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

Классификация копировально-фрезерных станков

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

• ручные (настольные):
• стационарные;
• автоматические.

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

Принцип работы устройства

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

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

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

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

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

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

Варианты фрезеровки

Фрезеровка на копировальном станке может осуществляться одним из двух методов:

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

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

Процесс создание станка своими руками

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

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

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

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

• рабочая поверхность;
• станина;
• фрезерная головка.

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

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

Пантограф

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

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

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

Модель с плоскопараллельным механизмом

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

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

Модель для объемной фрезеровки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Все фото из статьи

Копировально-фрезерные станки по дереву являются универсальными агрегатами,назначение которых — копировать изделия в двух- и трехмерной форме. Иными словами, данное оборудование может копировать плоские готовые изделия, а при применении особых копиров и объемные модели.

Такие устройства часто используются для гравировки профилей и разнообразных элементов декора. Их можно применять и для обычных не очень сложных фрезерных работ.

Что такое копировально-фрезерное оборудование

Такое оборудование является уникальным, т.к. при своей сравнительно простой конструкции способно копировать сложные изделия, даже тонкой ручной работы.

По сути, агрегат был разработан для фрезерования криволинейных элементов:

1. Осуществляется это способом копирования по шаблонам. Они позволяют делать операцию точной максимально, без использования ручной работы. Данное свойство агрегата гарантирует, что изготовленные элементы будут идентичны по размеру и форме.
2. Вы можете применять при этом один образец для всех заготовок или использовать как шаблон уже готовые изделия.
3. Когда таких параметров недостаточно – есть возможность значительно повысить точность станка.

Обратите внимание! Инструкция рекомендует комплектовать его для этого особым копирующим приспособлением. Называется оно «пантографом» и служит для точнейшего сообщения передвижения копирующего узла (головки) основному приспособлению, которое обрабатывает деталь.

Когда шаблон имеет много тонких изящных деталей, станок с пантографом незаменим.

Конструкция агрегата

Копировально-фрезерные агрегаты дают возможность обработки рельефов или профилей:

1. Заготовки обрабатываются особым инструментом — фрезой, сделанной из твердых сплавов.
2. Она повторяет в полном объеме передвижения копира, который воспроизводит очертания шаблона.
3. Копир оснащается электронной либо механической связью, имеющей систему слежения и отвечающей за траекторию перемещения инструмента.
4. Копиром может выступать плоский либо трехмерный образец, а также контурная схема либо модель-эталон.
5. При этом особый щуп регистрирует контуры детали. Далее эти данные сообщаются инструменту.
6. В наиболее современных станках щуп заменяется фотоэлементом, имеющим увеличенную точность.

Обратите внимание! Пантограф в описываемых агрегатах играет важнейшую роль. Он оборудуется специальным направляющим«пальцем».

Тот перемещается по копиру, при этом с максимальной точностью определяя геометрические параметры образца. От пропорций «плеч» пантографа зависит итоговый размер полученной копии.

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.

Сведения о производителе гравировального копировально-фрезерного станка 6Л463

Производитель гравировального копировально-фрезерного станка 6Л463 - Львовский завод фрезерных станков, ЛЗФС , основанный в 1952 году.

6Л463 станок гравировальный копировально-фрезерный с пантографом. Назначение, область применения

Станок предназначен для выполнения гравировальных и мелких копировально-фрезерных работ в контурном режиме.

На станке можно производить гравирование надписей и узоров на штемпелях, табличках, платах, панелях, надписей на лимбах, линейках, а также фрезерование неглубоких пресс-форм для пластмассы, резины и т.д. Возможность работы на станке по контршаблону позволяет при помощи плоского копира производить гравирование различных надписей и узоров на пространственно сложных поверхностях.

Основные характеристики гравировального копировально-фрезерного станка 6Л463

Производитель: Львовский завод фрезерных станков ЛЗФС.

• Масштаб копирования - 1:1 ÷ 1:50
• Диаметр наибольшей окружности пантографа при масштабе 1:1 - Ø 200 мм
• Размеры рабочей поверхности стола изделия - 200 х 320 мм
• Размеры рабочей поверхности стола копира - 250 х 400 мм
• Наибольший продольный ход стола (X) - 200 мм
• Наибольший поперечный ход стола (Y) - 125 мм
• Наибольший вертикальный ход стола (Z) - 250 мм
• Частота вращения шпинделя - 1260..15900 об/мин
• Электродвигатель привода шпинделя - 0,27 кВт; 2770 об/мин
• Вес станка - 300 кг

Закрепив неподвижно шпиндель при помощи специального кронштейна, на станке можно производить фрезерные работы, перемещая вручную стол изделия. Движение копирования на станке осуществляется вручную перемещением трейсера ощупывающего устройства по контуру копира.

Станок может быть оснащен широкой гаммой приспособлений и принадлежностей, расширяющих его технологические возможности: для построения дуг, окружностей, и овалов, для закрепления табличек при гравировании, делительным приспособлением, тисками, поворотными тисками, наклонно-поворотным столом, буквенным и цифровыми шаблонами, приспособлением для заточки гравировальных резцов и др.

Работа по контршаблону при помощи плоского копира позволяет производить гравирование различных надписей и узоров на пространственно сложных поверхностях.

Движение копирования на станке осуществляется вручную перемещением трейсера ощупывающего устройства по контуру копира.

Станок может применяться в механических, механосборочных и инструментальных цехах машиностроительных предприятий.

Класс точности станка Н по ГОСТ 8-77. Шероховатость обработанной поверхности R а 2,5 мкм.

Средний уровень звука LA не должен превышать 71 дБА.

Габаритные размеры рабочего пространства станка 6Л463

Общий вид копировально-фрезерного гравировального станка 6Л463

Фото гравировального станка 6л463

Фото фрезерного станка на базе 6л463

Фото гравировального станка 6л463

Расположение составных частей гравировального станка 6л463

Перечень составных частей гравировального станка 6Л463

• Узел 1. Пантограф
• Узел 2. Станина
• Узел 3. Стол изделия
• Узел 4. Привод
• Узел 6. Шпиндель
• Узел 9. Электрооборудование

Расположение органов управления гравировальным станком 6Л463

Расположение органов управления гравировальным станком 6л463

Перечень органов управления гравировальным станком 6Л463

1. Рукоятки зажима кареток установки масштабов копирования пантографа
2. Трейсер (ощупывающий палец) ощупывающего устройства
3. Эксцентрик регулировки натяжения ремней привода
4. Гайка зажима стола копира
5. Рукоятка вертикального перемещения шпинделя
6. Выключатель местного освещения
7. Маховик продольного перемещения стола изделия
8. Рукоятка зажима стола изделия в продольном направлении
9. Рукоятка зажима стола изделия в поперечном направлении
10. Маховик вертикального перемещения стола изделия
11. Маховик поперечного перемещения стола изделия
12. Рукоятка зажима стола в вертикальном направлении
13. Кнопка «Стоп»
14. Переключатель направления вращения шпинделя
15. Кнопка "Пуск" (КиП)

Кинематическая схема гравировального станка 6л463

Описание узлов гравировального станка 6Л463

Гравировальный копировально-фрезерный станок с пантографом модели 6Л463 выполнен в виде одноколонной конструкции с вертикальной осью шпинделя и горизонтальным расположением столов изделия и копира.

Станина снабжена вертикальными направляющими, по которым перемещается консоль, несущая рабочий стол станка. Относительно консоли рабочий стол может перемещаться в продольном и поперечном направлениях. На верхних горизонтальных направляющих станины устанавливается каретка, несущая пантограф и стол копира.

Пантограф станка выполнен в виде легких рычагов и служит только для передачи движения от трейсера к шпинделю.

Шпиндель станка монтируется в специальном кронштейне, связанном при помощи рычагов со станиной.

В качестве привода вращения шпинделя используется электродвигатель и ременная передача. Изменение скорости вращения шпинделя производится при помощи ступенчатых шкивов.

Общая компоновка и принцип работы станка 6Л463

Компоновка станка характеризуется вертикальным расположением шпинделя и горизонтальным расположением рабочих поверхностей столов.

Узлы станка смонтированы на жесткой станине. По вертикальным направляющим станины перемещается консоль, несущая на себе салазки и стол изделия. По горизонтальным направляющим станины перемещается стойка пантографа. На станине закреплены подвеска и привод шпинделя.

Обрабатываемая деталь закрепяяется на cтоле изделия, а копир, по которому ведется обработка, закрепляется на столе копира. Формообразующими движениями являются перемещения пантографа. Перемещения столов - установочные.

Станина

Станина и основание являются основными корпусными деталями, на которых монтируются узлы станка.

На левой стенке станины имеются вертикальные направляющие, по которым перемещается консоль со столом изделия.

На задней стенке станины устанавливается кронштейн, удерживающий рычаги шпинделя и привода. Кроме этого на задней стенке устанавливается электродвигатель привода, а в нише монтируется электроаппаратура.

Стол копира

Стол копира 10 (Pиc.10) предназначен для установки копиров, по которым ведется обработка. Стол копира установлен на стойке пантографа. Поворот стола вокруг вертикальной оси осуществляется вручную. Установка величины угла разворота стола копира осуществляется по лимбу, фиксация - рукояткой. Стол копира снабжен пазами типа "ласточкин хвост", которые служат для установки шрифта. Кроме этого в нем имеется Т-образные пазы, которые могут быть использованы для установки различных приспособлений. Стойка вместе со столом копира и пантографом может перемещаться по горизонтальным направляющим станины, что позволяет установить шпиндель в пределах плоскости стола изделия при различных масштабах копирования. Фиксация стойки осуществляется двумя болтами.

Пантограф

Пантограф (Рис.10) осуществляет на станке копирующее движение. Копирование с помощью пантографа (шарнирного параллелограмма) построено на принципе геометрического подобия треугольников и осуществляется по нижеприведенной схеме;

Пантограф гравировального станка 6л463

Копирующее движение на станке осуществляется шарнирным четырехзвенным-пантографом (рис. 10). При помощи кареток 43, 46, имеющих пазы типа «ласточкин хвост», пантограф соединен с корпусом шпинделя и с кареткой 47. Шарнирные соединения пантографа и подвеска кареток 43, 46 собраны на радиально-упорных подшипниках с предварительным натягом, что увеличивает жесткость и точность пантографа. Изменение передаточного отношения пантографа (масштаба копировании) производится перемещением кареток вдоль плеч 51, 52 пантографа, на которых нанесены деления. Трейсер (ощупывающий палец) 48 скользит в отверстии головки и с помощью пружины прижимается к шаблону. Трен-сер, в зависимости от высоты шаблона, устанавливается на различной высоте от плоскости стола копира. Стол копира 49 устанавливается на плоскости каретки 47. Относительно каретки стол может быть повернут под любым углом в пределах ±30°, или развернут па 90. Стол снабжен пазами типа «ласточкин хвост», которые служат для установки шрифта. Кроме этого в нем имеются Т-образные пазы, которые могут быть использованы для установки различных приспособлений. Каретка вместе с пантографом и столом копира может устанавливаться в различных положениях на станине, перемещаясь по ее верхним направляющим. Это позволяет установить шпиндель в пределах плоскости стола изделия при различных масштабах копирования.

Настройка, наладка гравировального станка 6л463

Приступая к работе на станке необходимо

1. Установить масштаб копирования: для этого необходимо отжать винты 53 (Рис.10) крепления кареток к пантографу и установить обе риски так, чтобы они совпали с соответствующими рисками масштаба, нанесенными на плечах 51, 52 пантографа и зажать оба винта 53.

Для получения масштаба копирований, не указанного на плечах, необходимо пользоваться формулой:

х = 300-(300/М); у = 107,5 (М-1) / (М=1)

где М - масштаб копирования (отношение размеров копира к размерам детали).

х - расстояние от риски, соответствующей масштабу копирования 1:1 на плече 52 до риски на передвигаемой каретке 43.

у - расстояние от риски, соответствующей масштабу копирования 1:1 на плече 51 до риски на каретке 46.

Пример:

Необходимо получить масштаб уменьшения 1:1,2.

х = 300 - 300 / 1,2 = 50 мм

Следовательно, откладываем от отметки "1" на плече 52 отрезок 50 мм и устанавливаем в эту точку риску каретки.

у = 107,5 (М-1) / (М+1) =107,5 (1,2 -1) / (1,2+1) = 9,77 мм

Таким же образом откладываем от отметки «1» на правом плече 51 отрезок 9,77 мм и устанавливаем в эту точку риску каретки 46.

Чтобы трейсер при изменении масштаба копирования не вышел за пределы стола копира, последний может быть повернут вокруг оси, в пределах ±30°. В случае необходимости стол копира может поворачиваться на 90°. Для этого необходимо отвернуть гайку 50 и поднять стол так, чтобы шпилька вышла из отверстия каретки. Затем, повернуть стол на 90° и собрать все в обратном порядке. 2. На столе копира установить и зажать шаблон, а на столе изделия заготовку детали.

2. На столе копира установить и зажать шаблон, а на столе изделия - заготовку детали.

3. Вставить в шпиндель режущий инструмент. При гравировальных работах необходимо обеспечить определенное давление трейсера (ощупывающего пальца) на шаблон. Это достигается за счет установки трейсера на необходимой высоте.

4. На столе изделия установить деталь и выставить ее относительно режущего инструмента.

Установка заготовки производится перемещением стола изделия в продольном и поперечном направлениях.

Грубая установка заготовки по высоте также производится перемещением стола изделии. Точная настройка глубины обработки осуществляется рукояткой шпинделя.

5. Режимы обработки (скорость резания, число оборотов, подача) в каждом случае устанавливаются и зависимости от обрабатываемого материала и материала инструмента.

Стол изделия

Стол изделия (рис. 11) предназначен для закрепления на нем обрабатываемых деталей. На столе также могут устанавливаться тиски или наклонно-поворотный стол.

Стол изделия может перемещаться вручную в трех взаимно перпендикулярных направлениях.

Электрическая схема гравировального станка 6л463

6Л463 станок гравировальный копировально-фрезерный с пантографом. Видеоролик.

Технические характеристики гравировального станка 6Л463

Наименование параметра	6Л463	6Г463	6Е463
Основные параметры станка
Масштаб копирования	1:1 ÷ 1:50	1:1 ÷ 1:100	1:1 ÷ 1:100
Диаметр наибольшей окружности пантографа примасштабе 1:1, мм	200	210	210
Размеры рабочей поверхности стола изделия, мм	200 х 320	250 х 500	250 х 500
Размеры рабочей поверхности стола копира, мм	250 х 400	320 х 400	320 х 400
Наибольший продольный ход стола (X), мм	200	300	300
Наибольший поперечный ход стола (Y), мм	125	200	200
Наибольший вертикальный ход стола (Z), мм	250	300	300
Перемещение продольное стола (X) на одно деление лимба, мм	0,05	0,05	0,05
Перемещение поперечное стола (Y) на одно деление лимба, мм	0,05	0,05	0,05
Перемещение вертикальное стола (Z) на одно деление лимба, мм	0,025	0,025	0,025
Перемещение продольное стола (X) на один оборот лимба, мм	4	5	5
Перемещение поперечное стола (Y) на один оборот лимба, мм	4	5	5
Перемещение поперечное стола (Z) на один оборот лимба, мм	2,5	2,5	2,5
Поворот стола копира, град	±30°	360°	360°
Величина микрометрического перемещения шпинделя, мм	1	1	1
Цена деления лимба микрометрического перемещения шпинделя, мм	0,05	0,05	0,05
Величина хода быстрого подвода шпинделя, мм	4	5	5
Величина перемещения шпинделя при работе по контршаблону, мм		10	10
Частота вращения шпинделя, об/мин	1260..15900	1250..20000	1250..20000
Количество скоростей шпинделя	12	13	13
Электрооборудование и привод станка
Количество электродвигателей на станке	1	1	1
Электродвигатель привода главного движения, кВт	0,27	0,25	0,25
Габаритные размеры и масса станка
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм	1100 х 1000 х 1260	1120 х 1000 х 1260	1040 х 1000 х 1260
Масса станка, кг	300	260	250

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.