Самодельный токарный станок по дереву с копиром чертежи. Копировальный станок по дереву своими руками. Что собой представляет процесс фрезерования

Токарные станки - это специализированное оборудование, применяемое для изготовления изделий из дерева. Именно на таком станке делают ножки для мебели, дверные ручки, балясины и другие изделия из дерева. Существует множество моделей современных токарных станков, имеющих разную стоимость.

Модели токарных станков по дереву

Существует большое количество разных моделей токарных станков, их можно разделить на такие виды:

Стандартные станки, в зависимости от изделия, обработка на таком устройстве производится в центре, в специальном патроне или планшайбе. В конструкцию оборудования входит электродвигатель, стальной каркас, резцы, патроны и система управления.
Копировальные инструменты, с их помощью производят однотипные изделия из дерева, в больших количествах. Аппараты с ручным управлением стоят дешевле и будут выгодным вариантом для небольших производств.
Фрезеровальные станки, на них обработка дерева делается вдоль оси изделия. Работа делается с помощью фрезы и циркулярной пилы.
Станки для витых каннелюр, на оборудовании можно осуществлять стандартные операции, а также фигурную нарезку на боках изделий. Электронное управление значительно облегчает работу, а возможность одновременной обработки двух изделий, повышают производительность и экономит время.

Копировальный токарный станок по дереву Proma DSL-1200

Токарный станок предназначен для обработки деревянных изделий, вытачивания профилей и декоративных деталей. Характерная особенность аппарата - наличие двух резцов . Один устанавливается на люнете и служит для обработки круглых заготовок, снимает до 10 мм материала за один проход. При помощи этого резца можно делать круглые заготовки разных диаметров. Настройки выставляются на специальном приспособлении.

Второй резец установлен в копировальной каретке и вытачивает детали по копиру. Оригинальное крепление, позволяет быстро подготовить станок к работе.

Для изготовления длинных изделий в комплект поставки входит люнет, который крепится на направляющие штанги, как опора и исключает прогиб длинной заготовки. Установив планшайбу, станок позволит обрабатывать многогранные изделия.

Характеристики:

Напряжение - 380В.
Высота центра - 215 мм.
Масса - 395 кг.
Размеры - 2105х1000х1225 мм.

Цена - 255803р .

4-х шпиндельный копировальный токарный станок Т4М-0

Модель Т4М-0, оснащается горизонтальным шлифовальным блоком, который способен обрабатывать 4 заготовки одновременно по копиру (кружевные ножки столов и стульев, музыкальных инструментов).

Литая станина и сбалансированные части, позволили избежать вибрации, повысив скорость обработки больших заготовок.
Вал устанавливается автоматически в начале цикла и возвращаться в исходную позицию, после завершения обработки.
Пневматический зажим на шпинделях.
Регулируемая скорость подачи валов.
Плавная регулировка скорости вращения шпинделя с помощью блока.

Характеристики:

Дополнительная комплектация:

Двигатель на 7,3 кВт.
Инвентарное управление скоростью вращения.
Расширение рабочего пространства до 1500 мм.

Цена - 49700р .

Копировальный токарный станок по дереву CL-1201

Станок CL-1201 применяется на обрабатывающих производствах, для вытачивания округлённых изделия с диаметром до 1200 мм и обработки деталей цилиндрической формы. Широкие возможности по обработке обеспечивают фиксаторы: планшайба, патрон, центры.

Особенности токарного аппарата:

Тяжёлый шпиндель, оснащается устройством управляющим скоростью вращения, что позволяет качественно обрабатывать заготовки исходя из массы, габаритов, вида древесины.
Шпиндель может менять направление вращения, обеспечивая хорошую обработку древесины любой плотности.
Управление и настройка токарного станка осуществляется с переносного пульта, который по желанию пользователя может размещаться на передний или задней колонне.
Устойчивость станка обеспечивается станиной, изготовленной из стали, а задние колонны из чугуна. Чем достигается минимальная вибрация во время работы и повышается качество обработки.
Основание позволяет обрабатывать заготовки длинной до 1270 мм, а для увеличения можно использовать дополнительные секции до 1270 мм.
Механизм для копирования входит в базовую поставку, что значительно расширяет возможности.
Фрезерная приставка позволяет производить продольные пазы по всей длине заготовки.
Мобильный суппорт перемещается по всей поверхности детали. Управление осуществляется маховиком. Глубина обработки регулируется рычагом
С помощью задней бабки, увеличивается точность обработки деталей большой длинны.
Степень защиты станка IP54, двигатель надёжно защищён от перегревов и перегрузок, а электронные детали от воздействия влаги и пыли.

В стандартную комплектацию входят:

Копир и держатель для шаблонов.
Опора для ножа 254 мм.
Крепёжная шайба 254 мм.
Вращающийся центр.
2 прямых резца
Подставка для долот.
Мобильный люнет.
Устройства для регулирования скорости шпинделя.

Цена - 153588р .

Копировальный токарный станок по дереву CL-1201A

Аппарат производится австрийской компанией Stomana, которая занимается поставкой оборудования уже более 20 лет. Устройство предназначено для обработки древесины и округления изделий длинной до 1270 мм, из материала разной плотности. Копировальное устройство поставляется в базовой конфигурации, с его помощью выпускаются изделий по образцу.

В комплект поставки токарного станка входит:

Копир и подставка для шаблонов.
Опора для ножа.
Механизм для нанесения спиральных каналов.
Вращающейся центр.
Ведущий центра диаметром 20 мм.
Крепёжная шайба.
2 резца.
Подставка для люнета.

Копировальный токарный станок по дереву КТФ-7

Токарное устройство КТФ-7 используется для обработки дерева на неподвижных и вращающихся заготовках. Оборудование использует дисковый инструмент для фрезерования , что увеличивает производительность и срок службы. Эта схема позволяет получить детали, которые нельзя изготовить на обычном токарном станке:

Профильные многогранники.
Поверхности с винтовым профилем.
Профильные канавки на изделии.

Работа на токарном устройстве производится по шаблону с автоматической подачей заготовки, в два захода. При прямом движении происходит черновая обработка, при обратном - чистовая. Полуавтоматическая работа повышает производительность и количество неровностей на поверхности дерева при обработке. Устройство оборудовано креплением под ручную фрезу.

Характеристики:

Напряжение - 380В.
Максимальная длинна детали - 1200 мм.
Высота центра - 215 мм.
Масса - 740 кг.
Размеры - 2100х900х1049 мм.

Ручки у напильников часто ломаются. Небольшое приспособление к токарному станку по дереву выручило юных мастеров школы № 1139 Бабушкинского района Москвы. Это копир для токарного станка. Изготовленные на нем ручки для напильников не уступают готовым.

Основные узлы копира для токарного станка - нижняя и верхняя каретки. Обе перемещаются по направляющим. Нижняя в продольном, а верхняя в поперечном направлениях. Между собой каретки прочно соединены. На верхней каретке, которая несет на себе главный рабочий орган копира - резец, установлен небольшой ролик.

1 - основание приспособления, 2 - подушка, 3 - направляющие нижней каретки, 4 - угольники, 5 - втулки, 6 - нижняя каретка, 7 - направляющие верхней каретки, 8 - угольник, 9 - гайка, 10 - угольник нижней стойки, 11 - стойка, 12 - угольник верхней стойки, 13 - копир (из двух пластин с фигурным вырезом), 14 - вал, 15 - верхняя каретка, 16 - стойка копира, 17 - гайка, 18 - ролик, 19 - гайка для винта 14, 20 - маховик, 21 - гайка резца, 22 - резец, 23 - угольник, 24 - шайба 60x40x5, 25 - винт М10X165x10, 26 - барашковая гайка М10, 27 - уголок нижней каретки, 28 - замок для гайки. 29 - винт М6 (4 шт.), 30 - гайки М6 (8 шт.), 31 - гайки М5 (4 шт.), 32 - винты М6х12 (4 шт.), 33 - винты М5Х10 (4 шт.).

При работе приспособления ролик движется по прорези копира как по направляющей и ведет за собой верхнюю каретку с резцом. Резец, повторяя линию движения ролика, а следовательно и линию копира, обрабатывает заготовку, установленную на токарном станке. Оригинально и просто.
Прежде чем вы приступите к изготовлению копира, мы хотим
предупредить вас о точности изготовления и сборки обеих кареток. Они должны легко и в то же время без люфта перемещаться по своим направляющим. Для этого вы должны выдержать указанные на чертежах допуски.
От правильного изготовления и правильной сборки зависит успех работы всего приспособления и качество готовых изделий.
Приспособление устанавливается на токарный станок по дереву между передней и задней бабками. Само оно крепится к подушке 2, а подушка - к станине станка винтом с барашком (детали 25 и 26).
Имея заготовки квадратного или круглого сечения необходимой длины, предварительно нарезанные на циркульной пиле, вы должны найти сначала центры на их торцах. Центр с одного торца надо накернить, то есть сделать в нем углубление. Оно нужно для установки заголовки в центр задней бабки. С другого торца заготовки сделайте ножовкой по центру прорезь на глубину 5- 6 мм. Этой прорезью вы насадите заготовку на гребенку передней бабки. В результате у вас получится неподвижное соединение между передней бабкой и заготовкой.
Когда заготовка будет установлена в токарный станок, подведите резец копира, вращая ручку маховика, в правую сторону до упора.
Включите станок и, подвинчивая гайку 21, подайте резец к заготовке. Теперь, вращая маховик, вы увидите, как заработает резец. Он будет придавать ручке форму согласно копиру. А его форма может быть различной в зависимости от инструмента, для которого делается ручка. Для напильников нужны ручки одной формы, для стамесок - другой, для шил - третьей. В нашем приспособлении копир изготовлен для стандартной ручки средних напильников.
Как только резец дойдет до конца передней бабки, подайте гайку резца вперед, и он отрежет готовую ручку.
Наше приспособление, как еы заметили, работает от ручного привода. Но вполне можно поставить реверсивный двигатель. О том, как это сделать, решите самостоятельно.
Обработка ручки зависит от скорости вращения шпинделя токарного станка и от наименьших припусков заготовки. Поэтому в зависимости от этого резец делает один, два, а то и три прохода по заготовке.

С. КОКОРЕВ
Приложение к ЮТ 1981 №10

Как в производственных, так и в домашних условиях нередко возникает необходимость изготовить деталь, формы и размеры которой полностью идентичны исходному образцу. На предприятиях эта задача решается при помощи такого устройства, как копировально-фрезерный станок, который позволяет изготавливать копии исходной детали большими сериями, отличается высокой скоростью, а также качеством выполняемой обработки.

Что собой представляет процесс фрезерования

Копировально-фрезерные станки и любое другое оборудование фрезерной группы можно встретить практически на любом промышленном предприятии. Объясняется это тем, что операция фрезерования - это один из наиболее распространенных методов, используемых для выполнения механической обработки. Данная технология позволяет выполнять широкий перечень черновых, получистовых и чистовых операций с простыми и фасонными заготовками из черного, а также цветного металла, работать по дереву и пластику. На современном фрезерном оборудовании с высокой точностью и производительностью обрабатываются детали даже самой сложной формы.

Различают два основных типа фрезерования: встречное (подача и вращение инструмента разнонаправлены) и попутное (инструмент вращается в ту же сторону, что и осуществляется подача). Режущая часть инструментов, выполняющих фрезерование, изготавливается из различных материалов, что дает возможность не только успешно работать по дереву, но и выполнять обработку (шлифовку в том числе) даже самых твердых металлов и сплавов, искусственного и натурального камня.

Фрезерное оборудование подразделяется на два вида: общего назначения и специализированное, к которому и относится копировально-фрезерный станок.

Возможности копировально-фрезерного оборудования

Копировальный станок, относящийся к фрезерной группе, разработан для копировально-фрезерных работ с плоскими и объемными деталями. Кроме того, на таком устройстве можно выполнять гравировку фасонных профилей, наносить на изделия надписи и узоры (даже высокой сложности), осуществлять легкие фрезерные операции по дереву и другим материалам.

Используя инструменты с режущей частью из различных материалов, на копировально-фрезерных станках обрабатывают детали, выполненные из чугуна, разных сортов стали и цветных металлов. На таких устройствах для выпуска деталей мелкими и крупными сериями успешно производят лопатки турбореактивных двигателей и паровых турбин, гребные винты для судов, штампы вырубного и ковочного типа, рабочие колеса для гидротурбин, формы для прессования и литья, пресс-формы и т.д.

На копировально-фрезерном станке выполняются технологические операции, практически недоступные универсальному оборудованию. Принцип работы такого станка основан на методе копирования, для выполнения которого используется специальный шаблон. Применение шаблона исключает человеческий фактор при обработке даже сложнейших деталей, благодаря чему все готовые изделия имеют одинаковую форму и геометрические размеры. Что удобно, один шаблон можно использовать для точного изготовления большой партии деталей, которые будут полностью идентичны между собой.

Для того, чтобы копирование формы и размеров шаблона было максимально точным, на копировально-фрезерном станке устанавливают копир (пантограф для фрезера). Назначение такого устройства - точная передача всех движений копировальной головке режущему инструменту.

Как устроен копировально-фрезерный станок

Копировально-фрезерные станки, как упомянуто выше, используются для плоскостного (обработка профилей) и объемного (обработка рельефов) фрезерования. В качестве рабочего инструмента на них применяются фрезы, которые, обрабатывая контур или объемную поверхность детали, повторяют движения копира. Связь рабочего органа и системы слежения у ручных станков обеспечивается за счет механических, пневматических или гидравлических элементов, нужных для формирования усилия, передаваемого от копира на рабочий орган копировально-фрезерного станка.

Шаблоном на таких станках выступает плоская контурная или пространственная модель, деталь-эталон или контурные чертежи, а элементом, считывающим форму и размеры шаблона, - копировальный палец или ролик, специальный щуп, фотоэлемент. Для изготовления шаблона можно использовать алюминиевый лист или лист из другого металла, пластик или древесину. Шаблон и обрабатываемая деталь располагаются на вращающемся рабочем столе станка.

Рабочий орган копировально-фрезерного оборудования приходит в движение благодаря таким конструктивным элементам, как винт, золотниковый клапан, соленоид, дифференциал или электромагнитная муфта. Реле, устанавливаемые в усилительных устройствах копировально-фрезерных станков, бывают электромагнитными, гидравлическими или электрооптическими.

Качество обрабатываемой детали (шероховатость поверхности, точность формы и размеров) зависит от такого параметра, как скорость перемещения следящего устройства. При этом можно добиться следующих характеристик готового изделия: шероховатость – №6, точность профиля – 0,02 мм. Основными элементами исполнительной цепи такого оборудования являются электрический двигатель и гидравлический цилиндр.

Пантограф, устанавливаемый на копировально-фрезерном оборудовании, обеспечивает копирование в заданном масштабе. Конструкцию пантографа составляют направляющий палец, его ось, инструментальный шпиндель и отдельная ось вращения. Шпиндель и направляющий палец располагаются на одной рейке, от соотношения плеч которой зависит масштаб копирования.

Перемещаясь по контуру шаблона, палец приводит в движение рейку, свободно вращающуюся на оси. Соответственно, на другой стороне рейки шпиндель станка совершает идентичные движения, обрабатывая заготовку. На копировально-фрезерных станках, которые изготавливаются своими руками, такое устройство также не будет лишним, его наличие значительно увеличивает функциональность оборудования.

Разновидности станков копировально-фрезерной группы

Оснащение копировально-фрезерного станка может включать приводы различного типа. На основе этого параметра выделяют:

оборудование с пантографом (пригодное для обработки деталей в 2–3 измерениях);
устройства с копиром, закрепленным на поворотной рейке, перемещающейся в вертикальной плоскости;
одно- и многошпиндельные станки, оснащенные поворотными столами круглой или прямоугольной формы;
станки, подача на которых обеспечивается за счет механических, электрических, гидравлических устройств;
фотокопировальное оборудование.

Самодельный копировальный станок может относиться к любому из этих типов (в том числе и к копировально-шлифовальным станкам). Надо только найти в интернете чертежи и подобрать комплектующие.

По степени автоматизации и способу фиксации обрабатываемой детали выделяют следующие категории копировально-фрезерных станков:

ручные или настольные, на которых заготовка фиксируется механическим способом (на этих устройствах можно рассверливать отверстия различной формы в соответствии с шаблоном);
автоматическое оборудование стационарного типа, заготовки на котором фиксируются при помощи пневматических прижимов (на таких станках работают с алюминием);
автоматическое оборудование стационарного типа с пневматическими прижимами, на котором установлена трехшпиндельная головка (на этих копировально-фрезерных станках одновременно рассверливают тройные отверстия, что не позволяют выполнять агрегаты двух предыдущих типов).

Как работает копировально-фрезерный станок

Как было замечено выше, на копировально-фрезерном станке заготовка обрабатывается с помощью задающего устройства - копира. Все перемещения копира по контуру или поверхности шаблона передаются благодаря специальному (копировальному) устройству на рабочую головку станка, в которой закреплена фреза. Таким образом, режущий инструмент в точности повторяет все те движения, которые совершает копир, используемый для оснащения фрезера.

Движения элементов копировально-фрезерного станка в процессе обработки детали подразделяются на главные (вращение и перемещение шпинделя при врезании инструмента в материал заготовки, перемещение по контуру рабочего стола и салазок) и вспомогательные (движение шпиндельной головки, салазок и стола в ускоренном режиме, а также установочные перемещения, которые совершают трейсерный столик, копировальный палец, упоры и зажим, фиксирующий шпиндельную головку).

В копировально-фрезерных станках, работающих по алюминию, могут быть реализованы две схемы слежения: простое действие и действие с обратной связью. При реализации схемы прямого действия рабочий орган станка совершает движения за счет того, что он жестко связан с копиром. Схема обратного действия не предусматривает такой связи и перемещения от копира на рабочий орган передаются не напрямую, а через следящую систему.

Как уже говорилось выше, на копировально-фрезерных станках выполняют контурное и объемное фрезерование. При контурном фрезеровании движения копира происходят в плоскости, параллельной или перпендикулярной оси инструмента. В первом случае перемещение рабочего стола оборудования может быть только продольным, а фреза и копировальный палец двигаются вертикально. Во втором случае стол двигается как в продольном, так и в поперечном направлении. При объемном фрезеровании деталь обрабатывается поэтапно – благодаря нескольким передвижениям стола и инструмента, совершаемым в параллельных плоскостях.

Схема прямого действия может быть реализована и через пантограф, который позволяет уменьшать размеры готовых изделий по отношению к размерам используемого шаблона (масштабировать). Чаще всего такое дополнительное устройство, которое легко сделать и самому, устанавливают на станки, используемые для гравировочных и легких фрезерных работ.

Очередная вариация сделанного самостоятельно станка

Как изготовить копировально-фрезерный станок своими руками

Приобрести копировально-фрезерный станок для оснащения своей мастерской хотели бы многие домашние умельцы, но стоимость такого оборудования достаточно велика. Между тем, обладая желанием, затратив не так много времени, сил и финансовых средств, можно изготовить такое оборудование своими руками.

Естественно, самодельное копировально-фрезерное оборудование не сравнится с профессиональным по своей мощности, надежности и функциональности, но и на таких станках можно выполнять качественные копии, работать с их помощью по дереву и обрабатывать заготовки из других материалов. Многие пытаются приладить копирующее устройство к уже имеющемуся , однако это нецелесообразно, так как при этом приходится переделывать практически весь станок. Как показывает практика, свой самодельный станок копировально-фрезерного типа лучше собирать с нуля, подобрав для этого соответствующие комплектующие.

Ниже на фото приведен пример самодельного станка с дополнением в виде видео. Создатель станка ведет повествование по-английски, но в принципе все вполне понятно и без перевода.

Своими руками копировально-фрезерное устройство проще всего изготовить по типовой схеме, которая включает в себя несущую конструкцию – раму, рабочий стол и фрезерную головку. Приводом для обеспечения вращения рабочего инструмента является электродвигатель, передающий движение через двухступенчатый механизм, позволяющий получать две скорости. Рабочий стол этого самодельного устройства можно регулировать по высоте.

Многие из тех, кто копировально-фрезерный станок изготовил своими руками, отмечают, что при смене режимов работы, у такого оборудования начинает проявляться масса недостатков. Наиболее распространенными из таких недостатков являются вибрации рамы станка, искривление заготовки и ее прогиб, некачественное выполнение копирования и др. Чтобы избежать таких проблем, лучше всего делать копировально-фрезерное устройство узкоспециализированным и сразу настраивать его на обработку однотипных заготовок. Объясняется это тем, что самому учесть все недочеты, которые будут возникать у универсального оборудования при смене режимов работы, практически невозможно.

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.

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.

Наша статья посвящена ностальгии по школьным мастерским трудового обучения. Многие умеют вести токарные работы по дереву, но не каждому по карману покупать и содержать оборудование для этого. Можно ли своими руками собрать станок, отвечающий технологии и требованиям безопасности — разберёмся вместе.

Что говорит ГОСТ

Приятная новость в том, что велосипед изобретать не придётся. Весь процесс сборки и чертежи каждого модуля станка описаны в ТУ3872-477-02077099-2002, и, хотя в открытом доступе этого документа нет, его вполне можно получить по индивидуальному запросу. Хотя и это вряд ли понадобится: устройство станка настолько примитивное, что вы легко сориентируетесь в тонкостях его изготовления даже по изображениям из школьных учебников.

Другой положительный факт — СТД-120М, по всей видимости, проектировался с расчётом на изготовление «по месту», поэтому практически все компоненты для сборки вы сможете либо найти в продаже, либо самостоятельно изготовить и доработать. Естественно, если появится возможность недорого приобрести комплектующие для этого станка или его младшего собрата ТД-120 — так и поступайте. Детали фабричного производства надёжнее, легче юстируются, к тому же унифицированная конструкция рамы позволяет собрать один станок из множества доноров.

Обратите также внимание, что стандартизация модулей во многом определяет безопасность эксплуатации оборудования . Основные принципы производственной безопасности оглашены в ГОСТ 12.2.026.0-93, а правила электрозащиты изложены в ГОСТ Р МЭК 60204-1. Согласуйте с этими нормативами любую изготавливаемую вами деталь или модуль станка.

Изготовление станины

Взамен литой чугунной станины мы предлагаем более лёгкую сварную конструкцию. Она состоит из двух отрезков 72-й угловой стали длиной по 1250 мм. Велик соблазн сделать станину покрупнее для обработки более массивных изделий, но помните, что подобные изменения требуют вмешательства и в прочие узлы станка. Возможно, вам следует взять за образец ТТ-10460 под заготовку метровой длины.

Уголки располагаем на ровной горизонтальной плоскости полками друг к другу. Между ними вставляем калиброванные вкладыши, чтобы направляющие станины располагались строго параллельно с дистанцией 45 мм. Для скрепления направляющих используем два уголка, таких же, как на станине, по 190 мм, которые подкладываем с переднего и заднего краёв. Перед свариванием деталей рекомендуется сдавливать их струбцинами, чтобы не повело металл при остывании.

Направляющие скрепляются ещё одной 190 мм перемычкой, в нижней полке которой есть вырезы под каждый уголок. Устанавливается эта деталь с образованием ячейки, размерами в точности соответствующими посадочному шипу передней бабки, в стандартном варианте это 45х165 мм.

Такая станина может крепиться каким угодно образом к верстаку или колоде, но все элементы крепления рекомендуется наваривать, не нарушая при этом целостность основания. Если для станка выделяется отдельный угол, приварите перпендикулярно уголкам станины ножки из трубы и, для большей устойчивости, сделайте им небольшой «раскос» кувалдой. В конечном итоге вес станины, скреплённой с верстаком, не должен быть меньше 60-70 кг.

Подручник

Этот элемент условно состоит из двух частей. Для обеих нужен один тип заготовки — 50 мм уголок, внутрь которого вложен другой, шириной 30 мм. Свариваются они вдоль кромок, в итоге должно получиться два отрезка по 260 и 600 мм.

Короткая деталь — регулируемое основание подручника. Одна из полок срезается, но не полностью, оставляется отрезок 110 мм длиной с наклонным срезом. Другая полка подрезается под прямым углом в 60 мм от заднего края. Из толстой стальной пластины нужно изготовить ответную рамку, которая будет зажимать направляющую стойки подручника.

Для изготовления направляющей с зажимом возьмите обычную трубу на дюйм и сделайте в ней продольный надрез болгаркой . Получившаяся гильза должна быть длиной около 150 мм, её вкладываем в 25 мм уголок, ориентируя прорезью наружу перпендикулярно одной из полок. Стягиваем детали струбциной и провариваем по всей длине, ближайшей к прорези полки. Накрываем заготовку вторым уголком такой же длины и крепим его к трубке с обратной стороны.

Направляющая приваривается плашмя к выступающей полке регулировочной рейки с внутренней её стороны. Для фиксации используется винт с длинной ручкой и приваренная к рейке гайка. С обратной стороны ответная планка скреплена шплинтованным пальцем или даже приваренным прутком.

Подручник крепится на стержне 20 мм гладкой арматуры, который расположен по центру с внешней стороны угловой заготовки. Стержень плотно входит в трубку направляющей системы, а при затягивании винта его надёжно обжимает со всех сторон. Длинная угловая заготовка длиной 600 мм приваривается к прутку с небольшим наклоном на себя и слегка «заточенной» передней кромкой.

Привод и трансмиссия

Стандартный вариант привода — асинхронный трёхфазный двигатель мощностью до 2 кВт (обычно 1,2 кВт), соединённый с валом передней бабки клиноременной передачей на двухручьевых шкивах. Постель для крепления движка может располагаться между ногами станины, либо на дополнительной подмости за передней бабкой, что усложнит сборку, но сделает более удобным переброс ремня.

Далеко не всегда есть возможность использовать двигатель с нужной частотой вращения вала, поэтому выход на итоговые обороты осуществляется регулировкой диаметра шкивов. Например, если в вашем распоряжении АД на 1480 об/мин, то чтобы выйти на заветные 1100 и 2150 об/мин, диаметры ведущих и ведомых ручьёв должны соотноситься как 1:1,5 и 1,3:1.

При размещении двигателя полезно снабдить станину пластиной, закреплённой на воротных навесах. Двигатель, установленный по такой системе, будет всё время находиться в подвешенном состоянии и обеспечит плотное прижатие ремня собственным весом. А если оснастить площадку педалью, скорость можно будет менять даже на ходу.

По электрической части сложностей тоже нет. Коммутация выполняется стандартной пусковой трёхфазной кнопкой с реверсом, для такого маломощного двигателя нет нужды устанавливать пускатель. Единственный момент — включение торможения постоянным током при удержании стоповой кнопки, для чего понадобится мощный диодный мост (на КД203Д) согласно типовой схеме включения.

Частотно-управляемый двигатель может использоваться в качестве прямого привода, что избавит от необходимости конструировать переднюю бабку. Для этого нужно закрепить двигатель на переходной площадке, в нижней части которой есть продольный установочный шип шириной в 45 мм как штатное средство юстировки для станины СТД120.

Передняя бабка

Забегая вперёд, отметим, что и передняя, и задняя бабка включают детали, изготовить которые можно, только имея доступ к токарному станку по металлу. Иначе есть смысл задуматься о приобретении готовых модулей или, по крайней мере, их литых консолей.

В основании передней бабки лежит два подшипниковых корпуса типов S, V или U, стационарно закреплённых на раме из угловой стали. К сожалению, невозможно предугадать, какие типоразмеры будут доступны, однако в общем итоге высота оси шпинделя над станиной должна быть не менее 120 мм. При том, что диаметр шпиндельного вала составляет около 25 мм, будет наиболее интересен типоразмер подшипникового узла с общим габаритом высоты около 70 мм.

Вал вытачивается из кругляка углеродистой стали диаметром 40 мм с допуском не более 0,05 мм. Основных вариаций вала две. Первая — самая простая: в центре остается целик вала, затем выполняются спуски до посадочного диаметра подшипниковых узлов, далее на концах нарезается резьба. Для осевой фиксации на валу протачивают четыре канавки под стопорные кольца.

1 — посадочные места для подшипников; 2 — канавки под стопорные кольца

Вторая вариация имеет расширение в виде юбки сразу за резьбой патрона. Оно предназначено для установки фланцевого упорного подшипника, закреплённого на выступе основания передней бабки. Такой подход позволяет сократить износ подшипников, если на станке обрабатываются массивные детали.

Основание бабки — две пары уголков или два швеллера, развёрнутых навстречу друг другу. Сведением-разведением вертикальных полок можно регулировать высоту основы под осевую высоту имеющихся подшипниковых узлов. Снизу к основанию приварена 45 мм полоса, которая выполняет роль юстировочного паза. Важен порядок сборки: сперва на шпиндель напрессовываются подшипники, затем вал крепится на станине с подложкой регулировочных стальных пластин.

Задняя бабка

Изготовить заднюю бабку не в пример проще. Состоит она из четырёх деталей:

Основание из угловой стали высотой 100 мм по тому же принципу, что и для передней бабки. Сверху поперёк прикручены на болтах два 50 мм уголка, в их полках по центру вырезы квадраты 40 мм шириной.
Направляющая (внешняя) толстостенная квадратная трубка шириной 40 мм, длиной 150 мм и внутренним просветом 20х20 мм. В задней части нужно установить пробку толщиной 6-8 мм и с отверстием в центре на 8 мм, крепится она на двух винтах через стенки трубки.
Внутренняя трубка, она же пиноль, изготавливается из 20 мм профильной трубки, желательно толстостенной и фрезерованной точно под просвет направляющей. В задней части пиноли заварена гайка М14, в переднюю вставлен и заварен металлический прут, уширенный до 5 мм для посадки двухрядного подшипника.
Приводной винт имеет резьбу под гайку в пиноли (желательно сделать трапециевидную), в задней части выполнен переход на 8 мм резьбу для крепления маховика.

Принцип работы и схема сборки пиноли вполне очевидны, но особое внимание нужно уделить юстировке осей. Направляющая трубка, закреплённая сваркой в вырезах уголков, может подниматься выше или ниже за счёт подкладок из трансформаторной стали. Передняя и задняя бабка должны быть абсолютно соосны, допуск составляет всего пару десятых.

Что касается способа крепления к станине, он одинаков и для бабок, и для подручника. Шпильки М14 или М16 привариваются ко дну бабок, а в прорезь подручника вставляется крупный лемешный болт. Снизу модули подтягиваются гайками с приваренными к ним прутьями наподобие рычагов. Для равномерного плотного прижатия снизу в качестве ответной планки подкладывается 50 мм швеллер.