся на два вида:

• Станки общего назначения.
• Специализированное оборудование.

К специализированному оборудованию относятся рассматриваемые копировальные фрезеры. Они позволяют делать копии предметов и работают как с плоскими, так и объемными формами. Более того, эти устройства могут помочь выполнить гравировку, нанести орнаменты, различные надписи, создать различные узоры на гранях, которые расположены в различных плоскостях.

Существуют два способа фрезерования:

• Встречное, при котором инструмент подается и вращается в различные стороны.
• Попутное. В этом случае подача и вращение инструмента происходит в разных направлениях.

Режущее полотно фрез таких станков может быть из самых разных материалов, что позволяет успешно переходить с обработки деревянных изделий на твердые металлы и даже натуральные или искусственные камни.

Заводское оборудование

Далеко не каждый возьмется за изготовление копировального фрезера по дереву своими руками. Все-таки это сложно, работа потребует навыков, свободного времени. Если есть потребность обзавестись этим полезным во всех отношениях станком, но нет желания возиться с чертежами и деталями, стоит рассмотреть вопрос покупки готового заводского изделия.

Читайте также:  Короб для специй. Декупаж. Мастер-класс с пошаговыми фото. Уютный дом: идеи для обустройства собственной кухни Сделать своими руками коробку для хранения специй

Нельзя забывать, что выбор любого станка для домашней мастерской, копировально-фрезерный не исключение, – дело серьезное. Стоит потратить немного времени на сравнение основных характеристик, выбрать такое устройство, которое гарантированно справится с поставленными задачами. Выбирая станок, стоит обратить внимание на следующее:

• тип устройства, как следствие, перечень выполняемых работ;
• мощность двигателя, от нее зависит производительность труда и допустимая твердость обрабатываемого материала;
• бренд и страна-производитель.

Самодельный токарно-копировальный станок по дереву своими руками

Промышленные типы копиров обойдутся недешево, поэтому мастера выбирают возможность сконструировать самодельный станок. Он требует небольших затрат средств и сил.

Эксплуатационные возможности в целом зависят от характеристик копировального оборудования. Главная задача устройства, созданного своими руками, заключается в создании деталей по шаблону без дополнительных энергозатрат.

Необходимые инструменты

Инструментов потребуется не много, все они представлены в открытом доступе и имеются у каждого мастера:

• Ручной фрезер.
• Фреза ставится на опору, которую можно сделать из фанеры толщиной 12 мм. Для улучшения показателей используется металл. Габариты площадки около 50х20 см.
• Болты.
• Упорные бруски.
• Труба в диаметре 25 мм позволит задать направление перемещения опорной площадке.

Основополагающим режущим инструментом при конструировании токарного аппарата с копиром считается ручная фреза. Несмотря на то, что копир сделан из фанеры, он способен создавать множество копий.

Элементы конструкции

Самая простая и доступная модель агрегата делается из стандартной дрели. Основные запчасти оборудования:

• Станина.
• Передняя, задняя бабка.
• Электрический двигатель.
• Ведущий, ведомый центр.
• Упор для оснастки.

На станине располагаются все комплектующие обработки. Бывает деревянной или металлической. Передняя бабка ставится на платформе, к ней зафиксируется деталь. Впереди предусмотрено устройство, которое контролирует вращение от двигателя на ведущий вал к детали.

Задняя стойка движется по оси направления, она служит для удержания края профиля. Между бабками предусмотрен упор для оснастки. Изделия обязательно находятся на одной плоскости.

Этапы изготовления

Если нужно токарный аппарат превратить в копировальный, то потребуется дополнительное приспособление – копир. Этапы сборки станка:

• Следует придумать или скачать чертеж, по нему в дальнейшем станет осуществляться сборка. Обычно это схема стандартного устройства, которое подстраивается под копир.
• Процесс начинается со станины, для нее требуются уголки и металлические листы. Соединяются они посредством сварки. Должна отвечать требованиям надежности и устойчивости к вибрациям.
• Для максимальной функциональности оборудования устанавливается электромотор, рассчитанный на 200-250 Вт, набирающий около 1500 об/мин. Для обработки крупногабаритных профилей рекомендуется выбирать мотор большей мощности.
• На валу закрепляется планшайба. Она оснащена острыми торцами, обеспечивающими передачу силы вращения.

Особое внимание уделяется изготовлению копира. Он выступает главным отличием токарного станка от копировального.

Как сделать копир для токарного станка?

Копир незаменим при производстве одинаковых деталей. Благодаря ему увеличивается производительность. Из аспектов планировки копира выделяют некоторые моменты:

• Основным узлом является лишний в мастерской ручной фрезер.
• Для его установки требуется поверхность из фанеры.
• Делаются отверстия и ставятся бруски для крепления.
• Крепятся бруски саморезами, которые надежно фиксируют устройства.
• Для резания заготовки, площадка должна с легкостью двигаться по станине.
• При создании копира обязательно наличие уровня, потому что любое отклонение приводит к погрешности.
• Брусок ставится горизонтально. На него – шаблон. Брус фиксируется саморезами.
• Конструкция должна быть создана так, чтобы при желании можно было откинуть копир и эксплуатировать прибор в качестве стандартного оборудования.

Шаблон делают из фанеры и прикручивают к передней части бруса. Верхняя платформа проверяется на совпадение с осью на шаблоне.

Установка элементов конструкции

Для того, чтобы копировальный станок осуществлял максимально эффективную работу, а процедура была качественной, исключается спешка. Изучив чертеж, необходимо придерживаться указанных параметров.

Рекомендуется обратить внимание на несколько советов:

• Ось для движения инструмента устанавливается параллельно оси заготовки.
• Совпадение линий трубы и оборудования является важным плюсом.
• Важно, чтобы фрезер был един нижним краем с осью оборудования. Это может меняться ввиду уровня установки копира.
• Направляющую трубу лучше фиксировать деревянными досочками через глухие отверстия.
• Бруски несущей поверхности должны легко двигаться и скользить. Если они будут шататься, то конструкцию придется делать заново.

Некоторых мастеров волнует момент, когда предусматриваются высокие требования относительно скольжения. Сконструировать станок с отличными опциями просто, достаточно выбрать ровную трубу с гладкими стенками.

Примеры производителей

Тем, кому требуется надежный станок для плоского фрезерования, стоит обратить внимание на продукцию итальянской фирмы GRIGGIO. Станки данной торговой марки имеют относительно небольшую цену и являются хорошим решением для создания фасонных деталей, плинтусов, наличников. С их помощью удобно создавать фасады мебельных полотен и деревянные двери.

Фрезеровальная установка VFK-810 с углом поворота стола 45 градусов отлично подойдет для тех, кто увлекается изготовлением мебели. Ее отличительная особенность – высокая скорость вращения фрезы (до 20000 оборотов в минуту), что гарантирует отличное качество поверхности готового изделия.

Читайте также:  Плавный пуск для электроинструмента своими руками

Сопоставимые характеристики при гораздо меньшей цене имеет китайский агрегат МХ 5068. Он может похвастаться скоростью вращения фрезы вплоть до 18000 оборотов, использует пневматический привод поворота стола и перемещения инструмента.

Тем, кто собирается всерьез заняться столярным делом, стоит обратить внимание на фрезерный агрегат производства Тайваня. WINNER LH-1000 станет лучшим помощником при необходимости серийного выпуска однотипных деталей. Особенность станка – многоуровневый шпиндель, который позволяет за один проход выполнять сразу несколько операций и создавать изделие требуемого профиля без необходимости перестановки режущего инструмента.

Копировально-фрезерные станки с ЧПУ

Отдельной разновидностью копировально-фрезерных станков являются устройства с ЧПУ (числовым программным управлением). Данные станки отличаются большей сложностью изготовления, при этом имеют ряд существенных преимуществ в сравнении с простыми моделями:

• возможность работы в полностью автоматическом режиме без участия оператора;
• стабильно высокое качество изготавливаемой продукции;
• простота настройки и программирования;
• возможность интеграции в компьютерную систему.

Устройства с ЧПУ имеют заведомо более высокую стоимость, их приобретение целесообразно для крупных производственных предприятий.

Иллюстрация: tutmet.ru

Читайте также:

Копировальные станки очень помогают в создании конкретной детали по шаблону для партий небольшого объема. Копировально-фрезерный станок применяют как на предприятиях, занимающихся производством продукции для крупных оптовых клиентов, так и в мелких мастерских, а также для бытого использования. Промышленные станки способны создавать изделия почти в неограниченном количестве. Однако в этой статье мы расскажем о том, как сделать копировально-фрезерный станок своими руками для мелкосерийного мебельного производства.

Особенности оборудования

Копировальные машины предназначены для реализации работ высокого уровня сложности. Подобные устройства используют для обработки заготовок с большим числом резных узоров и мелких деталей, нуждающихся в точном и аккуратном выполнении.

Полное совпадение декоративных маленьких элементов достигается вследствие применения особых шаблонов. Такие станки могут работать как с древесиной, так и с пластиком. Оператор фиксирует вакуумным способом материал, далее станок копирует по контурным линиям шаблон. Вследствие такой работы получают одинаковые детали, имеющие сложный узор. При помощи фрезера оператор может сделать объемное и контурное копирование. Такое оборудование отличается компактностью, высоким уровнем прочности, а также длительным сроком эксплуатации.

Фрезерно-копировальный станок по дереву может выполнять следующую работу:

• создавать орнаменты и узоры
• наносить надписи
• гравировать фасонные профили
• создавать сложные рисунки с гранями, находящимися в разных плоскостях.

Все станки делят на:

• станки с пантографом. Они предназначены для работы с заготовками в 2-3 измерениях
• универсальные станки. Они оснащены пантографом и поворотным рукавом
• с несколькими шпинделями. Это оборудование имеет ускоренный процесс обработки
• станки с подачей гидравлического, электрического или механического типа
• фотокопировальные станки.

Конструкция копировально-фрезерного станка

Прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению подобного устройства, стоит детально изучить возможные варианты схем, по которым создают копировальные станки. С этой целью можно использовать стандартную компоновку заводских устройств.

Условно конструкцию станка можно разделить на две части – фрезеровальную и копир. Задача фрезеровальной части заключается в работе с металлическими или деревянными заготовками. Она состоит из фрезерного блока и механизмов изменения его положения по отношению к детали. При помощи копира на блок обработки передаются размеры заготовки. По сути он является ограничителем глубины фрезеровки.

Чтобы создать станок своими руками можно применить следующие схемы копировального устройства, которые предназначены для контроля направления режущей системы:

• механическая. При этом ограничение передается при помощи механических систем приводов. Данный вариант является наиболее подходящим для конструкции, которую можно создать собственноручно. Полученный станок может справиться с обработкой небольших изделий
• гидравлическая. Характеризуется высоким показателем усилия воздействий на заготовку
• пневматическая. Имеет меньшие размеры, чем гидравлическая.

В качестве копира может выступать щуп, фотоэлемент или особый копировальный палец (ролик). Ролик используется для создания предметов, имеющих сложную конфигурацию.

Уровень точности обработки зависит от возможностей настройки копировального блока. Среди настроек:

• уровень погрешности позиционирования
• возможность изменения положения в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Выбор схемы и материалов

Для создания станка своими руками стоит предпочесть упрощенную схему создания. Но это касается лишь моделей для бытового использования. Чаще всего их применяют для создания художественных компонентов, или декоративных элементов. Подобные изделия создаются с высоким показателем допустимой погрешности.

Основным рабочим элементом стоит выбрать рычажную конструкцию. Назначение ее опорной части – реализация операции фрезерования. Обрабатывающий инструмент и копировальный блок монтируют на качающуюся штангу. Она должна иметь функцию смещения по плоскости для того, чтобы обрабатывать детали различных габаритов.

Специалисты советуют в процессе изготовления копировального станка соблюдать следующие рекомендации:

• рабочий стол нужно оснастить механизмами фиксации заготовки и исходной фигуры. Чаще всего для этой цели применяют небольшие тиски
• качающаяся рама должна быть изготовлена из труб квадратного сечения. Подобная конфигурация поможет вам облегчить процесс ее монтажа на опорной стойке. Шарнирами могут стать подшипники. Таким образом вы снизите вероятность образования рывков в процессе смещения
• для обработки стоит использовать заводской ручной фрезер. Чтобы его зафиксировать на раме нужно применять жесткий хомут с возможностью изменения внутреннего диаметра.

Все направляющие нужно отшлифовать, чтобы получить минимальный показатель погрешности по размерам. Благодаря этому увеличится качество реализации работ.

Копировальные ролики или щупы стоит купить заводские. К ним предъявляют особые требования по точности конфигурации устройства.

Важным моментом в изготовлении оборудования своими руками можно назвать правильный подбор компонентов, а также проверку степени их согласованности между собой.

После этого нужно еще раз проверить размеры составляющих частей оборудования. Сборку начинают с качающейся рамы. По фактическим габаритам создается и рабочий стол, и монтируемые опорные стойки. По окончанию установки нужно проверить размеры конструкции. Лишь после всех этих работ можно приступать к монтажу копировального щупа и ручного фрезера.

Обязательно учтите в работе максимальные и минимальные габариты заготовки, а также материал изготовления.

Копировально-фрезерный станок с ЧПУ

Наилучшим выбором среди большого количества фрезерных копировальных станков для древесины можно назвать станки, имеющие блок ЧПУ. Подобные устройства в универсальном варианте исполнения могут осуществлять копии разных образцов. Для этой цели используется система копирования или программа, разработанная заранее. Устройства, которые предназначены для копирования, оснащены специальной системой слежения за параметрами образца, которая называется пентограф.

Для приобретения подобных устройств понадобится много денег. Только крупные компании владеют такими активами. Окупится такой станок не менее, чем через 5 лет. Своими руками сделать станок с пантографом крайне сложно. Но даже, если у вас все получится, то параметров и качества промышленных установок у вас достичь не получится.

Станок отрезной →

Советуем почитать

коротко

Содержание статьи:

В наше время часто возникает необходимость в создании копии какого-то предмета. Для этих целей на современных предприятиях используются специальные копировальные станки, форма которых максимально соответствует нужному образцу. Такие фрезерные копиры дают возможность изготавливать разнообразные по своей сложности и форме детали. При этом оборудование должно за короткое время осуществлять обработку и изготовление требуемого элемента.

Заводской или самодельный станок?

Самодельный копировальный станок

Современный рынок предлагает приобрести фрезерно-копировальные станки различного уровня сложности и конструкции. Но не всегда есть возможность сделать такую покупку, да и стоимость такого оборудования по дереву является довольно ощутимой. Именно поэтому в народных умельцев часто возникает вопрос о самодельном фрезерно-копировальном станке, изготовление которого по сравнению с самостоятельной сборкой является менее затратным. Сейчас в случае наличия соответствующих чертежей, материалов и навыков такое оборудование можно изготовить и своими руками.

Понятно, что такая разновидность самодельной техники по своим параметрам и удобству в использовании не может конкурировать с оборудованием заводского производства. Но при надежном исполнении со станком, сделанным своими руками, можно изготавливать достаточно высококачественные копии определенных предметов из дерева.

Следует сразу же отметить, что устанавливать копировальное оборудование на заводской фрезерный станок практически невозможно, поскольку это подразумевает кардинальное переоборудование всего станка.

Именно поэтому сделать своими руками копировальный станок по дереву можно только «с нуля», воспользовавшись системами тяг, электрического двигателя и специального патрона, в котором будет удерживаться фреза, осуществляющая обработку заготовки.

Из чего состоит копировальный фрезерный станок?

Простой самодельный копир по дереву

Конструкций самодельного оборудования такого назначения существует в наше время довольно много в зависимости от используемого чертежа и задач, которые будут выполняться на этой технике. Типичный копир для дерева состоит из таких основных элементов:

• подходящая по размерам рабочая поверхность;
• несущая рама;
• устройство для установки фрезера.

Фрезерную головку нужно оборудовать передаточным механизмом с электродвигателем, которые смогут обеспечить несколько скоростей работы самодельного фрезерно-копировального станка по дереву.

Большое количество народных умельцев, которые своими руками сделали такой станок по чертежам, отмечают, что в результате копирования готовая деталь имеет достаточное количество изъянов. Они появляются во время смены направления работы фрезы, дрожании и вибрациях всей конструкции. Кроме того, несоответствия также происходят и из-за искривления обрабатываемой детали, которая возникает при увеличении внутреннего напряжения в результате выработки деревянной заготовки.

Исключить вероятность возникновения определенных недочетов в процессе изготовления самодельного станка практически нереально. Чтобы свести их к минимуму, своими руками рекомендуется производить не универсальные, а узкопрофильные станки, на которых можно будет изготавливать и копировать детали какого-то одного определенного типа.

Особенности самостоятельного создания копира

Фрезерно-копировальный станок для изготовления деревянной части ружья

Таким образом, копировально-фрезерные станки при изготовлении своими руками необходимо оптимизировать под обработку конкретных деталей, которые будут на нем производиться. В противном же случае могут возникать различные побочные эффекты, которые зачастую очень трудно исправить.

Довольно важным фактором, который обязательно необходимо учитывать при собственноручном изготовлении станка-копира – это его размеры и общий вес. Чем большие изделия на нем будут обрабатываться, тем массивнее должна быть вся конструкция. Это даст возможность оборудованию поглощать вибрации, которые возникают в процессе работы фрезы. Направляющие оси нужно делать так, чтобы они обладали значительным запасом прочности, не прогибаясь при повышенных нагрузках.

Оптимальные свойства копировально-фрезерного станка по дереву при изготовлении его своими руками можно подобрать опытным путем, так как это зависит от конструкции оборудования и целей, в которых оно будет эксплуатироваться.

Что нужно учитывать при разработке станка?

Создавая чертеж копировального станка по дереву и конструируя его, необходимо делать все в зависимости от деталей, которые будут изготавливаться на нем. Так, чтобы фрезеровать длинные заготовки или выполнять граверные работы требуются совершенно разный способ закрепления заготовок и тип рабочего стола.

Также от изготавливаемых и копируемых на станке деталей зависит и необходимая для качественной работы мощность электрического двигателя, который обеспечивает вращение фрезы. Но в большинстве случаев для обработки деталей из дерева бывает достаточно 150-220 Вт двигателя постоянного тока.

Чтобы обеспечить максимальную точность копирования деталей, устройство, удерживающее фрезер и копирующий щуп должны как быть как можно прочнее закреплены между собой. Вместе с этим их плоскости вместе с высотой над рабочей поверхностью должны совпадать в полной мере.

Созданная жесткая конструкция должна быть установлена на поверхности стола таким образом, чтобы была она имела возможность перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Таким образом, самостоятельно сделать копировальный станок для изготовления разнообразных деталей из дерева не очень сложно, поэтому справиться с такой работой могут многие. Но нужно помнить, что в случае изготовления подобного оборудования своими руками оно подойдет только для производства изделий какого-то определенного типа. В противном же случае подойдет только современное универсальное оборудование заводского производства.

Дерево — один из основных материалов, которые использует человек в повседневной жизни для изготовления мебели, предметов внутреннего убранства, декоративных архитектурных элементов, хозяйственных и садовых принадлежностей и многого другого.

Копировальный станок по дереву.

Одну-две вещи можно сделать ручным инструментом либо с использованием деревообрабатывающего оборудования.

Но как обработать большое количество совершенно одинаковых изделий с наименьшими затратами труда и времени? В этом случае на помощь придут копировальные станки. Одним из них является копировально-фрезерный станок по дереву.

В статье рассматривается его устройство и принцип действия, а также предлагаются некоторые советы желающим изготовить аппарат самостоятельно.

Краткое описание

Копировально-фрезерные станки (КФС) предназначены для обработки деталей из дерева методом копирования. Разновидности метода:

• контурное или 2-х мерное (2-D) фрезерование;
• объемное или 3-х мерное (3D) копирование.

Тот или иной метод используется в зависимости от формы обрабатываемого изделия.

Основное преимущество копировальных станков состоит в том, что можно изготавливать любое количество деталей с криволинейным контуром, являющихся копией исходного экземпляра. Все они будут абсолютно идентичными. В то же время станок обладает гибкостью, чтобы перейти на обработку другой детали, достаточно сменить эталон.

Поэтому сфера применения их достаточно широка: от мелкосерийного изготовления до массового производства. Наряду с достаточно большими станками для промышленного назначения существуют компактные настольные устройства. Копировальные станки используются в мебельном производстве, деревообрабатывающих цехах, в столярных мастерских индивидуальных предпринимателей.

В качестве рабочего узла в небольших станках часто используют фрезерные головки (фрезер). Частота вращения его достаточна, чтобы обеспечить требуемое качество поверхности (отсутствие сколов, расщеплений, заусенцев).

Примеры обрабатываемых изделий

Ниже показан далеко не полный состав продукции, изготавливаемой с помощью КФС:

• детали мебели — фасады, изголовья кроватей, спинки, ножки кресел и стульев;
• предметы интерьера — обрамление камина, деревянные панно, рамки, подставки;
• сувенирная продукция — статуэтки, шкатулки, медальоны;
• строительные конструкции — обрамление арочных окон, заполнение филенчатых дверей;
• архитектурные элементы — барельефы, декоративные фризы и бордюры, оконные наличники (прорезные или рельефные), карнизная резьба;
• декоративные ограждения — элементы перил, балясины, экраны с орнаментом, детали забора;
• деревянные элементы оружия — приклад, цевье;
• рукоятки садово-хозяйственного инструмента, например, топорища.

Как можно заметить, перечисленные детали имеют значительные отличия между собой, как по размеру, так и по форме. Если сгруппировать их по наиболее общим признакам, то становится очевидно, что для обработки деталей, относящихся к одной группе, требуется своя конструкция (компоновка) станка.

Принцип работы копировального устройства

Для тиражирования изделия используется один из экземпляров, служащий шаблоном. Головка с режущим инструментом (фреза) соединена в одно целое с копировальным щупом.

При 2-х мерном фрезеровании щуп движется по образующей копируемого контура, а вращающийся инструмент повторяет это движение, в результате чего получается копия шаблона.

Когда фрезеруют объемную деталь, копирующий наконечник сканирует 3-х мерную модель и заставляет фрезу двигаться по эквидистантной (подобной) траектории. Характер движений копировальных станков бывает 2-х видов:

• Шаблон и обрабатываемая заготовка неподвижны, режущая головка перемещается в продольном направлении, снимая за один двойной ход некоторый объем материала.
• Шаблон и заготовка (одна или несколько) вращаются, а фреза перемещается в радиальном направлении по копиру. В результате чего повторяет профиль копируемого сечения. При этом режущий узел или деталь равномерно передвигают вдоль продольной оси изделия.

Частным видом копировально-гравировальных работ является фрезерование рисунков или орнаментов по шаблону, представляющему собой наклеенную бумажную копию, распечатанную на принтере.

В качестве программы для создания рисунка можно использовать AVTOCAD, Компас, Word, Paint и другие. Чтобы не прорвать бумагу, в копирующий наконечник вставляют мягкую вставку (дерево или пластик).

Выбор компоновки самодельного станка

Что нужно знать, приступая к разработке своего оригинального устройства.

В первую очередь следует определить, для каких деталей оно предназначается. Далее следует выбрать формообразующие движения, количество осей станка. Для обработки плоских деталей методом контурного копирования достаточно 2-х осей: продольное и поперечное перемещение. Детали с невысоким рельефом требуют еще одного движения (перпендикулярного).

Однако, если рельеф крутопадающий, то ось инструмента необходимо дополнительно поворачивать, чтобы обеспечить лучшие условия для обработки. То есть, уже получается 4 оси. В некоторых случаях потребуется 5 и более осей. Представляя в голове технологию обработки, следует предусматривать все возможные ситуации. После изготовления станка внести дополнительные движения может оказаться проблематичным.

Наконец, станок необходимо скомпоновать таким образом, чтобы управляющие усилия были минимальными. Это означает, что подвижные узлы должны быть как можно легче. Подумайте — какую компоновку лучше выбрать: горизонтальную или вертикальную. Во-первых, от этого зависит удобство работы, а также загрузки и выгрузки обрабатываемых деталей. Во-вторых, при вертикальной компоновке стружка падает сразу на пол или в корыто, а не скапливается на основании или в механизмах станка.

Фрезерную головку следует выбирать максимально высокооборотную. Это является важным фактором, влияющим на качество обработки (уменьшается высота гребешков от фрезы).

Несколько примеров

Пантограф

Фото 1 : станок для вырезания букв.

Применяется для плоской резьбы. В основе его конструкции лежит геометрическая фигура — параллелограмм. Одно из свойств этого механизма заключается в том, что узловые точки во время движения описывают эквидистантные кривые. Причем, если звено удлинять, то его конечная точка будет проходить большее расстояние. Это свойство позволяет использовать механизм для масштабирования.

На фото видно, что общая длина с копирующим наконечником на конце примерно в 2 раза длиннее стороны параллелограмма. Это означает, что механизм увеличивающий. Если наконечником копировать какую-либо фигуру, фреза в 2 раза ее уменьшит. Это позволит снизить погрешности копира. Не стоит забывать, что рисунок или шаблон при этом выполняется увеличенным.

Для изготовления пантографа потребуется покупной фрезер и несколько сухих досок. По-видимому, дешевле не бывает.

Станок с плоскопараллельным механизмом

Фото 2: контурное фрезерование

Область применения — также контурное фрезерование.

В отличие от пантографа, криволинейная траектория получается путем сложения 2-х взаинмо-перпендикулярных движений. 3-я ось служит для внедрения фрезы в толщу детали. Груз на противоположном конце поворотной рамы предназначен для уравновешивания системы.

Обратите внимание на небольшой изъян конструкции: груз лучше устанавливать на резьбовую шпильку, чтобы предусмотреть возможность регулировки.

Станок для объемного фрезерования

Фото 3: объемное фрезерование

В нижней части станины расположены 2 поворотных узла крепления копира и заготовки.

Фрезерная головка установлена на уравновешенной качающейся раме, которая при работе передвигается по взаимно перпендикулярным направляющим.

Вместо подшипников линейного перемещения или втулок скольжения, как в предыдущем устройстве, здесь используются роликовые каретки. Достоинством конструкции является открытое основание, благодаря чему облегчается удаление стружки.

Дупликарвер-2

Фото 4: станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы

Серийный станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы. Образец простоты: про такие конструкции говорят — две палки, две скалки. Имеет 5 управляемых осей:

• 4 поворота (боковые рычаги, поворотная рама, головка, рабочие столики);
• поперечное перемещение головки.

Продольное движение получается сложением 2-х поворотов: рычагов и рамы. В качестве силовой головки используется немецкий фрезер мощностью 500 Вт и с частотой вращения шпинделя 10 — 30 тысяч оборотов в минуту. Легко переносится одним человеком (вес — 28 кг).

Дупликарвер-3

Фот 5: обработка длиномерной объемной резьбы

К предыдущему станку добавлены еще 2 направляющих скалки (дополнительная линейная ось), а поворотные рабочие столики располагаются вертикально. В результате стало возможным обрабатывать длинномерную объемную резьбу.

Ниже показаны некоторые чертежи, которые могут быть полезными при изготовлении самодельного устройства.

Чертеж 1 — устройство пантографа

Чертеж 2 — схема фрезера, установленного на пантографе

Чертеж 3 — каретка для установки фрезера на плоско-копировальном устройстве

Видео: презентация самодельного копировального станка

Копировальный станок с ЧПУ своими силами — возможно ли это

Все рассмотренные выше устройства имеют ручное управление, то есть, несмотря на повышение производительности, человек остается прикован к механизму. Подобная работа довольно однообразна и утомительна. В массовом и крупносерийном производстве используют копировально-фрезерные станки, оснащенные числовым программным управлением (ЧПУ). Вся работа на таком оборудовании сводится к загрузке заготовок и снятию готовых изделий. В качестве примера на фото показан подобный станок.

От обычного фрезерного станка с ЧПУ копировальный отличается наличием программирующей системы. Традиционный станок с ЧПУ работает от управляющей программы, составленной оператором в системе, например, ARTCAM, по 3-D модели, которую разрабатывает на стадии проектирования инженер-конструктор. Если же изделие создано скульптором или дизайнером, его необходимо предварительно оцифровать, то есть создать 3-D модель. Эту работу выполняет инженер-программист.

На копировальном станке с ЧПУ управляющая программа составляется самой системой. При установке копируемого изделия дополнительная приставка ЧПУ ощупывает деталь и создает ее 3-х мерную модель, по которой автоматически формируется управляющая программа. Учитывая высокую стоимость комплектующих, проблемы с приобретением системы ЧПУ, изготовить самостоятельно копировальный станок с ЧПУ — что-то из области фантастики. Проще сделать фрезерный станок с ЧПУ (не копировальный), хотя с этим тоже не каждый справится.

Для тех, кто собирается заняться своим бизнесом, изготавливая поделки из дерева, а также для профессиональных столяров-краснодеревщиков изготовленный своими руками копировальный станок явится большим подспорьем. Его можно с успехом применять с целью художественного оформления загородной усадьбы, хозяйственных построек, детских площадок и других сооружений. Ювелирная, казалось бы, работа будет выполняться играючи и с высоким качеством.