Копировальный станок по металлу своими руками

Обновлено: 18.05.2024

Ручной либо автоматический стационарный копировально-фрезерный станок по алюминию либо другому металлу представляет собой агрегат, который позволяет создавать изделия, максимально идентичные по форме исходному заданному образцу.

1 Предназначение копировально-фрезерного агрегата

Рассматриваемые в данной статье фрезерные установки оптимальны для производства копировальных работ на плоскости и по объему с использованием соответствующих копиров и моделей объемного типа. Также они применяются для:

выполнения несложных фрезерных работ;
гравирования всевозможных орнаментов, фасонных профилей, надписей, узоров и так далее.

Важно, что при сравнительно простой и понятной конструкции такие станки могут выполнять по-настоящему сложные орнаменты, фрезеровать при помощи инструментов, сделанных из быстрорежущих сталей, изделия из цветных металлов, чугуна и стали.

На промышленных предприятиях, занятых мелко- и крупносерийным производством, копировально-фрезерные установки дают возможность выпускать:

металлические заготовки и модели;
лопатки паровых турбин и двигателей на турбореактивной тяге;
разнообразные штампы и кулачки;
штампы (ковочные и вырубные);
литейные и пресс-формы;
винты (гребневые) плавательных средств.

Явным преимуществом копировально-фрезерных агрегатов перед универсальными является то, что на них можно сверлить отверстия под стальные петли, замки, рукоятки, шпингалеты, делать рамки разных геометрических параметров для зеркальных поверхностей и каналов на профилях из алюминия и пластика.

Описываемые станки фрезеруют криволинейные заготовки по подготовленному шаблону технологией копирования. Именно благодаря такой методике обеспечивается одинаковая форма всех готовых деталей. Причем вероятность ошибки работника, обслуживающего агрегат, сводится к нулю. То есть пресловутый "человеческий фактор" не оказывает никакого негативного влияния на производственный процесс.

Чтобы сделать на копировальном станке ряд абсолютно одинаковых деталей, допускается применять не только шаблон, но и любое изделие, которое было изготовлено по нему. При этом специалисты настоятельно советуют дополнительно оснастить агрегат пантографом – специальным механизмом, передающим максимально точно движение режущему инструменту вдоль профиля головки установки.

2 Копировально-фрезерный станок – принцип работы

Интересующие нас агрегаты осуществляют обработку заготовок по копиру, который посредством специального узла (копировального механизма) дает команды различным исполнительным устройствам станка. Причем фреза установки и непосредственно деталь, подвергаемая фрезерованию, воссоздают поверхность, заданную на копире, в относительном движении.

Передвижение по контуру салазок и рабочего стола агрегата, а также вращение его шпинделя – это операции, которые причисляют к главному движению. А к второстепенным (вспомогательным) относят следующие действия:

перемещения установочного характера копировального пальца, упоров и трейсерного столика;
ускорение движения рабочего стола, головки шпинделя и салазок;
зажим головки шпинделя.

Копировальное фрезерование принято подразделять на два типа:

При контурной обработке кривая копира располагается в перпендикулярной либо параллельной оси рабочего инструмента. В первом случае рабочая поверхность с деталью и копиром передвигается в продольном и поперечном направлении по кривой линии последнего. Во втором – только в продольном. При этом контроль за модификациями кривой становится возможным за счет перемещения копирного пальца и фрезы по вертикали.

При объемном фрезеровании заготовка имеет пространственную сложную поверхность, которую получается обработать выполнением параллельных (двух и более) ходов рабочего стола. По сути, в данной ситуации речь идет о том, что при каждом ходе производится контурное фрезерование. Рабочий инструмент после каждого прохода относительно детали смещается на показатель поперечной подачи перпендикулярно строке. А затем выполняется следующий ход стола.

Для несложных фрезерных и гравировальных мероприятий обычно используются так называемые "прямые" копировально-фрезерные установки. В них пантограф передает движение инструменту посредством щупа. На станках, оснащенных пантографом, кроме того, выполняют уменьшение (по отношению к копиру) масштаба обрабатываемых заготовок.

3 Конструкция копировально-фрезерного станка – чертежи, фрезы для агрегата

Важнейшим рабочим инструментом такого агрегата является фреза, которая предназначена для воспроизведения поверхности либо контура копира на заготовке. Копир чаще называют задающим устройством. Оно связано с механизмом слежения, предназначенным для контроля направления подачи фрезы. Указанная связь может быть:

механической;
пневматической;
гидравлической.

Копировальным устройством является:

фотоэлемент;
щуп;
специальный копировальный палец либо ролик.

А под копиром понимают сделанные из металла, пластмассы, древесины:

контурный чертеж;
пространственную модель;
шаблон плоского вида;
эталонную заготовку.

Копир и заготовка, которую необходимо обрабатывать, крепят на вращающемся столе.

Исполнительная цепь агрегата приводится в движение электродвигателем и гидравлическим цилиндром. Под исполнительным органом установки при этом понимают дифференциал, соленоид, золотник, муфту с электромагнитами или винт. Обязательным узлом копировально-фрезерного оборудования является реле, которое входит в усилительное устройство станка. Реле может быть:

гидравлическим;
электромагнитным;
электрооптическим.

По большому счету любой домашний умелец, обладающий определенными техническими знаниями, может изучить чертежи, и сделать собственный ручной копировальный агрегат, который будет прекрасно справляться с фрезерными операциями.

4 Классификация копировально-фрезерных агрегатов

Весь спектр таких станков делят на несколько разных типов:

гидрофицированные;
оснащенные пантографом, который может функционировать в двух и трех измерениях;
фотокопировальные;
универсальные (в них тоже есть пантограф, размещаемый в вертикальной плоскости на поворотном рукаве);
электрофицированные;
много- и одношпиндельные с круглым или прямоугольным столом.

По виду прижима фрезеруемой детали и степени автоматизации агрегаты подразделяют на три вида:

Фрезерный станок по металлу своими руками: чертежи, видео, фото

Если задаться целью и собрать фрезерный станок своими руками, то можно получить в свое распоряжение эффективное устройство, позволяющее выполнять множество технологических операций по металлу и другим материалам. Серийные модели такого оборудования давно и хорошо известны, они активно используются на большинстве производственных предприятий, работающих в различных отраслях промышленности. Отличает такие станки широкий функционал, позволяющий обрабатывать с их помощью заготовки из металла, древесины и ряда других материалов.

Пример фрезерного станка, сделанного своими руками

Зная обо всех преимуществах подобного устройства, многие домашние мастера задаются вопросом, как сделать фрезерный станок, используя доступные и недорогие комплектующие. Следует сразу сказать, что изготовить такой станок возможно, более того, можно дополнительно наделить его функциями, которые присущи не только фрезерному, но и токарному оборудованию.

Наиболее простым в исполнении является фрезерный станок вертикального типа. Собрать его можно на основе ручной дрели, затратив на это совсем немного времени и сил. Для того чтобы своими руками сделать более функциональный фрезерный мини-станок для своей домашней мастерской, вы должны найти другие комплектующие и располагать большим количеством времени, но и такая задача вполне решаема.

Собираясь своими руками изготовить фрезерный станок по металлу и дереву, очень важно обратить внимание на то, что работать устройство должно по такому же принципу, что и серийное оборудование. Чтобы соблюсти это важное требование, можно ознакомиться с чертежами серийного оборудования и посмотреть видео процесса работы заводского станка.

Фрезерные столы нередко называют фрезерными станками, однако их конструкции принципиально разнятся

Часто фрезерным станком называют фрезерный стол. Его устройство мы рассмотрим в конце данной статьи. Но изготовлению самодельного фрезерного стола посвящена отдельная подробная статья, найти которую можно, перейдя по ссылке ниже.

Задачи фрезерного оборудования

У тех, кто часто работает в своей домашней мастерской, нередко возникает необходимость обработки различных изделий, изготовленных из древесины и металла. Не все операции с такими изделиями можно выполнить, располагая лишь ручными инструментами, часто для этого требуется специальное оборудование. Конечно, можно обратиться в мастерскую, но за оказанные ею услуги потребуется заплатить.

Именно в таких ситуациях и может выручить домашний фрезерный станок, собрать который вполне по силам каждому человеку, умеющему работать руками. Став обладателем подобного оборудования, можно будет выполнять на нем обработку заготовок как из металла, так и из древесины. В зависимости от наличия в вашем распоряжении тех или иных комплектующих, можно изготовить как простейший самодельный фрезерный станок по металлу, так и более сложное устройство, относящееся уже к токарно-фрезерной категории.

Компактный фрезерный мини-станок, сделанный в домашних условиях

Как было сказано выше, простейший мини-станок собирается на основе обычной дрели. Принцип работы такого оборудования аналогичен функционированию серийных станков подобного типа. Несмотря на то, что функциональные возможности мини-станка, изготовленного на основе дрели, несколько скромнее, чем у более сложного самодельного оборудования, и такому устройству в любой домашней мастерской всегда найдется применение.

Для того чтобы своими руками сделать более функциональный и сложный настольный станок, потребуется мощный электродвигатель, а также еще целый перечень специфических комплектующих. Такой станок, собранный по всем правилам, позволит вам в условиях дома выполнять достаточно сложные технологические операции: вырезать из металла и древесины изделия сложной конфигурации, обрабатывать криволинейные поверхности, выбирать пазы, фальцы, шлицы, а также многое другое.

Прежде чем своими руками делать фрезерный станок, следует изучить принцип работы серийного оборудования, посмотреть видео его функционирования, составить чертеж, подготовить обязательные комплектующие и инструменты, которые понадобятся для сборки вашего домашнего станка.

Самодельный фрезерный станок: вариант №1

Самодельный станок и этапы его изготовления на фото ниже

Основание Детали стойки и держатель шпинделя Вертикальная направляющая (салазки резцедержателя токарного станка) Вертикальная направляющая (вид сзади)
Соединение основания со стойкой Соединение основания со стойкой (вид сзади) Крепим вертикальную направляющую к стойке Координатный стол G5757 «Прома» установлен на основании
Ходовой винт координатного стола Площадка для крепления шпинделя (выбрана фрезером) Основание со стойкой, направляющей и столиком Пара гирь от рычажных весов обеспечила вылет шпинделя
Тиски Крепление двигателя Крепление двигателя (вид сбоку) Приводной ремень

Самодельный фрезерный станок: вариант №2

Самодельный станок под дрель или ручной фрезер с самостоятельно изготовленными механизмами подачи фрезы и перемещения рабочего стола. Ниже на видео этапы изготовления с разбором ключевых элементов. А именно: сборка стойки, конструкция каретки вертикальной стойки, привод рабочего стола станка.

Неплохой функционал и довольно простая конструкция

Автор объясняет процесс изготовления стойки для дрели, которая впоследствии станет фрезерным станком.

Разбор создания системы подачи фрезы, а также крепления фрезера (или дрели) к стойке станка с возможностью смены инструмента.

Разбор привода координатного стола для обеспечения возможности перемещения заготовки относительно фрезы.

Конструкция и принцип действия оборудования

Если посмотреть на чертеж профессионального станка фрезерной группы, то можно заметить, что его конструкция включает в себя множество разнообразных механизмов и узлов. Настольный домашний станок, в отличие от серийного, имеет более простую конструкцию, состоящую из ограниченного набора обязательных элементов. Несмотря на простоту системы, самодельный станок фрезерной группы является достаточно функциональным устройством и позволяет успешно решать множество задач, связанных с обработкой заготовок из металла и древесины.

Один из вариантов самодельного фрезерного станка. Недостаток в недостаточно проработанном креплении дрели, однако отсюда можно позаимствовать конструкцию станины

Основой любого такого станка является станина, которая должна быть жесткой и надежной, чтобы обладать способностью выдерживать необходимые нагрузки. Следующим важным элементом самодельного станка фрезерной группы является привод, вращение от которого будет передаваться на рабочий инструмент. В качестве такого привода можно использовать ручную дрель или отдельный электродвигатель, обладающий достаточно высокой мощностью.

Для размещения и фиксации заготовок, которые будут обрабатываться на таком оборудовании, в его конструкции обязательно должен быть предусмотрен рабочий стол с элементами крепления для обрабатываемых деталей. Обработка и на профессиональном, и на домашнем фрезерном оборудовании осуществляется при помощи специального инструмента — фрезы, имеющей остро заточенную рабочую часть.

Крупный станок с мощным электродвигателем

При изготовлении мини-станка для дома не стоит экономить на комплектующих. Они должны быть только высокого качества, так как это напрямую влияет на надежность и производительность вашего оборудования.

Технические характеристики, которые приобретет ваш домашний настольный станок, будут зависеть от ряда параметров. К ним относятся размеры рабочего стола, а также допустимый вес и габариты заготовок, которые на нем будут размещаться. Важным фактором, влияющим на производительность и мощность оборудования, является мощность установленного на нем привода и максимальное число оборотов, которое он сможет обеспечить.

Еще один вариант самодельного фрезерного станка

Процесс сборки фрезерного стола

Приступать к сборке самодельного станка для дома следует с изготовления рабочего стола – важнейшей конструктивной части фрезерного оборудования. Рабочий стол домашнего станка можно своими руками изготовить из листа фанеры, оргстекла или листового металла.

Из расходных материалов вам понадобятся качественный контактный клей, двухсторонний скотч и много наждачной бумаги. Кроме того, необходимо будет приобрести несколько струбцин, метизы и качественный копировальный фрезер, который должен отличаться максимальной точностью, иметь острую режущую поверхность. Именно от того, насколько качественный фрезер вы приобретете, во многом будут зависеть технические возможности вашего настольного станка.

Чертеж фрезерного станка, сделанного по типу фрезерного стола (нажмите, чтобы увеличить)

Для изготовления фрезерного оборудования своими руками воспользуйтесь следующей инструкцией.

Первым этапом сборки самодельного станка является изготовление крышки. В качестве материала для нее можно использовать фанеру. Несложный процесс изготовления данного элемента выглядит следующим образом: из фанеры вырезаются заготовки определенных размеров, затем они соединяются между собой.
Следующий этап сборки домашнего мини-станка — это монтаж крепежных элементов, установка фрезера и остальных конструктивных частей. Поскольку вы занимаетесь изготовлением фрезерного оборудования, то все работы следует выполнять с повышенной аккуратностью и точностью.
После сборки рабочего стола на него необходимо установить монтажную пластину. С этой целью в поверхности рабочего стола делается углубление, контуры которого полностью повторяют форму монтажной пластины. В таком углублении монтажная пластина фиксируется при помощи двухстороннего скотча. Далее по всему контуру пластины с определенным шагом укладываются прокладки, которые прижимаются к ней при помощи струбцин.
Сам рабочий орган станка — копировальный фрезер — устанавливается в подшипниковые узлы, сборке которых следует уделить особое внимание.
Все технологические отверстия, необходимые на поверхности рабочего стола, можно получить при помощи обычной ручной дрели.
В вашем настольном мини-станке будет ряд деревянных поверхностей, которые необходимо тщательно отшлифовать при помощи наждачной бумаги.
Следующий этап изготовления самодельного станка — это сборка основания, которую необходимо осуществлять в строгом соответствии с предварительно подготовленным чертежом.
Особое внимание при сборке станка следует уделить процессу монтажа упора и прижимной гребенки.

Общий вид и кинематическая схема фрезерного стола

Все конструктивные элементы самодельного фрезерного оборудования, о которых говорилось выше, оказывают большое влияние на работоспособность, точность и надежность станка, поэтому к вопросам их изготовления и установки следует подойти очень ответственно и аккуратно.

Чтобы ваш фрезерный станок, сделанный своими руками, был надежным, долговечным, точным и выглядел презентабельно, необходимо выполнить ряд завершающих процедур по его сборке.

Все деревянные поверхности станка следует не только тщательно отшлифовать, но и обработать специальной масляной пропиткой, которая защитит их от негативного воздействия внешней среды.
Органы управления фрезерным станком, а также все выключатели, необходимые для его полноценной работы, нужно разместить в доступном и удобном месте.
Немаловажной деталью станка является специальный патрубок, к которому присоединяется шланг пылесоса, отвечающий за удаление мелких стружек из зоны обработки.

При изготовлении домашнего фрезерного станка надо действовать в строгом соответствии с чертежом и с алгоритмом сборки. При выполнении этих условий, а также при соблюдении аккуратности и точности сборочных работ можно рассчитывать на то, что ваше мини-оборудование будет долго радовать вас своей функциональностью, производительностью, точностью и надежностью.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Большое значение имеет размер самодельного копировально-фрезерного станка, который необходимо подбирать в зависимости от того, какого размера заготовки вы собираетесь на нем обрабатывать. При обработке крупных заготовок возникают значительные вибрации, погасить которые в состоянии только оборудование, отличающееся массивностью. При такой обработке серьезные нагрузки передаются и на направляющие оси станка, которые тоже должны быть в состоянии выдержать это.

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.

На двух видео ниже еще один мастер рассказывает о изготовлении копировально-фрезерного станка своими руками.

Пантограф для фрезера своими руками. Чертежи

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

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

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

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

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

Фрезерно-копировальное оборудование: принцип работы

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

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

Фрезерно-копировальное оборудование: сферы применения

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

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

Фрезерно-копировальное оборудование: конструкция

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

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

Изготовление копировально-фрезерного станка: материалы

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

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

Изготовление копировально-фрезерного станка: инструмент

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

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

Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция

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

Шаг №1

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

Шаг №2

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

Шаг №3

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

Шаг №4

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

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

Шаг №5

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

Шаг №6

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

Шаг №7

Стойки приварить к основанию.

Шаг №8

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

Шаг №9

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

Шаг №10

Произвести монтаж оснований с рельсовыми направляющими и затянуть болтами.

Шаг №11

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

Шаг №12

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

Шаг №13

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

Шаг №14

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

Шаг №15

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

Шаг №16

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

Шаг №17

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

Шаг №18

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

Шаг №19

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

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

Копировально-фрезерные станки по металлу в массовом и серийном производстве

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

Пантограф для фрезера: конструктивные особенности

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

Пантограф для фрезера: принцип работы

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

Пантограф для фрезера: материалы

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

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

Пантограф для фрезера: инструмент

Кроме перечисленных материалов, необходим инструмент:

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

Пантограф для фрезера: поэтапная инструкция изготовления своими руками

Приступаем к непосредственному изготовлению пантографа.

Этап №1. Резка заготовок

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

Этап №2. Сверление технологических отверстий

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

Этап №3. Сварка площадки под фрезер

После этого нужно сварить площадку под фрезер.

Этап №4. Изготовление шатунов

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

Этап №5. Изготовление узла для крепления копира

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

Этап №6. Изготовление механизма подъема подшипника

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

Этап №7. Сборка пантографа

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

Режущий инструмент для фрезерных работ: копировальные фрезы

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

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

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

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

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

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.

1 Принцип работы и применение станка – в чем суть?

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.

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.

Станки, сделанные своими руками, часто применяют в домашнем хозяйстве для сверления замочных отверстий, производства рамок или создания пазов в деревянных или металлических деталях.

2 Копир и фрезер – как сделать надежный аппарат своими руками?

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.

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.

3 Выполняем сборку – что куда крепить?

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.

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.

4 Практические советы по изготовлению и оптимизация работы

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.

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.

Читайте также: