Что такое пантограф? Типы и функциональные особенности копировального станка. Копировально-фрезерный станок своими руками – создаем надежное оборудование! Копировальный станок для фрезера своими руками

Очень часто возникает потребность сделать точную копию определенной детали из различных материалов. В производственных условиях для этого применяется особый копировальный станок по дереву и металлу. Устройство данного типа очень легко изготовить самостоятельно, используя простые материалы. Преимуществом такого копировально-фрезерного станка считается высокая производительность. Если сделать все правильно за короткий промежуток времени можно получить много качественных деталей, которые ничем не будут отличаться от исходного образца.

Общее описание оборудования

Предназначение копировально-фрезерных станков по дереву – обработка различных деталей как по объему, так и в плоскости. Их принцип работы в чем-то схож с агрегатами с . Если обработке подвергаются образцы из дерева, тогда при помощи фрезерования станками данного типа можно достигнуть следующего:

воспроизвести любые орнаменты;
нанести на поверхность заготовки нужную надпись;
произвести гравировку фасонных профилей;
получить сложные объемные заготовки с множественными мелкими деталями, которые размещены в разных плоскостях.

Фрезерно-копировальный агрегат, которые работает с деревянными деталями, чаще всего применяется для производства мебели. Он помогает создать все необходимые декоративные элементы, чего сложно добиться другим способом.

Особенности работы агрегата

Фрезерный станок по металлу или по дереву работает с применением следующих правил:

в качестве режущего элемента в оборудовании данного типа выступает фреза. Она создает нужный контур или объемные элементы в соответствии с установленным программным заданием;
между режущим элементом и устройством слежения находится еще один связующий элемент. Это система подачи и управления, которая может быть механической (применяется в самых простых агрегатах, которые обрабатывают дерево), гидравлической или пневматической;
в качестве копира в основном используется специально созданный шаблон, контурный чертеж или уже готовая деталь. Копировально-фрезерные станки с ЧПУ не нуждаются в таких образцах, поэтому они считаются универсальными. Данные агрегаты работают благодаря числовым командам, которые задаются пользователем через специальный интерфейс.
в качестве шаблона могут выступать заготовки, которые изготовлены из любых материалов – дерева, металла, пластика и т. д.

Разновидности фрезерных установок с функцией копирования

Копировальные установки могут иметь различные приводы. На этом основании данное оборудование разделают:

агрегаты, где присутствует пантограф. Позволяет осуществить копирование в нужном масштабе. Оборудование, где установлен пантограф, может обеспечить обработку деталей в нескольких направлениях. В состав конструкции данного агрегата входит и ось вращения. Пантограф обеспечивает нужным масштабом обработки благодаря определенному соотношению расстояний между данными элементами;
копиры, которые оснащены рабочим механизмом, закрепляемым на поворотной рейке;
устройства с одним или множественными шпинделями, которые имеют поворотные столы различного размера и формы;
агрегаты с разной схемой подачи – механической, гидравлической, электрической;
установки фотокопировального типа.

В зависимости от степени автоматизации всех операций и способу фиксации данное оборудование может быть:

настольными, где закрепление заготовки происходит механически;
стационарными, где фиксация деталей осуществляется при помощи пневматических прижимов;
стационарными с и трехшпиндельной головкой.

Копировальный станок для фрезера своими руками

Конструкция самодельного станка

Фрезерный станок по дереву своими руками будет состоять из следующих конструкционных элементов:

рабочая поверхность, которая подойдет по размерам;
несущая рама, которая обеспечит стойкость агрегата во время работы;
узел, необходимый для установки фрез.

При изготовлении данной самоделки нужно учитывать, что используемую фрезерную головку необходимо оснастить передаточным механизмом, который должен иметь электродвигатель. Это обеспечит агрегат несколькими режимами работы на разных скоростях.

Самодельный копировальный станок не отличается точным управлением, что приводит к снижению качества изготовленных с его помощью деталей. Особенно ярко проявляются все недочеты при смене направления фрезы или во время активной работы агрегата, что сопровождается вибрацией во всей плоскости конструкции. Устранить данные дефекты практически нереально. Поэтому рекомендуется создавать узкопрофильные агрегаты, которые направлены на обработку только каких-то одних деталей.

Также во время изготовления самодельного копировального станка следует обращать внимание на вес и габариты обрабатываемых деталей. Чем они больше, тем массивнее должна быть несущая рама оборудования. Это позволит поглотить все образовавшиеся вибрации и обеспечит достаточный запас прочности, что сделает созданный станок своими руками долговечным и надежным.

Чтобы обработка деталей из дерева происходила качественно, следует позаботиться о достаточной мощности двигателя. Если она будет составлять 150-220 Вт, тогда обеспечить нужную скорость вращения фрезы не составит труда.

Также необходимо не забывать, что узел, который соединяет фрезу с копирующим щупом, должен быть прочным и надежным. Очень важно, чтобы их плоскость и поверхность рабочего стола полностью совпадали. В результате созданная конструкция жестко устанавливается на несущей раме. Также она должна свободно перемещаться по рабочей поверхности во всех нужных направлениях.

Используя такие советы очень легко собственноручно создать копировальный станок. Но следует не забывать, что его область применения ограничена. Если требуется обработка деталей разного типа и размера, лучше приобрести универсальное оборудование, которое изготовлено в заводских условиях.

Видео: Копировальный cтанок cвоими руками

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

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

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

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

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

Фрезерно-копировальное оборудование: принцип работы

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

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

Фрезерно-копировальное оборудование: сферы применения

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

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

Фрезерно-копировальное оборудование: конструкция

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

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

Изготовление копировально-фрезерного станка: материалы

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

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

Изготовление копировально-фрезерного станка: инструмент

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

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

Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция

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

Шаг №1

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

Шаг №2

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

Шаг №3

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

Шаг №4

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

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

Шаг №5

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

Шаг №6

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

Шаг №7

Стойки приварить к основанию.

Шаг №8

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

Шаг №9

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

Шаг №10

Произвести монтаж оснований с рельсовыми направляющими и затянуть болтами.

Шаг №11

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

Шаг №12

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

Шаг №13

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

Шаг №14

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

Шаг №15

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

Шаг №16

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

Шаг №17

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

Шаг №18

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

Шаг №19

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

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

Копировально-фрезерные станки по металлу в массовом и серийном производстве

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

Пантограф для фрезера: конструктивные особенности

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

Пантограф для фрезера: принцип работы

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

Пантограф для фрезера: материалы

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

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

Пантограф для фрезера: инструмент

Кроме перечисленных материалов, необходим инструмент:

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

Пантограф для фрезера: поэтапная инструкция изготовления своими руками

Приступаем к непосредственному изготовлению пантографа.

Этап №1. Резка заготовок

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

Этап №2. Сверление технологических отверстий

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

Этап №3. Сварка площадки под фрезер

После этого нужно сварить площадку под фрезер.

Этап №4. Изготовление шатунов

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

Этап №5. Изготовление узла для крепления копира

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

Этап №6. Изготовление механизма подъема подшипника

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

Этап №7. Сборка пантографа

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

Режущий инструмент для фрезерных работ: копировальные фрезы

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

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

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

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

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

На сайте Станкофф.RU вы можете купить копировально-фрезерные станки по дереву ведущих производителей. В наличии и под заказ более 25 моделей копировально-фрезерных станков по лучшим ценам. Только выгодные предложения с подробными описаниями и фото. Уточняйте цены у менеджеров.

Применение и характеристики

Механизация трудоемких задач по обработке кантов, прямых и закругленных поверхностей, намного повышает точность и скорость изготовления изделий в деревообрабатывающих мастерских. Шлифовальные установки для профессионального применения позволяют выпускать продукцию в соответствии со стандартами качества и служат надежным средством повышения рентабельности предприятия. Кромкошлифовальные станки используется при работе с изделиями из массива древесины или плитных материалов, и отличается широкими возможностями в переналадке, обеспечивающими функциональность и универсальность оборудования. Агрегат предназначен для обработки деревянных деталей методом шлифовки и производит операции:

по торцовой поверхности;
прямым, профильным и угловым кромкам;
закруглениям различной формы.

В зависимости от заданной для детали степени шероховатости при настройке выставляется необходимое количество шлифовальных циклов и регулируется скорость подачи материала. Конструкция включает защитные кожухи, которые одновременно обеспечивают безопасность персонала и сдерживают распространение мелкой древесной пыли по рабочему помещению.

Виды оборудования

Кромкошлифовальные станки по дереву, представленные в нашем каталоге, классифицируют в зависимости от технологических особенностей обработки, которая определяет вид рабочего инструмента:

Дисковые. Оснащаются абразивными кругами с разной зернистостью.
Ленточные. Отличаются способностью к внутренней обработке округлых отверстий.
Комбинированные. Совмещают функции ленточных и дисковых станков.
Осцилляционные. Шлифование производится с колебанием абразивной ленты, повышающим скорость и эффективность обработки.

Регулировка рабочего стола по высоте дает возможность полноценно использовать ресурс шлифовального инструмента и получать качественный результат за счет точного выравнивания рабочего органа по отношению к заготовке. Высокая производительность оборудования приводит к образованию большого количества пылевых отходов, поэтому подключение станка к мощной аспирационной системе является необходимостью.

Копировально-фрезерный станок по дереву предназначен для создания изделий по заданному образцу. С помощью таких устройств осуществляется плоскорельефная, объемная или скульптурная резьба. Если нет возможности приобрести фабричную модель, то всегда можно изготовить станок своими руками.

Классификация копировально-фрезерных станков

По степени автоматизации различают три группы копировально-фрезерных станков по дереву:

ручные (настольные):
стационарные;
автоматические.

На устройствах первой группы обрабатываемая деталь фиксируется механически. Конструкция фрезерных станков второй и третьей категории предусматривает наличие пневматических прижимов, удерживающих изделие. Это позволяет работать с алюминием.

Принцип работы устройства

Копировально-фрезерные станки по дереву предназначены для обработки плоских и объемных деталей. С помощью таких устройств создаются орнаменты и надписи, фасонные профили, сложные узоры на заготовках с гранями в разных плоскостях.

Существуют модели фрезерных станков с ЧПУ, которые обрабатывают криволинейные детали методом копирования по шаблону. Благодаря использованию этих устройств стало возможным создание большого количества деталей сложной формы и одинакового размера.

Подобные станки используются преимущественно в мебельном производстве для создания декоративных элементов сложной формы.

Кроме мебели, на фрезерных станках создаются предметы декора, архитектурные элементы (барельефы, фризы), сувениры, деревянные детали оружия, рукоятки садовых инструментов. Так как все эти изделия отличаются по форме и по размеру, то для создания каждого из них требуются фрезерные станки определенной конструкции. Но независимо от компоновки, все устройства работают по одинаковому принципу.

Для работы с деревом на станке устанавливается фреза – режущий инструмент. Обработка изделий осуществляется по следующей схеме:

С помощью копира задается контур или поверхность. В качестве копира могут выступать плоский шаблон, эталонный образец, пространственная модель, чертеж, фотоэлемент.
Устройство слежения связано с режущей головкой через механическую (реже гидравлическую или пневматическую) систему подачи.
По заданному шаблону фреза создает контур или поверхность.

Варианты фрезеровки

Фрезеровка на копировальном станке может осуществляться одним из двух методов:

Встречная фрезеровка , при которой деталь подается в противоположном от фрезы направлении.
Попутная фрезеровка , при которой и заготовка, и фреза перемещаются в одном направлении.

Фреза на таких устройствах может быть сделана из минералокерамики, синтетического или сверхтвердого материала и способна заменить процедуру шлифовки. Но для станков, работающих с изделиями из дерева, это не слишком актуально, так как этот материал не отличается особой твердостью.

Процесс создание станка своими руками

Покупка копировально-фрезерного станка по дереву, особенно оснащенного ЧПУ, выгодна для крупных производителей, в остальных случаях проще создать его самостоятельно.

Перед изготовлением станка необходимо создать чертеж и определиться с тем, как будет использоваться устройство. Если планируется работать с большими изделиями, то размер станка тоже должен быть большим, чтобы фреза производила меньше вибраций. Кроме этого, нужно подобрать электрический двигатель достаточной мощности. Выбор зависит от плотности материала, с которым планируется работать.

Количество осей тоже определяется на стадии макета, так как изменение конструкции готового станка может оказаться проблематичным. Для работы с плоскими деталями достаточно двух осей: с продольным и поперечным движением. Заготовки с небольшим рельефом требуют еще и перпендикулярно перемещающуюся ось. Для обработки более сложных изделий могут понадобиться и четыре, и пять осей.

Существует множество конструкций фрезерного станка, но все они состоят из трех элементов:

рабочая поверхность;
станина;
фрезерная головка.

Конструкция рабочей поверхности копировального станка должна предусматривать регулировку по высоте, а фрезерная головка должна быть высокооборотной и оснащаться электрическим приводом.

Компоновка копировально-фрезерного станка по дереву может быть вертикальной или горизонтальной. От этого зависит комфортность работы с инструментом и выгрузка готовых деталей.

Пантограф

Самый дешевый вариант, для изготовления которого нужны несколько досок и фрезер. Предназначен для плоской резьбы.

По форме напоминает параллелограмм. Благодаря такой конструкции при перемещении узловые точки описывают эквидистантные кривые. Чтобы масштабировать устройство, удлиняется звено.

Сторона параллелограмма в два раза короче общей длины с копирующим наконечником. Из-за этой особенности при копировании наконечником какой-либо детали фреза вдвое ее уменьшит, что сокращает погрешность копира.

Модель с плоскопараллельным механизмом

Используется для контурного фрезерования. В отличие от предыдущей модели, криволинейной траектории добиваются, складывая две перпендикулярные друг другу оси. Третья ось внедряет фрезу в заготовку.

Чтобы уравновесить систему, в конструкции предусмотрен противовес на другой стороне поворотной рамы. Чтобы иметь возможность регулировки, его лучше размещать на резьбовой шпильке.

Модель для объемной фрезеровки

На таком устройстве фрезерная головка размещается на качающейся раме, которая во время обработки перемещается на роликовых каретках по перпендикулярным направляющим. Модель и деталь крепятся на двух поворотных узлах внизу основания. Открытая станина позволяет легко вычищать опилки.

Серийный копировально-фрезерный станок по дереву, предназначенный как для плоскорельефной, так и для скульптурной резьбы. Конструкцией предусмотрено пять управляемых осей:

боковые рычаги;
поворотная рама;
фрезерная головка;
рабочие столики;
поперечное перемещение головки.

Довольно легкий (масса около 28 кг) для одного человека.

Конструкция этой модели похожа на Дупликарвер-2, но имеет две добавочные направляющие скалки (еще одна линейная ось), а поворотные столики установлены вертикально. Благодаря таким изменениям стало возможно работать с длинномерной объемной резьбой.

Несмотря на то, что копировально-фрезерный станок по дереву с ручным управлением существенно облегчает работу и повышает производительность труда, его все равно нужно контролировать. Но модели, используемые в массовом производстве, оснащены числовым программным управлением (ЧПУ). При работе с таким аппаратом от человека требуется только загрузить заготовку и забрать готовую деталь.

Простой фрезерный станок, оснащенный ЧПУ, работает от управляющей программы, которую создает оператор в специальной системе, по трехмерной модели, разработанной заранее инженером-конструктором.

В отличие от простого фрезерного устройства с ЧПУ, в копировальных моделях установлена программирующая система, которая сама составляет управляющую программу. У таких устройств есть дополнительная приставка ЧПУ, которая ощупывает эталонную заготовку, разрабатывает ее трехмерную модель, на основе которой делается управляющая программа.

Главная проблема в станках с числовым программным управлением – дороговизна. Для небольшого производства смысла в таком аппарате нет, так как срок окупаемости должен быть не более пяти лет. В домашних условиях с ЧПУ легче сделать не копировальный станок, а обычный фрезерный, что, впрочем, тоже не самая простая задача.

Перед мастерами по дереву иногда встает необходимость создания максимально точной копии какого-либо изделия. Для этого на многих предприятиях сегодня используют копировально-фрезерное оборудование. С его помощью можно изготавливать детали внушительными тиражами, при этом удается добиться внушительной скорости обработки и отличного качества.

Назначение станка

Фрезерование является одним из традиционных способов обработки. С помощью такого подхода можно осуществить обработку разной чистоты простой и фасонной поверхностей. Фрезерные станки подходят для соответствующей обработки планок или, например, рычагов, которые могут иметь простую и сложную конфигурацию контуров.

Принцип работы

Обработка изделий осуществляется по копиру, действия которого задаются копировальным устройством. Через копир последнее воздействует на исполнительные органы, фреза из заготовки воссоздает поверхность, которая задается на копире. В основе принципа работы копировально-фрезерного станка по дереву лежит вращение шпинделя, которое является главным движением. По контуру перемещаются салазки и стол. При фрезеровании двигается шпиндельная головка.

Основа работы - движение салазок

Вспомогательными движениями являются перемещение салазок и их ускорение, стола, шпиндельной головки и установочное перемещение трейсерного столика. Фреза и копировальный щуп соединяются между собой очень жестко. При этом первая передает перемещение щупа. Если происходит отклонение его движения, то это вызывает рассогласование относительно фрезы.

Объемная обработка

Программные фрезерно-копировальные станки по дереву могут работать по принципу объемного и контурного движения. Кривая копира располагается в параллельной плоскости и перпендикулярно оси фрезы, когда установка использует контурное копирование.

Конструктивные особенности станка

Для того чтобы понять, как сделать копировально-фрезерный станок по дереву, следует ближе ознакомиться с его конструктивными особенностями. Такие установки предназначены для обработки профилей или рельефов изделий с помощью твердосплавного режущего инструмента, который называется фрезой. Она осуществляет формирование контура или повторяет поверхность задающего узла - копира. Он обладает механической, пневматической или гидравлической связью с системой отслеживания, отвечающей за направление режущей части.

С одной стороны воздействие производится на усилительное устройство, тогда как с другой - на исполнительный орган. Изготавливая копировально-фрезерный станок по дереву, в качестве копира вы можете использовать плоский шаблон, эталонную деталь, пространственную модель.

Копировальным устройством выступит щуп, палец, копировальный ролик или фотоэлемент. Образцы для копирования вы можете изготовить из разных материалов, а именно:

древесины;
пластмассы;
металла.

Копир и обрабатываемая деталь при изготовлении копировально-фрезерного станка по дереву фиксируются на вращающемся столе. Что касается исполнительного органа, то им выступает дифференциал, электромагнитная муфта, соленоид, винт или золотник. Если речь идет о станке с усилительным устройством, то конструкция предусматривает использование гидравлических, электромагнитных или электрооптических реле.

Точность профиля и шероховатость поверхности изделия будут зависеть от скорости передвижения следящего узла. От электродвигателя и силового гидроцилиндра совершается привод исполнительной цепи. Копировально-фрезерный станок по дереву будет иметь пантограф, который представляет собой специальное устройство, обеспечивающее копирование в установленном масштабе.

Если изготовлением станка вы планируете заниматься самостоятельно, то данный узел можно включить в конструкцию. Он обладает направляющим пальцем, располагающимся на оси. Его перемещение направлено к копиру. В процессе движения пальца шпиндель описывает на заготовке подобную геометрическую фигуру. Масштаб копирования будет определяться пропорциями плеч пантографа.

Особенности изготовления

Чем приобретать готовое оборудование, лучше сделать копировально-фрезерный станок по дереву, самодельная установка обойдется дешевле. Однако она не сможет конкурировать с заводской моделью в вопросах работоспособности и качества копий. Приспособить копирующее устройство к промышленной модели очень сложно. Это касается переделки всего аппарата. Поэтому собрать самодельный станок проще с нуля при использовании электрического двигателя и системы тяг.

Что касается мотора, то он должен обладать зажимным патроном для фрезы. Ручной копировально-фрезерный станок по дереву будет предусматривать наличие следующих узлов:

фрезерной головки;
несущей рамы;
рабочего стола.

Последний может регулироваться по высоте, а фрезерная головка будет работать в тандеме с электрическим двигателем привода и двухступенчатым придаточным механизмом. С помощью него удастся обеспечить две скорости фрезерного вала.

Изготовление узкопрофильного оборудования

Вы должны быть готовы к тому, что при копировании конечное изделия может иметь некоторые изъяны и несоответствия. Они появляются при смене направления фрезы, дрожании опорной конструкции и вибрациях.

Искривления и прогибания заготовки лишь добавляют неприятностей. Это вызвано увеличением внутреннего напряжения из-за выборки материала. Избежать недочетов вы сможете, изготовив станок узкопрофильного типа. Не следует делать его универсальным.

Немаловажным фактором является еще и размер агрегата. Чем более массивные изделия вы планируете обрабатывать, тем конструкция должна получиться больше. Вибрации, передающиеся от привода фрезы, должны поглощаться массой опорной конструкции. Направляющие оси будут претерпевать нагрузки. Они должны иметь запас прочности. Важно выбрать узел, который не будет прогибаться.

Перед тем как сделать копировально-фрезерный станок по дереву своими руками, вы должны сконструировать оборудование и определить вид деталей, которые планируется формировать. Для граверной работы и фрезерования длинных изделий потребуются разные рабочие столы, а метод закрепления заготовок должен быть индивидуальным. От материала изготавливаемых деталей будет зависеть мощность электрического двигателя, который отвечает за вращение фрезы и устанавливается на станке.

Для фрезерования и гравировки деревянных изделий будет достаточно мотора постоянного тока на 200 Вт. А вот для реализации процедуры копирования между собой соединяются устройство и копирующий щуп. Высота и плоскости над рабочей поверхностью должны совпадать.

В заключение

В роли копира для станка можно использовать контурные чертежи, плоский шаблон, пространственную или эталонную модель. Наиболее простая конструкция копира предусматривает наличие несущей рамы, которая выступает в качестве основания. При сборке следует подготовить фрезерную головку, рабочий стол и электропривод.

Размеры стола могут быть подобраны индивидуально и зависят от поставленных задач. Важно учитывать при этом еще и размеры рабочего помещения. Мощность электродвигателя вы должны определить с учетом планируемых нагрузок. Эта часть конструкции будет вращать фрезу.