Astapro.ru

33 квадратных метра
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самодельный станок по дереву с копиром

Копировальный станок по дереву своими руками

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

Копировальный станок по дереву.

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

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

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

Краткое описание

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

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

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

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

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

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.

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.

Читать еще:  Сдача в аренду нежилых помещений
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.

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.

Самодельный токарно-копировальный станок по дереву своими руками

Токарно-копировальные станки используются для изготовления множества одинаковых деталей, например, балясин для лестничных ограждений, столбиков для забора и т.д. Сделать функциональную конструкцию можно своими руками, используя ненужные в хозяйстве устройства.

Изготовление токарного станка

Самая примитивная модель токарного станка изготавливается из обычной дрели. Но это не единственное решение. Основные части будущего устройства:

  • станина;
  • передняя и задняя стойки (бабки);
  • электромотор;
  • ведущий и ведомый центры;
  • упор для инструмента.

Станина — это база для размещения всех элементов и механизмов. Поэтому она выполняется из толстого бруса дерева или металла. Передняя бабка надежно фиксируется на основании, на нее будет закрепляться деталь. В передней стойке размещается устройство, передающее движение от электромотора на ведущий центр и далее на деталь.

Задняя стойка (бабка) перемещается по направляющей на станине, она удерживает свободный конец заготовки. Между бабками размещается упор для инструмента. Бабки должны располагаться строго по единой оси.

Для станка, сделанного своими руками, подойдет электродвигатель мощностью 200 — 250 Вт, оборотистостью не более 1500. Если же планируется обрабатывать крупные детали, требуется более мощный двигатель.

На шкив электромотора надевается планшайба, которая фиксирует большие заготовки. Планшайба содержит острия, на которые набивается деталь. Противоположный конец детали фиксируется уголком.

Чтобы превратить обычный токарный станок в копировальный, требуется дополнительное устройство — копир.

Копир для токарного станка

Основой копира будет служить ненужный ручной фрезер. Его размещают на поверхности из фанеры 12 мм, размер площадки 20 х 50 см. В площадке проделывают отверстия для крепежа и фрезы, а также установлены упоры — бруски для фиксации фрезы. Фрезер размещается между фиксаторами и закрепляется парой больших гвоздей.

Отдаленная часть площадки перемещается вдоль станины по направляющей — трубе. Концы ее фиксируют в брусках из дерева. Бруски прикрепляются к станине саморезами. При фиксации трубы необходимо использовать уровень и совместить ось трубы с центром станка. Перед установкой на трубу надевается пара брусков с отверстиями, легко передвигающиеся по направляющей. К брускам прикрепляется площадка, на которой размещен фрезер.

Второй важный элемент устанавливается своими руками непосредственно на токарном станке — брусок в горизонтальном положении, на который будут прикрепляться шаблоны. Подойдет брус 7 х 3 см, к вертикальным подставкам он крепится саморезами. Подставки прикручиваются к станине. Верхняя поверхность бруска должна четко совпадать с осью станка.

Читать еще:  Правила личного поведения при пожаре в

Когда копир не используется, брусок демонтируют, площадка с фрезером отводится назад и станок превращается в обычный токарный.

Упор выполняется из толстой фанеры и прикрепляется к рабочей поверхности. Фактически упор играет роль копира в данной конструкции. Он закрепляется вертикально, к торцу рабочей поверхности фиксируется на переходный брус из дерева. Копир можно снимать, он устанавливается на подставку саморезами. Подставку же необходимо зафиксировать жестко, без возможности снятия.

Шаблоны выполняются из фанеры, с помощью саморезов они прикручиваются к передней поверхности бруска. Верхнюю поверхность бруса следует совместить с осью шаблона.

Минусы предложенной конструкции

  • Рабочую поверхность с фрезером приходится перемещать обеими руками, так как во время работы она перекашивается и заклинивает;
  • копировать можно только достаточно простые элементы, например, невозможно повторить витые узоры на столбиках;
  • для перемещения резака удобнее предусмотреть винтовую передачу;
  • а фрезу лучше заменить циркуляркой, такое устройство получится более универсальным.

Видеоролики с демонстрацией работы самодельных токарно-копировальных станков:

Конструктивные особенности токарного станка по дереву с копиром: как изготовить его своими руками

Даже самый опытный мастер не сможет повторить один и тот же рисунок на изделии при обработке на токарном станке.

Для этого необходимо копировальное устройство. Копир применяется широко в деревообрабатывающей промышленности для тиражирования деталей.

Классификация

Копир применяется в токарных станках по дереву и по металлу. Он существенно упрощает работу по шаблону и ускоряют производство.

По дереву

По дереву существуют следующие виды оборудования с копиром:

  1. Классические, где в качестве режущего инструмента используется резец. Такие станки не подходят для крупного промышленного производства.
  2. Копировальные с ручным типом управления.
  3. Копировально-фрезерный станок. Применяется для обработки плоских и объемных заготовок.
  4. Агрегаты с Числовым Программным управлением используются на серийном производстве для изготовления дорогостоящих изделий.

Станки с копиром имеют повышенный уровень точности и производительности по техническим характеристикам.

По металлу

По металлу классификация токарных станков аналогична. Есть классические модели, где заготовка закрепляется в планшайбе или патроне и обрабатывается резцом. Для изготовления изделий тиражами применяются копировальные станки.

Фрезеровочные типы станков используются для обработки плоских поверхностей и объемных заготовок. В промышленных масштабах применяется ЧПУ.

Устройство

Классическая конструкция токарного агрегата с копиром включает в себя 5 основных узлов:

  1. Цельная станина их металла. Это основной элемент, к которому крепятся прочие узлы станка.
  2. Передняя и задняя бабки. В них расположены привод, электромотор, коробка. Упорная бабка необходима для фиксации заготовки.
  3. Электрический привод и мотор обеспечивают вращение заготовки.
  4. Непосредственно для обеспечения качественной работы на станке имеется упор.
  5. Ведущий и ведомый центры.

Непосредственно копир является съемной конструкцией.

Самодельный токарно-копировальный станок своими руками с чертежами

Приобрести копировальный токарный станок промышленного изготовления не так дешево. Поэтому многие мастера предпочитают изготовить его в домашних условиях своими руками. При наличии определенных знаний и чертежа это сделать несложно. Возможности такого оборудования зависят от характеристик самого копира.

Необходимые инструменты

Токарю для изготовления оборудования понадобятся следующие инструменты:

  • ручной фрезер;
  • опора из фанеры или металла;
  • болты;
  • бруски упорные;
  • труба 2.5 см в диаметре, чтобы дать направление перемещений по площадке.

Основным инструментом при создании копировального токарного станка является фреза.

Элементы конструкции

Главные запчасти оборудования, которые должны быть в простейшем станке:

  • станина;
  • передняя и упорная бабки;
  • электродвигатель;
  • ведущий и ведомый центры;
  • упор для оснастки.

Наиболее простая модель делается из дрели.

Этапы изготовления

Алгоритм изготовления токарного агрегата, следующий:

  1. По готовому чертежу необходимо изготовить станину посредством сварки. Она должна быть надежной и выдерживать различный уровень вибрации.
  2. Затем установить электромотор. Оптимальный вариант – 200-250 Вт, рассчитанный на 1500 об/мин.
  3. Закрепить на валу планшайбу.

Так получается основа стандартного станка. Затем следует изготовить непосредственно копир.

Создание копира

Основные принципы изготовления копира, который поможет увеличить производительность при создании одинаковых деталей:

  • понадобится ручной фрезер, а для его установки – поверхность из фанеры;
  • в фанерной площадке следует сделать отверстия для закрепления брусков;
  • бруски закрепить саморезами;
  • при изготовлении копира необходимо пользоваться уровнем, поскольку даже малая неточность может привести к значительным погрешностям при изготовлении изделия;
  • площадка должна без препятствий передвигаться по станине станка.

Установка элементов конструкции

После создания копира необходимо установить все элементы конструкции:

  • брусок поставить горизонтально, а на него саморезами прикрепить шаблон;
  • непосредственно конструкция должна быть изготовлена таким образом, чтобы при необходимости копир можно было откинуть или отодвинуть и станок использовать как стандартное токарное оборудование.

Горизонтальный брусок

Это важный элемент. Размер бруска в идеале 3х7 см. Он крепится к вертикальным подставкам на фанерной площадке при помощи саморезов.

Шаблон

Шаблон делают из фанеры. Крепят его на передней части бруса. Верхнюю платформу обязательно проверить на совпадение с осью непосредственно на шаблоне.

Кромки обязательно обработать шлифовальной машинкой, чтобы на них не было зазубрин.

Особенности эксплуатации и техника безопасности

Принцип работы копировально-токарного оборудования прост:

  • в горизонтальном положении зажимается заготовка будущего изделия;
  • запускается станок, который вращает заготовку вокруг оси;
  • резец снимает с заготовки лишнюю древесину, придавая ей необходимую форму.
Читать еще:  Как рассадить и сохранить кусты пионов

Чтобы избежать травматизма при работе необходимо соблюдать основные правила техники безопасности:

  1. Не выставлять и не снимать заготовку с работающего оборудования.
  2. Не облокачиваться и не прижиматься к станку во время работы.
  3. Стружку удалять только специальной щеткой.
  4. При работе станок не должен оставаться без присмотра.
  5. Мастер должен работать в защитных очках, чтобы стружка не попадала в глаза.

Токарный агрегат с копиром успешно используется как на крупных серийных производствах, так и в домашних мастерских для изготовления одинаковых изделий. Такой станок можно изготовить самостоятельно, имея ненужный ручной фрезер, лист фанеры и горизонтальные бруски определенного размера.

Копировальный станок из подручных материалов

Сделать такой станок довольно не сложно, а его полезность даже сложно оценить, он бесценен. Конструкция очень простая, в качестве основного инструмента используется болгарка с диском по дереву. Большинство используемых деталей позаимствованы из отечественных автомобилей. Что касается дополнительных материалов, то это уголок для рамы, фанера и другие мелочи. Итак, рассмотрим более подробно, как же сделать такой станок!

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— двигатель дворников ВАЗ (2101-2107 или подобный);
— ведущая и ведомая звездочка от велосипеда;
— велосипедная цепь;
— болгарка с диском по дереву;
— две помпы от ВАЗ 2108 ( детали ВАЗ из Китая );
— ремень ГРМ ВАЗ 2108;
— натяжитель ремня ВАЗ 2108;
— стальной уголок;
— выключатель (устанавливается под педалью тормоза ВАЗ);
— металлический уголок;
— фанера;
— подшипники, шайбы, болты и гайки;
— квадратные трубы;
— резьбовой стержень (для вала).

Список инструментов:
— болгарка;
— дрель;
— ножовка;
— сварочный аппарат;
— гаечные ключи и пр.

Процесс изготовления копировальной машины:

Шаг первый. Изготовление основы
Основа для станка должна быть довольно крепкой. В качестве материала автор использовал стальной уголок. Конструкция получилась прямоугольной формы. Режем уголок до нужных размеров, а потом собираем раму, используя болты с гайками или просто все свариваем.



Шаг второй. Боковые стенки
Далее можно устанавливать боковые стенки. На них будут размещаться все важные узлы. Материал должен быть довольно крепким. Для этих целей можно использовать фанеру, а лучше склеить несколько листов вместе. Вполне можно использовать и OSB.
Всего нам понадобится две стенки, крепим их при помощи трех болтов с гайками каждый на основе.

В боковых стенках предусмотрено 3 отверстия, одно центральное нужно для установки рабочего вала. На этом валу есть резьба и по нему ездит каретка с рабочим инструментом. А два другие отверстия нужны для установки исходной детали, а также заготовки, из которой делается копия.

Шаг третий. Сборка «упорной стенки»
На упорной стенке находится два упора, длина которых регулируется. С помощью этих упоров мы будем фиксировать исходную деталь и заготовку. Тут вам понадобятся стальные трубы, стержни и так далее. Вы можете придумать свою конструкцию этих упоров.

Также в этой стенке устанавливается подшипник рабочего вала. Для него нужно вырезать отверстие, а фиксируется подшипник с помощью двух шайбы, который устанавливаются спереди и сзади подшипника. Стягиваются шайбы при помощи трех болтов с гайками. Хорошенько затягиваем все это дело и переходим ко второй стенке.













Осталось установить и натянуть ремень. Что касается ремня, то он тоже взят из автомобиля, это ремень ГРМ ВАЗ 2108. Для ремня вам понадобится натяжитель, он также взят из автомобиля. Устанавливаем натяжитель и натягиваем ремень. Вот и все, теперь этот узел собран.

Шаг седьмой. Двигатель
Для вращения рабочего вала понадобится небольшой моторчик, для этих целей отлично подошел двигатель с редуктором от дворников, в данном случае это деталь от автомобиля ВАЗ 2101. Автор изначально приварил вал двигателя напрямую к валу станка, но в итоге оказалось, что обороты слишком большие и позже конструкция была переделана, об это читайте далее. Для крепления можно использовать стальной уголок. Впрочем, если научиться регулировать обороты двигателя, то этот вариант тоже жизнеспособен.














Шаг десятый. Регулировка и испытания
Можно испытать станок, для этого устанавливаем в нижнюю часть исходную деталь, в нашем случае это ручка от топора. Далее нам нужно отрегулировать рычаг, который упирается в исходную заготовку. Регулируем его угол, путем откручивания гайки с болтиком, потом затягиваем их в нужном положении.

В верхнюю часть машины устанавливаем брусок, из которого будет вырезаться ручка. Ну а далее можно запускать машину. На двигатель подаем 12В и рабочий вал начинает вращаться. Далее болгарку немного отклоняем, чтобы диск при запуске не лежал на дереве, и включаем. В итоге начинается процесс копирования изделия.






Шаг одиннадцать. Немного автоматики
Когда станок будет завершать работу, его нужно будет вовремя выключить, иначе каретка упрется в стенку и выломит ее или еще чего похуже. Чтобы сделать станок безопасным и удобным, нам понадобится выключатель, который будет автоматически выключать устройство по завершению задания. Для этого понадобится выключатель, который находится в автомобиле под педалью тормоза. Но этот выключатель нужно будет подключать через реле на 220В. Сверлим под него отверстие и устанавливаем в нужном месте.

Вот и все, теперь можно запустить станок и идти по своим делам, он сам выключится, когда работа будет закончена!

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×