Копировально-фрезерные станки: конструкция, рекомендации, изготовление

Копировально-фрезерный станок – устройство, изготовление своими руками

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.

Копировально-фрезерный станок

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.

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.

Пример результата работы копировально-фрезерного станка

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.

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.

Схема подвижной части одной из разновидностей копировально-фрезерного оборудования

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.

Станок за работой

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.

Пример самодельного копировально-фрезерного станка

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.

Еще один вариант самоделки

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 фрезерному станку, 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.

Самодельное копировально-фрезерное устройство с пантографом

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.

Первое, что необходимо сделать перед изготовлением копировально-фрезерного станка своими руками, — это определиться с задачами, которые вы собираетесь решать с его помощью. От этого будут зависеть размер рабочего стола, способ закрепления заготовок и шаблона, направления перемещения режущего инструмента.

В зависимости от того, какие детали вы собираетесь изготавливать на своем самодельном копировально-фрезерном станке (а также от материала их изготовления), подбирается мощность электродвигателя. Так, для выполнения гравировки и других работ по дереву вполне подойдет электродвигатель мощностью 150–200 Вт.

Щуп и рабочий орган станка жестко закрепляются между собой и устанавливаются над рабочим столом так, чтобы высота их расположения и их плоскости полностью совпадали. Такая конструкция после установки должна передвигаться горизонтально и вертикально параллельно всем сторонам рабочего стола.

Источник: http://met-all.org/oborudovanie/stanki-frezernye/kopirovalno-frezernyj-stanok-svoimi-rukami.html

Копировально-фрезерный станок по дереву: для чего он и как сделать 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.

Читайте также:  Как выбрать маленький токарный станок по металлу для дома

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.

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.

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.

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.

Копировально-фрезерный станок – сложное устройство, тем не менее, имея навыки работы с металлом, его можно изготовить и в домашней мастерской.

Вряд ли стоит пытаться воссоздать мощное заводское оборудование, для дома этого не потребуется.

Лучшим устройством для домашней мастерской можно считать простой настольный или стационарный копировальный станок на поворотной рамке с одним рабочим инструментом.

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.

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.

Цена станка во многом зависит от его производителя. При примерно равных показателях дороже будет продукция стран Евросоюза и США. Гораздо меньше цена устройств из азиатских стран, но тут надо быть осторожным, далеко не всегда низкая стоимость соседствует с качеством.

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.

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.

Самодельный копировальный фрезер

Устройства заводского изготовления стоят дорого, выйти из положения поможет конструкция самодельного копировального станка по дереву. Вряд ли он сможет конкурировать с покупными моделями по мощности и надежности, но в цене выигрыш обеспечен.

Бытует мнение, что проще всего сделать копировальный станок из имеющегося в наличии обычного фрезерного по дереву. Это плохая идея. Дело в том, что общего между этими двумя устройствами крайне мало, только тип режущего инструмента, все остальное придется кардинально переделывать. Гораздо проще разработать и изготовить станок с нуля.

Начинать работу следует с выбора компоновки будущего устройства. Упростить процесс поможет чертеж.

Кстати, необязательно в точности следовать ему, размеры легко подогнать под свои потребности.

К копировально-фрезерному станку предъявляют ряд требований. Среди прочего он должен отличаться:

  • тяжелой и устойчивой станиной;
  • точно изготовленными направляющими;
  • возможностью регулировки угла наклона инструмента;
  • умением масштабировать изделия.

Рабочим инструментом простого станка послужит ручной фрезер. Подобное решение позволит заметно упростить конструкцию, поскольку отпадает необходимость проектирования этого сложного узла, достаточно лишь изготовить надежное крепление. Его конфигурацию выбирают исходя из размеров и формы фрезера.

Основа любого станка – станина. Она должна быть надежной и устойчивой. Одна из основных проблем самодельного копировального станка – неточность получаемого на выходе изделия, вызванная вибрацией и люфтом. Погрешности при сборке могут сказаться на точности изготавливаемой детали, что приведет к большому проценту брака.

Не меньшее влияние на качество работы оказывает точность изготовления копира – рамки, на которой устанавливается режущий инструмент и щуп. Он должен обеспечивать точную передачу усилия от щупа инструменту и не допускать вибрации фрезы.

Тем, кто любит работать с деревом, кто планирует изготавливать мебель для себя или под заказ, стоит обзавестись этим, безусловно, полезным инструментом.

Он позволит значительно расширить возможности домашней мастерской, даст шанс заработать на своем увлечении.

Покупное устройство станет основой домашнего производства, а самодельный станок поможет опробовать новое дело без серьезных капиталовложений.

Источник: https://DrevoGid.com/instrumenty/stanki/kopirovalnyj.html

Копировально-фрезерный станок своими руками – создаем надежное оборудование!

Копировально-фрезерный станок применяется для создания копий изделий из дерева или другого материала определенной формы. Такие станки используют на крупных и мелких промышленных предприятиях, а также в домашних условиях для создания различных деталей. Далее опишем принцип работы подобного станка и дадим рекомендации, как сделать его своими руками.

Фрезерное оборудование с копировальной установкой используют для механической обработки различных плоскостей. С помощью качественного станка можно воспроизводить копии объемных форм, производить гравировку, делать узоры, рисунки. Главной его особенностью является простота конструкции, при этом на нем можно выполнять довольно сложный перечень работ.

Копировально-фрезерный станок

У такого оборудования простой принцип работы. Специальный копировальный щуп соединяется с рабочей плоскостью. Далее он механическими движениями создает контуры с шаблона или детали.

На рабочей плоскости крепится фреза под дерево или металл, в зависимости от назначения станка, которая повторяет движения копировального щупа.

Помимо этих деталей, стандартный станок также оборудуется системой зажима фрезы или фрезерной установкой, электромотором и системой направляющих. Обычно оборудование для простых работ по дереву или пластику состоит из трех основных элементов:

  • рабочая поверхность с несущим элементом и каркасом;
  • фреза или фрезерная установка с зажимным механизмом;
  • копировальная установка (пантограф) и копировальный щуп.

В зависимости от типа копировально-фрезерного станка, он может работать в двух или трех измерениях.

Для создания простого шаблона в двух измерениях достаточно стандартного варианта с прижимным профилем, но для производства и рассверловки трехмерных отверстий станок должен быть оборудован пневматической прижимной установкой, сверлом и дрелью или иной сверлильной установкой.

В зависимости от конфигурации и возможностей, он может работать не только с деревом, но и с пластиком, чугуном и другими цветными металлами. Для этого станок оборудуется мощными и прочными фрезами под различные материалы, а копировальное оборудование совершенствуется под определенные формы.

На сегодняшний день существует большое количество оборудования копировально-фрезерного типа различных конструкций с определенными особенностями работы.

Их стоимость, как правило, довольно высока, поэтому многие любители делают подобные устройства своими руками.

Самодельный вариант, конечно, будет отличаться от промышленных аналогов, однако при соблюдении определенных условий он будет отлично справляться со своими функциями.

Копировально-фрезерный станок, изготовленный самостоятельно

Стандартная схема самодельного станка состоит из рабочей поверхности, несущей конструкции и головки фрезера, которая оборудуется электромотором с приводом для создания возможности работы головки на двух скоростях. Таким образом, чтобы сделать установку своими руками, вам потребуется набор определенного оборудования и инструментов, а именно:

  • основной каркас из дерева или металла;
  • деревянная фанера или панель, бруски, доски и рейки;
  • крепеж в виде болтов, гаек, саморезов или гвоздей;
  • фрезерная установка;
  • набор ключей, пилы или ножовка по металлу для работы с деталями;
  • система направляющих и металлические трубы;
  • электромотор с приводом или ручной привод;
  • сверла и сверлильная установка (для более сложных вариантов).

Вместо деревянного или металлического каркаса можно использовать, как базу, готовый фрезерный станок, однако закрепить устройство копирования на него намного сложнее, чем изготовить аппарат «с нуля». В таком случае придется практически полностью переделывать фрезерный станок, и на это потребуется больше времени и дополнительное оборудование.

Основой для изготовления станка своими руками будет ручная фрезерная установка. Закрепите ее на деревянной опоре из толстой фанеры (не менее 12 мм толщиной). В опоре также делается несколько отверстий под крепеж и держатель фрезера. Дополнительно следует соорудить каркас и изготовить несколько брусков, которые устанавливаются по краям опоры, они будут придерживать аппарат во время работы.

Читайте также:  Особенности шипорезных станков по дереву и их виды, сравнение

Изготовление фрезерной установки

В качестве направляющей используем металлическую трубу среднего диаметра. На трубу устанавливаем каретку со вставленным в нее фрезером. На каретку крепим планку, которая играет роль копировального щупа, после чего необходимо зафиксировать горизонтальный брус, на который крепится основной шаблон.

Станок, изготовленный по такому принципу, можно применять для обработки и создания копий с простых бытовых изделий, например, дверных ручек, замков, мебельных ножек. Фрезерная установка с мотором вставляется внутрь каретки и подключается к питанию.

На опоре фиксируется шаблон, по нему передвигается копировальный щуп.

Фрезер работает от сети, каретка передвигается ручным способом, таким образом, чтобы рабочая головка повторяла движения щупа. Для создания более сложных моделей необходимо подключение дополнительных рабочих головок и установка привода с ременной передачей.

Сейчас существует возможность подключения самодельной установки к программному обеспечению, однако для этого потребуется ЧПУ и дополнительное оборудование и инструменты. Такой самодельный станок будет справляться со своими бытовыми функциями достаточно хорошо.

Практика использования самодельных копировально-фрезерных станков различного типа показывает, что конечная деталь, изготовленная на таком оборудовании, имеет определенные несоответствия чертежам и формам и некоторые производственные дефекты в виде сколов и искривлений. Эти изъяны обусловлены постоянными вибрациями станка и перемещениями рабочей головки. Избавиться от них в бытовых условиях очень трудно.

Копировально-фрезерный станок своими руками

Чтобы избежать подобных недочетов в работе самодельного оборудования, рекомендуем изготавливать узкоспециализированные станки, а не оборудование универсального типа.

То есть перед началом работ по изготовлению станка своими руками необходимо определиться, под какие конкретные детали его планируется использовать. Так можно оптимально подобрать вес и размеры копировально-фрезерного станка ручной сборки.

Важно помнить, что чем больше размер деталей для обработки, тем мощнее и тяжелее должна быть рабочая установка.

Для больших деталей нужны дополнительные держатели и более массивная опора, это позволит максимально гасить вибрации, которые будут возникать при работе.

Кроме того, лучше использовать электрический привод вместо ручного и следить за тем, чтобы направляющие имели достаточный запас прочности.

Помните и о том, что от вида рабочей поверхности зависит плавность перемещения режущего оборудования в различных плоскостях, следовательно, и конечный результат.

Источник: http://tutmet.ru/kopirovalno-frezernyj-stanok-svoimi-rukami.html

Какие бывают копировально-фрезерные станки по дереву: основные характеристики и цена изделий

При необходимости сделать копию предмета из дерева или металла на помощь приходит копировальная техника, для этого она используется на многих предприятиях. В частности, копировально-фрезерные установки предназначены для создания предметов максимально копирующих исходный образец.

Современные виды станков дают возможность выполнять работу точно и быстро большими тиражами.

Такие установки замечательно походят для создания копировальных работ на плоскости и в объеме с применением соответствующих копиров и моделей объемного типа.

Что представляет собой фрезерно-копировальный станок по дереву, как он работает и какая его примерная цена, мы узнаем из статьи.

Фрезерно-копировальная техника

Станки такого типа представляют собой один из способов механической обработки, чтобы создать предметы нужной геометрической формы. Поверхность заготовки обрабатывается в несколько этапов — черновая, получистовая и чистовая обработка.

Область применения фрезерных станков очень широкая — это фасонные детали из древесины, плоскостное фрезерование, обработка профиля, объемное фрезерования рельефов предметов и деталей. Прежде чем попасть в массовое производство, фрезерные станки должны пройти специальную сертификацию, чтобы соответствовать всем нормам и правилам безопасности, необходимым в процессе работы.

Благодаря методике шаблонной технологии копирования, получается одинаковая форма всех деталей и ошибка работника, обслуживающего станок, сводится к нулю, поскольку человек не оказывает влияние на рабочий процесс агрегата.

Чтобы выполнить ряд абсолютно одинаковых готовых изделий необходимо применение специальных шаблонов либо изделие, которое было выполнено по нему. Специалисты рекомендуют оснастить дополнительно агрегат пантографом. Это механизм, передающий максимально точно движения режущему инструменту вдоль профиля установки головки.

Обработка заготовки по копиру посредством копировального механизма дает команду всем исполнительным устройствам агрегата. Фреза установки и деталь, которая подвергается фрезерованию, воссоздают поверхность, заданную на копире в относительном передвижении.

К главным движениям относятся — рабочий стол фрезерного станка, передвижение по контуру салазок, вращение шпинделя. Второстепенными являются:

  • Перемещение трейсерного столика, установочного характера копировального пальца и упоров.
  • Ускорение движения шпинделя салазок и рабочей поверхности стола.
  • Зажим головки шпинделя.

Копировальное фрезерование может быть двух типов:

Контурное фрезерование отличается тем, что при обработке дерева кривая копира расположена в параллельной или перпендикулярной оси рабочего инструмента.

В одном случае рабочая поверхность с заготовкой и копиром передвигается только в параллельном или поперечном направлении копира, его кривой линии.

Также они могут передвигаться только продольно, в этом случае весь процесс кривой контролируется перемещением копирного пальца и фрезы в вертикальной плоскости.

Когда идет процесс объемного копирования заготовка имеет пространственную сложную поверхность. Она обрабатывается двумя или более параллельными ходами рабочего стола, при каждом ходе выполняется контурное фрезерование.

Выполняющий весь процесс рабочий инструмент станка, после каждого рабочего прохода вынужден смещаться относительно детали на показатель поперечной подачи перпендикулярно строке, затем снова выполняется ход стола.

Назначение фрезерно-копировальных агрегатов и их преимущества

Это оборудование давно уже стало незаменимым для небольших мебельных мастерских. Они помогают выполнить фрезерование прямых и криволинейных поверхностей, сверлить отверстия, делать гнезда самых разных конфигураций по дереву.

Они применяются для резьбы разных пород дерева, для копирования скульптур и плоскорельефных поверхностей. Станки помогают существенно повысить качество обрабатываемой продукции. Главными преимуществами копировально-фрезерных станков по дереву можно назвать:

  • Компактность.
  • Высокая прочность.
  • Длительный эксплуатационный срок.
  • Высокая точность и надежность станков.

Цена на фрезерно-копировальные станки по дереву

Оборудование предназначено для обработки поверхностей мягких и твердых пород древесины, поэтому прекрасно подходят для столярных и модельных мастерских.

Фрезерно-копировальные агрегаты производства Италии G 60 — G 80 — G90 GRIGGIO, очень популярны в столярном и мебельном производстве.

Они предназначены для фрезерования криволинейных и прямолинейных контуров, гнезд, контуров и пазов, сверления и зенкования отверстий в столярно-мебельных заготовках. Отлично подходят для обработки мебельных фасадов и дверных полотен.

Размер рабочего стола — 750х600 мм, вертикальный ход рабочего стола — 150 мм, перемещение шпинделя в вертикальной плоскости — 80 мм, шпиндель вращается с частотой — 9 000-18 000 об/мин. Примерная цена 339 000 рублей.

Фрезерно-копировальная установка VFK-810 (угол поворота стола до 45о) — создана для фрезерования контуров криволинейных и прямолинейных, гнезд, пазов, зенкования и сверления отверстий в мебельно-столярных заготовках. Важным преимуществом является высокая скорость до 20 000 об/мин, идеальное качество, которое дает шпиндель. Подъем стола — 200 мм, его размер, длина — 1 000 и ширина — 800 мм. Примерная цена — 274 000 рублей.

Фрезерно-копировальный агрегат WINNER LH-1000 производства Тайвань — идеальный вариант для изготовления филенчатых дверей и других видов столярных работ. Такие операции являются самыми сложными, трудоемкими, поэтому даже опытный мастер с высокой квалификацией не в состоянии справиться такой задачей за короткое время.

Изготавливает филенчатый элемент за один проход, многоуровневый шпиндель меняет быстро профиль, не переставляя инструмента. Оборудован специальным столом с плоской системой координат, что дает высокую точность всех выполняемых фрезерных операций, а также безопасность.

Шпиндель вращается с частотой 9 000 об/мин, цена станка — 1 246 463 рубля.

Копировально-фрезерный станок производства Китай МХ 5068. Его отличительными особенностями является высокая скорость до 18 000 об/мин, идеальное качество дает шпиндель, изделия не нуждаются в дальнейшей обработке.

Вертикальное перемещение шпинделя от пневмопривода, поворот стола на 45о, увеличенные размеры рабочего стола — 805-600 мм, наибольшая толщина заготовки — 150 мм, масса станка — 440 кг, цена изделия — 193 240 рублей.

Такое оборудование, как современный копировально-фрезерный станок отличается высокой точностью и надежностью в выполнении различных видов работ. Для того чтобы начать на нем работать достаточно 2-3 дневного обучения, после чего можно создавать настоящие шедевры по дереву.

Источник: https://stanok.guru/stanki/frezernye-stanki/kopirovalno-frezernye-stanki-po-derevu-i-cena-izdeliy.html

Копировально-фрезерные станки

Одно из значений понятия «копировать» — создавать копию чего-либо или воспроизводить, повторять что-либо. Поэтому копировально-фрезерные станки по определению предназначены для создания на заготовке неплоской поверхности, форма которой должна в наибольшей степени соответствовать заданному исходному образцу.

Неплоская поверхность может фрезероваться на одной или двух кромках плоских и изогнутых брусковых заготовок, по периметру щитовых деталей и внутри их поля в виде вырезанного проема или рельефа на пласти. Особое место занимает изготовление скульптурных объемных деталей.

Множество конструкций копировально-фрезерных станков

Сегодня производителями станков разработано множество типов копировально­фрезерных станков, которые различаются технологической схемой и степенью механизации процесса фрезерования и в которых управление взаимным перемещением заготовки и обрабатывающего инструмента может выполняться разными способами.

Существуют станки с перемещением заготовки относительно неподвижного вращающегося инструмента, с перемещением инструмента относительно неподвижной заготовки и станки, в которых перемещаются и заготовка, и инструмент.

Управление перемещениями может осуществляться механическим способом, посредством копира или с использованием электронных систем ЧПУ.

К основным видам станков, используемых на предприятиях, относятся: фрезерные вертикальные с нижним расположением шпинделя; фрезерные вертикальные с верхним расположением шпинделя; фрезерные с верхним расположением шпинделя и подвижным столом; фрезерные двухсторонние с подвижной кареткой; фрезерные с карусельным столом; фрезерные вертикальные с неподвижным столом и подвижными верхними шпинделями; обрабатывающие центры; объемно­копировальные станки.

На большинстве из этих станков за один проход можно обрабатывать только продольный профиль по кромке плоских заготовок, а на некоторых типах такого оборудования можно выполнять двухстороннюю обработку по кромкам. Конструкция отдельных фрезерно­копировальных станков позволяет за один установ выполнять еще и шлифование обработанного продольного профиля.

Станки фрезерные вертикальные с нижним расположением шпинделя

В конструкцию станков этого типа входят: станина (литая, сварная или комбинированная), стол, вертикальный шпиндель, проходящий через вырез в середине рабочего стола, привод вращения шпинделя и направляющая линейка (рис. 1).

Некоторые станки снабжаются кареткой с установленной на ней линейкой, которая расположена перпендикулярно направлению движения.

На шпинделе могут одновременно находиться несколько фрез с разным профилем лезвий, устанавливаемых в рабочее положение за счет перемещения шпинделя по высоте.

Для обработки по копиру заготовка крепится винтовыми или эксцентриковыми зажимами, а в нижней части шпинделя, под фрезой, устанавливается свободно вращающееся кольцо с шарикоподшипником, служащее упором для копира при фрезеровании.

В процессе обработки копир с заготовкой боковой кромкой постоянно опирается на это кольцо и с помощью ручного управления проводится мимо фрезы, формирующей на поверхности заготовки заданный профиль.

Для механизации подачи под копировальным кольцом устанавливается цепная звездочка с отдельным приводом вращения, а под копиром, строго параллельно ему, крепится пластинчато­роликовая цепь, входящая в зацепление со звездочкой. При вращении звездочки копир с заготовкой перемещается вдоль фрезы, сохраняя постоянный контакт с упорным кольцом.

Читайте также:  Цанговый патрон: устройство, конструкция, принцип работы и действия зажима

Первые станки подобного типа были разработаны еще в середине XIX века. Использование их в качестве копировальных сопряжено с необходимостью изготовления довольно дорогих копиров­шаблонов (цулаг) для каждого отдельного профиля, что оправдано только при серийном производстве.

При обработке деталей требуются большие затраты ручного труда, а освобождение готовой детали и установка новой заготовки занимают довольно много времени.

Если такой станок приобретается для работы с копиром, то у него должен быть максимально большой рабочий стол, а для обработки большеформатных деталей станок должен снабжаться дополнительными столами.

Рис. 1. Вертикальный станок с нижним расположением шпинделя

Станки фрезерные вертикальные с верхним расположением шпинделя

Станки этого типа появились на рубеже XIX и XX веков как развитие (следующее поколение) вертикальных сверлильных. В их конструкцию входят: станина коробчатой формы со столом и закрепленным в задней части станины хоботом, который выдвигается вперед, на направляющих хобота установлен шпиндель (рис. 2).

Шпиндель приводится во вращение клиноременной передачей, или инструмент устанавливается непосредственно на валу электродвигателя. Рабочий стол станка может оснащаться направляющей линейкой.

В вырезе стола соосно с инструментом устанавливается обрезиненный приводной ролик, а в другом — продолговатом вырезе — неприводной, который при помощи педали постоянно прижимается к нему.

Копир с закрепленной на нем заготовкой помещается на стол станка таким образом, чтобы проходящая по его краю тонкая отбортовка располагалась между этими роликами.

За счет сцепления подающего ролика с краем копира начинается движение подачи.

Рабочий, нажимая педаль управления, по направляющим опускает шпиндель вниз, и установленный в нем инструмент в процессе движения заготовки вместе с копиром выполняет ее обработку.

Преимущество таких станков по сравнению со станками с нижним расположением шпинделя — в возможности фрезерования и по боковой кромке заготовки, и по ее пласти. Однако у подобного принципа фрезерования есть недостатки — необходимость изготовления копиров на каждую форму детали, трудность загрузки и выгрузки заготовок и весьма невысокая производительность станка.

Поэтому за последнее десятилетие количество представленных на рынке моделей подобного оборудования сократилось более чем втрое.

Рис. 2 Вертикальный станок Griggio 60I с верхним расположением шпинделя

Станки фрезерные с верхним расположением шпинделя и подвижным столом

Эти станки появились в самом конце 1970­х годов как развитие фрезерных вертикальных станков с верхним расположением шпинделя.

Их отличие от предыдущего поколения станков — в использовании стола для закрепления заготовок, который перемещается в двух направлениях (по координатам X и Y) в соответствии с командами ЧПУ. Такая конструкция позволила полностью отказаться от использования цулаг.

Заготовки крепились на столе эксцентриковыми зажимами. Подобные станки некоторых моделей иногда оснащались несколькими шпинделями, расположенными звездообразно.

Ввиду, довольно невысокой стоимости этого оборудования сегодня его использование особенно эффективно для обработки щитовых дверных полотен — выборки в них проемов и фрезерования по пласти калевки, имитирующей рамочно­филенчатую конструкцию.

Развитие конструкции станков этого типа привело к созданию оснащенных трехкоординатной системой ЧПУ многошпиндельных станков,
в которых над подвижным столом расположено до шести шпинделей. Пример такого оборудования — отечественный многоцелевой деревообрабатывающий станок с ЧПУ мод. ИРД6 Ф4, разработанный в конце 1980­х годов.

Оснащение подобных станков устройствами для автоматической замены инструмента на шпинделях и рядом дополнительных суппортов привело к созданию обрабатывающих центров.

Станки фрезерные двухсторонние с подвижной кареткой

У станков такого типа протяженная станина, по направляющим которой возвратно­поступательно перемещается каретка с установленными на ней копирами и устройствами для закрепления заготовок.

Справа и слева от каретки на поперечных направляющих находятся фрезерные и шлифовальные агрегаты со шпинделями, оснащенными свободно вращающимися копирными кольцами, которые входят в контакт с боковой поверхностью копиров.

Во время работы станка заготовка закрепляется на каретке, при движении которой размещенные на ней копиры воздействуют на копирные кольца шпинделей и как бы раздвигают обрабатывающие агрегаты, которые своими фрезами повторяют на заготовке форму копиров. В конце хода каретка останавливается, обрабатывающие агрегаты раздвигаются, каретка на повышенной скорости возвращается в исходное положение, где с нее снимают обработанную деталь и укладывают новую заготовку. Затем цикл повторяется.

С каждой стороны станка может быть установлено большое количество фрезерных и шлифовальных агрегатов, которое зависит только от длины направляющих каретки.

При этом копиры могут размещаться один над другим так, что каждый из них будет управлять только одним агрегатом, который обрабатывает свою зону по длине заготовки с определенным профилем поперечного сечения, например, плоским, полукруглым или наклоненным.

Компании — производители таких станков разработали модели, не требующие изготовления копиров, в которых необходимый продольный профиль детали получается за счет регулирования системой ЧПУ скоростей совместного перемещения обрабатывающих агрегатов и каретки с заготовкой. Такие станки предназначены для обработки брусковых деталей и широко применяются в производстве стульев и кресел.

Копировально-фрезерный станок HIGH POINT R-600 тяжелой серии с верхним
расположением шпинделя с наклоняемым столом от 0° до 35°

Станки фрезерные с карусельным столом

Конструкция подобных станков включает станину в виде тумбы, наверху которой имеется приводной вращающийся стол в виде планшайбы с установленными по периметру копирами, базирующими и зажимными устройствами для заготовок.

Фрезерные и шлифовальные агрегаты располагаются на поворотных рычагах с вертикальной осью вращения, которые в зависимости от конструкции станка крепятся к станине или устанавливаются на балке, находящейся над столом.

Все шпиндели также постоянно контактируют с копирами посредством свободно вращающегося копирного кольца.

В ходе работы станка заготовки во время вращения стола вручную укладываются на копиры и обрабатываются. После полного оборота стола обработанная заготовка может быть снята или переложена на другую позицию, с копиром другой формы, например, для обработки ее второй стороны.

Из­за ограниченного диаметра стола эти станки предназначены для обработки заготовок длиной не более метра. Такое оборудование отличается высокой производительностью и используется преимущественно в производстве деталей стульев и кресел.

Станки фрезерные вертикальные с неподвижным столом и подвижными верхними шпинделями

У таких станков (рис. 3) сварная станина, всю верхнюю часть которой занимает стол с отверстиями, соединенными с вакуумной системой закрепления заготовок. По бокам стола расположены направляющие с установленным на них порталом, по балке которого перемещаются вертикальные фрезерные суппорты.

Все их продольные и поперечные перемещения вдоль пространственных координат X и Y управляются системой ЧПУ станка. В зависимости от его конструкции эта система может одновременно управлять и вертикальным перемещением одного или нескольких суппортов, то есть действовать в трех координатах — X, Y и Z.

Станки предназначены для выполнения на пластях щитовых заготовок рельефов и художественной резьбы с последующей доработкой вручную.

Это оборудование может использоваться также для фрезерования профиля кромок и выборки калевки, имитирующей рамочно­филенчатую конструкцию дверей мебели, на заготовках из MDF, предназначенных для облицовывания термопластичными пленками
в мембранных и вакуумных прессах.

Недорогие станки этого типа не оснащаются магазинами для смены инструмента. Обработка заготовок выполняется поочередно, суппортами, заранее оснащенными фрезами разного профиля.

Рис. 3. Фрезерный вертикальный станок с неподвижным столом и подвижными верхними шпинделями

Обрабатывающие центры

Рис. 4.

Обрабатывающий центр для обработки
брусковых деталей с механическими захватами на столе

Под обрабатывающим центром понимается станок, в котором автоматически, по инструкциям заранее разработанной управляющей программы, за один установ заготовки без какой­либо промежуточной переналадки с целью достижения максимальной готовности детали осуществляются различные технологические операции по ее обработке. Например, пиление, плоское и продольное фрезерование по контуру, фрезерование шипов, пазов и отверстий сложной формы, сверление сквозных и глухих отверстий по пласти и кромке, шлифование, облицовывание кромок с полной последующей обработкой. Для этого на суппорте или портале обрабатывающего центра монтируются рабочие головки с инструментом различного назначения. Кроме того, станок оснащается инструментальным магазином, из которого происходит автоматическая смена дереворежущего инструмента — в зависимости от вида работ.

Для обработки щитовых заготовок множество зарубежных компаний производят обрабатывающие центры с горизонтальным, вертикальным или поворотными столами, оснащенные суппортами, которые обеспечивают почти все виды обработки. Конструкция таких центров хорошо известна (рис. 4).

За последние пятнадцать лет они были модернизированы для обработки брусковых деталей: изменена конструкция захватов заготовок на рабочем столе, усовершенствованы система ЧПУ и конструкция основного фрезерного суппорта, что позволило осуществлять на них обработку брусковых и объемных деталей с перемещением обрабатывающего инструмента одновременно в пяти пространственных координатах из шести возможных.

Отдельное место занимают обрабатывающие центры, специально предназначенные для обработки брусковых деталей сложной формы (обычно для стульев и кресел), включая формирование в них шипов, пазов, отверстий и т. д.

Такое оборудование выпускается только тремя итальянскими фирмами: P. Bacci, R. Balestrini и Pade.

Каждая из этих компаний производит широкую номенклатуру таких специальных обрабатывающих центров, в рамках которой отдельные станки, по конструкции внешне весьма схожие с подобным оборудованием, запатентованы (рис. 5).

Рис. 5. Bacci, мод. Twin – обрабатывающий центр для обработки деталей стульев и кресел

Станки объемно-копировальные

Несмотря на широкое распространение копировальных станков с системой ЧПУ, продолжается выпуск оборудования с механическими копирами, правда, немногими фирмами.

Так, итальянская компания Bacci продолжает производство объемно­копировальных станков мод. T4M­O и мод. T4M­O 250, предназначенных для фрезерования и шлифования деталей сложной объемной формы типа ножек «кабриоль».

Основа их конструкции была разработана еще в 1960­х годах и предназначалась тогда преимущественно для производства деревянных обувных колодок.

Согласно принципу работы таких станков, массивный металлический копир вращается синхронно со шпинделями, в которых закреплены заготовки.

Постоянно обкатывающий его копирующий ролик заставляет отклоняться шпиндели с фрезами или шлифовальными инструментами, что обеспечивает точное повторение формы этого копира на заготовках. Часть шпинделей станка могут вращаться в другую сторону, что позволяет одновременно получать «правые» и «левые» детали.

По такому же принципу работают и станки итальянской компании Andreoni, основное отличие конструкции которых состоит в том, что шпиндели расположены не вертикально один над другим, а горизонтально.

Обработка выполняется концевыми фрезами, установленными непосредственно на валах электродвигателей, которые закреплены на качающейся раме, перемещаемой вручную в трех координатах. Копирование осуществляется за счет постоянного касания копира щупом, установленным в середине рамы.

Обработка концевым инструментом позволяет с помощью таких станков выполнять объемную резьбу на деталях и изготавливать скульптурные элементы мебели.

Существуют и фрезерно­копироваль­ные станки других конструкций. Однако в последние десятилетия в связи с широким распространением оборудования с ЧПУ и совершенствованием его программного обеспечения производство станков с механическим копированием заметно сократилось.

Несмотря на высокую номинальную стоимость копировального оборудования с ЧПУ его достоинства несомненны: оно обеспечивает высокую точность обработки, уменьшение трудозатрат, снижение себестоимости изготовления деталей непрямоугольной формы, большую гибкость производства и сокращение сроков выполнения единичных заказов.

Константин ПЕТРОВ, компания «МедиаТехнологии»,

по заказу журнала «ЛесПромИнформ»

Источник: https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=2678

Ссылка на основную публикацию