Копир для токарного станка по дереву с ручным фрезером. Копировально-фрезерный станок – устройство, изготовление своими руками Копировальный станок по дереву на основе фрезера

Копировально фрезерный станок необходим для фрезерования криволинейных деталей методом копирования по шаблону. Все копировально фрезерные станки по дереву объединяет то, что при обработке используется шаблон, с которого копируется форма будущей детали. Использование шаблона позволяет исключить человеческий фактор при такой сложной операции, как криволинейное фрезерование. Таким образом, все готовые детали будут иметь одинаковую форму.

Данные станки разделяются на несколько типов:

• Ручные станки

Оператор руками перемещает лекало и закрепленную на нем деталь.

• Автоматические копировальные станки

Автоматический копировальный станок для производства дверей. Модель PF 2600 позволяет фрезеровать все элементы двери: 2 стоевые, 3 поперечины, 3 криволинейные филенки – за 8 минут. Обработку осуществляет один оператор.

Карусельный станок незаменим в выполнении ряда операций. В производстве стульев это - обработка ног, царг, спинок, подлокотников и других криволинейных элементов. В производстве столов оборудование применяют для фрезерования столешницы по периметру. При изготовлении дверей и фасадов оно необходимо для изготовления филенки. Производительность - до 1000 ножек стульев за одну смену.

• Токарно-копировальные станки

Копировально фрезерные станки токарного типа. Применяются изготовления ножек стульев (кабриоль), прикладов, топорищ и других асимметричных деталей.

• Продольно-фрезерные копировальные станки

Такой станок по дереву оснащен кареткой, которая перемещается между фрезерными и шлифовальными узлами. Применяется при производстве стульев для фрезерования ножек, царг и других деталей.

Для работы с деревом может применяться самое различное оборудование, в том числе станки. За счет применения подобного оборудования ускоряет процесс механической обработки деревянных заготовок. Весьма востребован токарный станок по дереву с копиром, который существенно упрощает выполнение поставленных задач: изготовление ножек для мебели, дверных ручек и балясины.

Токарные станки многие решают выбрать для покупки и установки в собственной мастерской по причине возможного их применения при изготовлении изделий цилиндрической формы. Существует довольно большое количество различных моделей, разделить их можно на несколько групп:

1. Классическое оборудование, когда заготовка располагается в патроне или планшайбе. В качестве режущего инструмента применяется резец. Заготовка может вращаться с различной скоростью. Однако оборудование не подходит для массового производства.
2. Копировальные станки могут применяться для работы по шаблону. За счет применения шаблона можно упростить задачу по изготовлению однотипных изделий. Для мелкосерийного производства подходит аппарат с ручным управлением, так как он имеет низкую стоимость и прост в применении.
3. Фрезеровальные станки сегодня встречаются крайне часто. Это связано с тем, что они получили широкое применение в области производства корпусных и плоских деталей из дерева и металла. Встречается и токарно-фрезерный станок по дереву, который может применяться для выполнения различных операций.
4. Модели с числовым программным управлением. При массовом производстве или изготовлении дорогих изделий может применяться оборудование, которое имеет блок ЧПУ. Однако применение копира существенно снижает себестоимость изделия.

Кроме этого, производитель уделил довольно много внимания степени защиты станка от воздействия окружающей среды. Например, двигатель имеет систему защиты от перегрева или перегрузки, все электронные детали также защищены от воздействия влаги и пыли.

Единственным, но существенным недостатком является высокая стоимость предложения. Самодельная конструкция обойдется в несколько раз дешевле.

Устройство токарных станков для деревообработки схоже по основным параметрам с оборудованием по металлообработке. У них так же есть передняя и задняя бабки, суппорт, шпиндель с резцами. От назначения оборудования зависят его масса, оснащение дополнительными приспособлениями и автоматизированными системами управления.

Устройство деревообрабатывающего токарного станка

Устройство токарного станка по дереву отличается от оборудования по металлу тем, что система охлаждения ему не требуется, благодаря этому отсутствует система подачи охлаждающей жидкости. Мощность деревообрабатывающего токарного станка для с ручным управлением меньше, но регулировка скоростей вращения у него есть. Для работы на токарных станках по дереву с ручным управлением, не предназначенных для выпуска одного типа товаров, применяются специальные приспособления – резцы и съёмная планшайба.

Основные узлы

Планшайба служит для надёжного закрепления материала максимально допустимого диаметра, а резец используется для ручной работы на оборудовании, не имеющем стационарно установленного суппорта. Они чаще используются для изготовления незамысловатых заготовок под роспись, вытачивания необходимых в хозяйстве черенков для лопат, топорищ и прочего бытовой утвари.

Школьный токарный станок по дереву даёт полное представление о том, как можно сделать предметы домашней утвари, красивые сувениры. Работающий на небольших оборотах станок даст начинающему мастеру понять основной принцип работы всех токарных узлов и механизмов. Полученные в школе навыки помогут освоить и более сложное токарное оборудование с ЧПУ.

Одним наиболее часто встречающимся, в массовом производстве оборудованием деревообрабатывающих цехов, можно назвать токарно-копировальный станок по дереву. Для его работы необходимы приспособления – трафареты, по очертанию которых будет создаваться абрис предмета.

Классификация деревообрабатывающих станков

Много разновидностей оборудования используется в деревообрабатывающей отрасли. Основными признаками, по которым производится классификация – это технологический процесс и особенности конструкции.

Технологические признаки:

1. Режущие;
2. Клеильно-сборочные;
3. Прессы;
4. Отделочные;
5. Сушильные.

Различное по конструкции оборудование для проведения одних и тех же операций может различаться по технологии работы.

• Обрабатывающие 1 или много предметов;
• Количество потоков;
• 1-координатные или 4-координатные;
• По количеству шпинделей;
• По траектории перемещения обрабатываемого материала;
• По характеру подачи.
• По цикличности.

Схема работы на токарно-копировальном станке такова:

1. Вверху станины на специальных креплениях устанавливается трафарет, выполненный из дерева – копир.
2. Обкатной ролик движется по внешней стороне копира.
3. За счёт соединения ролика с режущим инструментом методом жёсткого крепления, резец переносит с точностью движение ролика по копиру на дерево. Там где на копире углубление, на дереве будет выпуклый элемент, а выступ на трафарете скажется выемкой в готовом деревянном предмете.

Для производства одинаковых элементов деревянного декора станок с копиром наиболее удобное решение.

Токарный станок, на котором происходит обработка с помощью ручных инструментов: рейера, мейселя, скребка, не отличается особой точностью. При изготовлении нескольких аналогичных деталей из дерева с одинаковыми характеристиками плотности приходится надеяться только на мастерство токаря и его глазомер, но всё равно дать 100% гарантию в том, что они будут идентичными очень сложно. Использование в производстве дерева различных пород подразумевает, что резцы и приспособления потребуются отличные друг от друга.

Токарно-копировальный станок по дереву отличается точностью воспроизведения заложенных данных. Копир является своеобразным прототипом ЧПУ. Один копир позволяет бесконечное количество раз изготавливать идентичные вещи, что необходимо для изготовления балясин для перил или ножек к гарнитурам корпусной мебели. В цехах, где производство поставлено на поток, целесообразнее использовать копировальные станки оснащённые ЧПУ.

При работе с деревом, всегда остаётся ручной процесс доведения детали до совершенства при помощи наждачной бумаги. Шлифовка производится на стадии, пока предмет находится в закреплённом виде между бабками токарного станка. Вращение программируется на меньшие обороты, чем те, на которых производилась резка.

Токарные станки используются для вытачивания деревянных элементов продолговатой формы. Заготовка крепится на шпинделе с примерно равным распределением веса. Для этого в центре торцевых концов деревянной заготовки высверливаются отверстия – это необходимо для того, чтобы вращение вала было равномерным. Чаще всего используются дерево цилиндрической формы или брус с оструганными углами. Резание проводится не только внешней, но и внутренней поверхности заготовки. Формы готовых изделий могут быть сложными, коническими, цилиндрическими – симметричными относительно центра изделия.

Высокой точностью воспроизведения сложного рисунка обладает настольный токарный станок по дереву, оснащённый системой компьютерного программирования. На нём можно создавать очень сложные элементы резьбы.

Классификация

Токарные станки делятся на:

• центровые, имеющие механизированную подачу. Есть возможность выполнять на этом оборудовании работы с применением ручных режущих инструментов (при установке на станине специального подручника). Продолговатый кусок древесины удерживается шпинделем и подвижной задней бабкой. Продольная подача суппорта механизирована. На этих станках можно работать с копиром. При работе с короткими лёгкими заготовками крепление задней бабкой может не использоваться. При обработке внутренней стороны деревянной детали креплением служит планшайба. Движущимися элементами в рабочем режиме на этих токарных станках являются резцы, перемещающиеся вдоль обрабатываемого куска дерева и вращающийся шпиндель.
• лоботокарные станки используются для производства деталей на плоской широкой деревянной основе. Красивая многоуровневая резьба, барельефы, горельефы – это то, что можно произвести на станках, работающих с широкой планшайбой, на которой и крепится заготовка. Работа проводится только на лицевой части детали. Остальная доработка будет проходить в ручном режиме.
• круглопалочные обрабатывают дерево, придавая ему форму с круглым сечением. При работе на этом оборудовании заготовки не вращаются и не движутся. Единственными движущимися деталями станка являются головки с резцами. Есть и станки в этой группе для обработки длинных изделий. Тогда в них будет подача заготовок вальцами под резцы.

Придание формы дереву происходит при вращении обрабатываемого материала и применении режущего инструмента.

Устройство и оснастка

Токарные деревообрабатывающие станки различаются по типу подачи суппорта и форме изготавливаемых предметов.

1. На токарном станке с подручником обрабатываются деревянные болванки, не превышающие в диаметре 40 см, а по длине 1 м, 60 см.
2. Токарные установки с механической подачей суппорта приспособлены для обработки деревянных заготовок с теми же ограничениями по размерам, что и приспособления для ручной резки.
3. Приспособление для дискообразных деревянных заготовок имеет возможность размещения на рабочей поверхности деталей до 3 м в диаметре. Толщина дерева при этом ограничивается параметрами, заложенными изготовителем станка.

Схема токарного станка имеющего механическую подачу суппорта, оснащённого приставным лобовым устройством:

• станина на 2 тумбах;
• передняя и задняя бабки;
• суппорты;
• шпиндель, вращаемый 2-скоростным двигателем;
• клиноременная передача, соединяющая 3-ступенчатую коробку передач с мотором;
• шкив, закреплённый на шпинделе, приводит в движение продольный суппорт;
• резцы крепятся в поворотном держателе;
• основной – поперечный и дополнительный – продольный суппорты задают направление хода резцов.

При работе ручными резцами необходимо на направляющие станины устанавливать подручник. Суппорт на этом этапе обработки отводится за пределы рабочей зоны до упора.

Оснастка для токарных станков Инструмент для токарного станка по дереву

Лобовое устройство также имеет поворотный держатель. Используется это приспособление для обработки заготовок с диаметром до 60 см, закрепляемых с одной стороны на планшайбе, соединённой со шпинделем, и фиксируется задней бабкой станка. При обработке короткой заготовки зажим может не использоваться, что упрощает внутреннюю обработку деталей.

Скорость срезания кромки дерева в разных точках разная, что определяется удалённостью резца от оси вращения. Наиболее наглядно это прослеживается при работе с копиром. Частота вращения шпинделя определяется по диаметру обрабатываемого древесного материала и его прочности.

Перед мастерами по дереву иногда встает необходимость создания максимально точной копии какого-либо изделия. Для этого на многих предприятиях сегодня используют копировально-фрезерное оборудование. С его помощью можно изготавливать детали внушительными тиражами, при этом удается добиться внушительной скорости обработки и отличного качества.

Назначение станка

Фрезерование является одним из традиционных способов обработки. С помощью такого подхода можно осуществить обработку разной чистоты простой и фасонной поверхностей. Фрезерные станки подходят для соответствующей обработки планок или, например, рычагов, которые могут иметь простую и сложную конфигурацию контуров.

Принцип работы

Обработка изделий осуществляется по копиру, действия которого задаются копировальным устройством. Через копир последнее воздействует на исполнительные органы, фреза из заготовки воссоздает поверхность, которая задается на копире. В основе принципа работы копировально-фрезерного станка по дереву лежит вращение шпинделя, которое является главным движением. По контуру перемещаются салазки и стол. При фрезеровании двигается шпиндельная головка.

Основа работы - движение салазок

Вспомогательными движениями являются перемещение салазок и их ускорение, стола, шпиндельной головки и установочное перемещение трейсерного столика. Фреза и копировальный щуп соединяются между собой очень жестко. При этом первая передает перемещение щупа. Если происходит отклонение его движения, то это вызывает рассогласование относительно фрезы.

Объемная обработка

Программные фрезерно-копировальные станки по дереву могут работать по принципу объемного и контурного движения. Кривая копира располагается в параллельной плоскости и перпендикулярно оси фрезы, когда установка использует контурное копирование.

Конструктивные особенности станка

Для того чтобы понять, как сделать копировально-фрезерный станок по дереву, следует ближе ознакомиться с его конструктивными особенностями. Такие установки предназначены для обработки профилей или рельефов изделий с помощью твердосплавного режущего инструмента, который называется фрезой. Она осуществляет формирование контура или повторяет поверхность задающего узла - копира. Он обладает механической, пневматической или гидравлической связью с системой отслеживания, отвечающей за направление режущей части.

С одной стороны воздействие производится на усилительное устройство, тогда как с другой - на исполнительный орган. Изготавливая копировально-фрезерный станок по дереву, в качестве копира вы можете использовать плоский шаблон, эталонную деталь, пространственную модель.

Копировальным устройством выступит щуп, палец, копировальный ролик или фотоэлемент. Образцы для копирования вы можете изготовить из разных материалов, а именно:

• древесины;
• пластмассы;
• металла.

Копир и обрабатываемая деталь при изготовлении копировально-фрезерного станка по дереву фиксируются на вращающемся столе. Что касается исполнительного органа, то им выступает дифференциал, электромагнитная муфта, соленоид, винт или золотник. Если речь идет о станке с усилительным устройством, то конструкция предусматривает использование гидравлических, электромагнитных или электрооптических реле.

Точность профиля и шероховатость поверхности изделия будут зависеть от скорости передвижения следящего узла. От электродвигателя и силового гидроцилиндра совершается привод исполнительной цепи. Копировально-фрезерный станок по дереву будет иметь пантограф, который представляет собой специальное устройство, обеспечивающее копирование в установленном масштабе.

Если изготовлением станка вы планируете заниматься самостоятельно, то данный узел можно включить в конструкцию. Он обладает направляющим пальцем, располагающимся на оси. Его перемещение направлено к копиру. В процессе движения пальца шпиндель описывает на заготовке подобную геометрическую фигуру. Масштаб копирования будет определяться пропорциями плеч пантографа.

Особенности изготовления

Чем приобретать готовое оборудование, лучше сделать копировально-фрезерный станок по дереву, самодельная установка обойдется дешевле. Однако она не сможет конкурировать с заводской моделью в вопросах работоспособности и качества копий. Приспособить копирующее устройство к промышленной модели очень сложно. Это касается переделки всего аппарата. Поэтому собрать самодельный станок проще с нуля при использовании электрического двигателя и системы тяг.

Что касается мотора, то он должен обладать зажимным патроном для фрезы. Ручной копировально-фрезерный станок по дереву будет предусматривать наличие следующих узлов:

• фрезерной головки;
• несущей рамы;
• рабочего стола.

Последний может регулироваться по высоте, а фрезерная головка будет работать в тандеме с электрическим двигателем привода и двухступенчатым придаточным механизмом. С помощью него удастся обеспечить две скорости фрезерного вала.

Изготовление узкопрофильного оборудования

Вы должны быть готовы к тому, что при копировании конечное изделия может иметь некоторые изъяны и несоответствия. Они появляются при смене направления фрезы, дрожании опорной конструкции и вибрациях.

Искривления и прогибания заготовки лишь добавляют неприятностей. Это вызвано увеличением внутреннего напряжения из-за выборки материала. Избежать недочетов вы сможете, изготовив станок узкопрофильного типа. Не следует делать его универсальным.

Немаловажным фактором является еще и размер агрегата. Чем более массивные изделия вы планируете обрабатывать, тем конструкция должна получиться больше. Вибрации, передающиеся от привода фрезы, должны поглощаться массой опорной конструкции. Направляющие оси будут претерпевать нагрузки. Они должны иметь запас прочности. Важно выбрать узел, который не будет прогибаться.

Перед тем как сделать копировально-фрезерный станок по дереву своими руками, вы должны сконструировать оборудование и определить вид деталей, которые планируется формировать. Для граверной работы и фрезерования длинных изделий потребуются разные рабочие столы, а метод закрепления заготовок должен быть индивидуальным. От материала изготавливаемых деталей будет зависеть мощность электрического двигателя, который отвечает за вращение фрезы и устанавливается на станке.

Для фрезерования и гравировки деревянных изделий будет достаточно мотора постоянного тока на 200 Вт. А вот для реализации процедуры копирования между собой соединяются устройство и копирующий щуп. Высота и плоскости над рабочей поверхностью должны совпадать.

В заключение

В роли копира для станка можно использовать контурные чертежи, плоский шаблон, пространственную или эталонную модель. Наиболее простая конструкция копира предусматривает наличие несущей рамы, которая выступает в качестве основания. При сборке следует подготовить фрезерную головку, рабочий стол и электропривод.

Размеры стола могут быть подобраны индивидуально и зависят от поставленных задач. Важно учитывать при этом еще и размеры рабочего помещения. Мощность электродвигателя вы должны определить с учетом планируемых нагрузок. Эта часть конструкции будет вращать фрезу.