Дополнительные защитные элементы
Работа на станке должна быть безопасной как для его пользователя, как и тех, кто может случайно находиться рядом. Для этого создаются специальные ограды из мощного оргстекла с минимальной плотностью 4 мм. Можно соорудить прозрачный экран рядом с самим инструментом.
Те элементы оборудования, что выходят за пределы станины, маркируются жёлтым цветом. Подобная разметка должна быть на стремительно перемещающихся деталях, внутренних поверхностях кожухов и дверок.
Также ваш станок должен быть оснащён обороной от перегруза. Эта система автоматически блокирует питание в опасных случаях (например – ступоре фрезы), автоматически затормаживает шпиндель после того, отключается привод.
Как изготовить копировально-фрезерный станок своими руками
Приобрести копировально-фрезерный станок для оснащения своей мастерской хотели бы многие домашние умельцы, но стоимость такого оборудования достаточно велика. Между тем, обладая желанием, затратив не так много времени, сил и финансовых средств, можно изготовить такое оборудование своими руками.
Естественно, самодельное копировально-фрезерное оборудование не сравнится с профессиональным по своей мощности, надежности и функциональности, но и на таких станках можно выполнять качественные копии, работать с их помощью по дереву и обрабатывать заготовки из других материалов. Многие пытаются приладить копирующее устройство к уже имеющемуся фрезерному станку, однако это нецелесообразно, так как при этом приходится переделывать практически весь станок. Как показывает практика, свой самодельный станок копировально-фрезерного типа лучше собирать с нуля, подобрав для этого соответствующие комплектующие.
Самодельное копировально-фрезерное устройство с пантографом
Своими руками копировально-фрезерное устройство проще всего изготовить по типовой схеме, которая включает в себя несущую конструкцию – раму, рабочий стол и фрезерную головку. Приводом для обеспечения вращения рабочего инструмента является электродвигатель, передающий движение через двухступенчатый механизм, позволяющий получать две скорости. Рабочий стол этого самодельного устройства можно регулировать по высоте.
Многие из тех, кто копировально-фрезерный станок изготовил своими руками, отмечают, что при смене режимов работы, у такого оборудования начинает проявляться масса недостатков. Наиболее распространенными из таких недостатков являются вибрации рамы станка, искривление заготовки и ее прогиб, некачественное выполнение копирования и др. Чтобы избежать таких проблем, лучше всего делать копировально-фрезерное устройство узкоспециализированным и сразу настраивать его на обработку однотипных заготовок. Объясняется это тем, что самому учесть все недочеты, которые будут возникать у универсального оборудования при смене режимов работы, практически невозможно.
Первое, что необходимо сделать перед изготовлением копировально-фрезерного станка своими руками, — это определиться с задачами, которые вы собираетесь решать с его помощью. От этого будут зависеть размер рабочего стола, способ закрепления заготовок и шаблона, направления перемещения режущего инструмента.
В зависимости от того, какие детали вы собираетесь изготавливать на своем самодельном копировально-фрезерном станке (а также от материала их изготовления), подбирается мощность электродвигателя. Так, для выполнения гравировки и других работ по дереву вполне подойдет электродвигатель мощностью 150–200 Вт.
Щуп и рабочий орган станка жестко закрепляются между собой и устанавливаются над рабочим столом так, чтобы высота их расположения и их плоскости полностью совпадали. Такая конструкция после установки должна передвигаться горизонтально и вертикально параллельно всем сторонам рабочего стола.
Токарно-копировальный станок по дереву – станок, который широко используется при заводской деревообработке для тиражирования изделий определенной конфигурации, соответствующей заданному образцу. Это оборудование позволяет обрабатывать любые детали с высокой точностью и скоростью. Однако производственные станки с их крупными габаритами затруднительно будет расположить в небольшой частной мастерской.
Огромная машина легко справляется с работой, которая человеку неподвластна
Для чего нужны?
Проще говоря, копир-фрезерователь – станок, позволяющий повторить объёмную или плоскую фигуру со сложным контуром, образ которого записан в графическом изображении. Пример применения – фасонное профилирование, выполненное путём гравировки. Другие наиболее наглядные и показательные примеры – узоры, орнамент, объёмные надписи, облегчённое фрезерование.
Фрезеровке на таком устройстве поддаются сталь, чугун, медь, алюминий. Бронза и другие металлы и их сплавы. Серийность производства значения не имеет. Фрезер-копир способен, например, воссоздать на ложке изображение ветки дерева или цветка, логотип фирмы-производителя и многое другое. Новичка впечатлит производство с помощью фрезера-копира:
гребней-винтов для судна и механизма паровой машины;
лопаток реактивных двигателей;
колёс гидротурбин;
штамповочных и литейных форм;
кулачковых комплектующих для двигателей автомобилей;
всевозможных модельных и заготовочных приспособлений из разных сплавов и так далее.
Область применения станка-копира поистине огромна и разнообразна. Но вышеперечисленными отраслями и видами работ данный список не заканчивается. На фрезере-копире высверливают технологические щели и отверстия под замки, ручки дверей и окон, защёлки и задвижки, петли. На фрезере возможно изготовить рамку под зеркало из металлопластикового профиля, взяв в качестве руководства любой вступительный видеокурс о работе на таком станке.
Фрезер-копир позволяет получить точно такое же изделие, используя шаблон последнего. Шаблонная проточка и гравировка заготовки позволяет доверить это дело автоматике, исключив человеческое влияние как дестабилизирующий фактор. Задача упрощается, если число копий изделия возрастёт хотя бы до десятков экземпляров, но для стопроцентно точного повторения применяют пантограф.
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.
Виды агрегата
Существует немало видов фрезеровального оборудования, каждый из которых имеет свои отличительные черты конструкции и предназначение. Условно устройства можно подразделить на несколько типов.
Станок с числовым программным устройством
Конструкция этого вида устройства имеет встроенный микропроцессор с определенным объемом оперативной памяти и операционной системой. Благодаря этому его можно запрограммировать на выполнение определенной последовательности операций, настроить функции устройства.
Преимущество работы станка с ЧПУ заключается в следующем:
- способен выполнять одновременно несколько типов операций;
- позволяет экономить затраты на оплату трудовых ресурсов и организацию производственного процесса;
- повышение уровня производительности труда;
- сокращение времени, необходимого на выполнение поставленной задачи.
Для работы с этим видом устройства для фрезеровки необходимо обладать специальными навыками и знаниями.
Ручной тип станка
Фрезерный стол для ручного фрезера своими руками обладает способностью выполнять меньший объем работы, чем оборудование с ЧПУ. Небольшой размер станка не позволяет использовать его на производстве, а лишь в домашних условиях. Как правило, ручной вид фрезеровального оборудования предназначен для выполнения пазов при соединении деталей. Особенно актуален станок при изготовлении пазов небольших размеров.
Стоит также отметить, что часто ручной фрезеровальный станок используется при необходимости обработки заготовки из дерева, украшенной декоративными вставками. Это делает возможным применение оборудования на небольших предприятиях по изготовлению мебели.
Копировально-фрезеровальный механизм
Этот вид устройства в основном применяется для изготовления заготовок высокого уровня сложности, связанных с наличием сложных узоров и декоративных элементов. Не исключена возможность выполнения таких операций вручную. Однако это займет много времени и требует от мастера высокого профессионализма. Для того чтобы иметь возможность выполнения одинаковых заготовок, в производственном процессе используются предварительно изготовленные шаблоны.
Токарно-фрезеровальный агрегат
Станок предназначен для того, чтобы придать заготовке определенную форму посредством использования профильного метода работы. В результате использования этого оборудования есть возможность обработки заготовок многогранной, круглой или винтообразной формы. Это стало возможным благодаря возможности программирования рабочего процесса.
Настольное устройство
Основными свойствами станка можно считать удобство работы с ними и простоту конструкции. Как и предыдущий вид станка, его применение актуально на небольших предприятиях или в домашних хозяйствах. Оборудование настольного типа одновременно обладает простой конструкцией и возможностью выполнения сложных рабочих процессов.
Бытовой фрезер
Это простой вид фрезеровального оборудования, предназначенный для использования в домашних условиях. С его помощью можно выполнить такие виды операций:
- распиловка заготовок из дерева;
- строгание;
- фрезеровка;
- сверление;
- шлифование и пр.
Оборудование просто в использовании и обслуживании.
Вертикально-фрезеровальный станок
Основным видом рабочего элемента для этого вида станка является фреза. Верстак способен выполнять такие процессы:
- сверление;
- зенкерование;
- растачивание отверстий;
- обработка поверхности пазов любого диаметра.
Немаловажное значение имеет то, что устройство можно применять для работы не только с заготовками из дерева, но и иными материалами. Каждый из вышеперечисленных видов фрезеровальных станков имеет свои особенности конструкции, а также область использования
Это обязательно необходимо учитывать при выборе определенного типа станка
Каждый из вышеперечисленных видов фрезеровальных станков имеет свои особенности конструкции, а также область использования. Это обязательно необходимо учитывать при выборе определенного типа станка.
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 №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.
Достоинства и несовершенства фрезера из электродрели
Вырежьте из ДСП маленькую панель и изготовьте для неё 4 опорных бруска. Применяемые материалы должны быть качественными и крепкими. На крышке стола прорежьте полукруглое отверстие электроножовкой либо лобзиком. Сделайте прорези для упорного листа и фиксаторов. Панель прикрепите к мотору, посредством болтов либо специальных застёжек.
Фрезер должен закрепляться на столе при помощи подшипниковых узлов. Для того чтобы увеличить качество фиксирования электродрели в вертикальной позиции, нужно в верхней части стойки прирастить брусок из древесины. Он будет исполнять роль упора для электродрели. В завершающей стадии создания фрезера обработайте наждачкой все его деревянные поверхности. Рабочая площадка должна находиться на прочной и долговечной основе.
Созданная своими руками конструкция обладает очевидными достоинствами, ключевыми среди которых можно назвать следующие:
- станок домашнего изготовления обойдётся на порядок дешевле, чем заводской;
- фрезер из электродрели даёт возможность работать с поверхностями различного вида;
- работы по сборке приспособления производить довольно легко, не считая момента подведения электропроводки;
- простота в использовании;
- лёгкость техобслуживания.
Значительных недочётов у самодельного оснащения немного. К главным недочётам можно отнести следующие моменты.
- Ручной фрезер, изготовленный из подручных материалов, не отличается прочностью.
- Скорость обрабатывания деталей слишком маленькая.
- Ресурсов электродвигателя, взятого со старенького бытового устройства, не хватает для функционирования с непростыми материалами и поверхностями, в частности, с металлом. Данный недочёт можно ликвидировать. Для этого желательно взять высокоскоростной электродвигатель от перфоратора. Это позволит регулировать количество оборотов для различных материалов.
О том, как сделать фрезер из дрели своими руками, смотрите в следующем видео.
Как сделать своими руками?
Для тех, кто намерен хорошо изучить чужую полезную практику, приобщиться к усовершенствованиям и изобретениям, попробовать, насколько хороши в практической деятельности самодельные приспособления для фрезера, ниже приводится несколько видеороликов от отечественных Кулибиных.
Список открывающихся перед домашним мастером полезных приспособлений.
Параллельный упор – его можно просто приобрести и установить на краю верстака (если он достаточно ровный) или детали. К нему можно прибавить деревянный брусок. Однако работать с таким устройством нужно предельно внимательно, ибо он придает элемент неустойчивости. Имея в распоряжении параллельный упор, можно надежно фиксировать при обработке деталь, чтобы обрабатывать кромки и пазы
Направляющую шину – простое приспособление, сходное с вышеописанным. Его назначение – сократить время, затраченное на обработку. Оптимально, если в комплекте имеется башмак. Элементарный вариант своими руками – надежно закрепленная линейка (пример можно посмотреть на видео).
Шаблоны и копировальная втулка – самый распространенный вариант изготовления полезного приспособления для фрезера своими руками. К ним приходится прибегать особенно часто, и главное – правильно выбрать способ крепления, рассчитать диаметр. Подробней о нюансах рассказано в видеоролике от пользователя с популярного канала.
Интересен и циркуль, в котором диаметр изменяется предельно просто – смещением штанги, предназначенной для создания круглых и овальных отверстий.
Особенность каждого творческого человека – в умении своевременно сориентироваться, усвоить уже сделанные наработки или создать при необходимости свои. Не всегда есть возможности приобрести необходимое для работы (по финансовым причинам или из-за отсутствия в продаже). Тут и приходит на помощь чей-то полезный опыт или собственная находчивость и смекалка. Всемирное информационное пространство значительно облегчило эту задачу.
Все о приспособлениях для фрезера смотрите в видео.
Этапы проектирования
Многие мастера работают, только используя эскизы. Окончательная подгонка расположения деталей производится только при установке их на станину. Уже по месту сверлятся необходимые отверстия, а потом производится монтаж. Довольно часто приходится изменять взаимное расположение узлов. Просверленные отверстия заваривают. Затраты времени довольно большие.
Современная компьютерная техника дает в руки проектировщиков мощный инструмент – трехмерное моделирование с помощью инженерных программ. Выбор программного обеспечения большой. Освоить любую несложно, достаточно установить на свой компьютер и просмотреть уроки, опубликованные в сети.
- Чтобы проще производить виртуальный монтаж, создаются трёхмерные модели твердых тел. Производится измерение имеющихся деталей и узлов.
- С помощью инструментов компьютерной программы разрабатываются аналоги с точными размерами (в пределах разумного допуска).
- Проектируется сцена – моделируется место будущего размещения станка в мастерской.
- На виртуальной сцене размещаются станина и узлы.
- По модели можно перемещать элементы, добиваясь рациональной установки по высоте, ширине и в пространстве сцены.
- Некоторые узлы могут быть спроектированы по месту, применительно к имеющейся модели.
- После завершения моделирования создаются рабочие чертежи. Эта процедура занимает немного времени. Достаточно перенести проекции сборочных узлов и деталей на координатные плоскости и расставить размеры.
- При необходимости для лучшего понимания особенностей конструкции выполняют разрезы и сечения. Они помогают разобраться во взаимодействиях между отдельными деталями и их устройстве.
Достоинства и недостатки самодельного ручного фрезера
К преимуществам ручного фрезера по дереву своими руками относят:
- относительно низкую стоимость;
- возможность обрабатывать разнофактурные поверхности;
- простоту конструкционного решения и эксплуатации;
- лёгкость обслуживания.
Существенный недостаток всего один – малая рабочая скорость. Вы не сможете с таким устройством обрабатывать сложные детали и поверхности – не будет хватать оборотов.
Однако эту проблему легко устранить. Нужно лишь использовать высокоскоростной электромотор, например, от перфоратора. Он даст вам возможность регулировать количество оборотов, и вы сможете выполнять столярные работы любой сложности.
Ремонт компрессоров своими руками: основные виды неисправностей и способы их устранения (видео и 90 фото)
Ковка своими руками: лучшие идеи, стильные варианты, нюансы, секреты и хитрости применения (75 фото и видео)
Удивительные изобретения своими руками: 105 фото, варианты изобретений и схемы изготовления в домашних условиях
Изготовление своими руками
Полностью конкурировать с промышленными образцами самодельный копировальный станок для резьбы по дереву, конечно, не может. При эксплуатации самодельных устройств наблюдаются разнообразные недостатки.
Самые распространенные проблемы — это вибрация рамы станка, прогибание заготовки, большие погрешности при копировании. Поэтому при проектировании собственного станка следует учитывать задачи, которые он будет решать. Проще собрать узкопрофильное устройство, чем универсальное, сразу настроив его для решения однотипной задачи.
Несмотря на разнообразие схем, показывающих порядок сборки станка, все устройства имеют одинаковые основные узлы.
Минимальный набор элементов следующий:
- Стол рабочий.
- Рама несущая.
- Головка фрезерная.
Пантограф может быть собран из дерева или металла.
Пантограф по дереву имеет свой недостаток, поскольку деревянные части соединяются при помощи петель и, таким образом, им свойственен люфт. Поэтому точность обработки деревянного пантографа невысокая.
При изготовлении металлического пантографа появляется возможность создавать копии разного масштаба. Но он не умеет делать объемные копии.
Некоторые умельцы пытаются переделать обычный производственный фрезерный станок, добавив к нему копирующее устройство. В этом случае надо переделывать практически полностью весь старый станок и проще собрать агрегат с нуля.
Следует учитывать размер заготовок, которые должен будет обрабатывать станок. Чем больше длина заготовки, тем сильнее нагрузка на направляющие оси станка. Возможно, они неспособны будут выдержать такую нагрузку. А также при работе с крупными деталями, инструмент испытывает большие вибрации. Чтобы компенсировать момент вибрации, оборудование необходимо проектировать массивным и тяжелым.
Поэтому, в первую очередь перед созданием копировально фрезерного станка по металлу или дереву надо выделить задачи, которые будут решаться при работе на нём. Исходя из этого планируются размеры стола и всей конструкции, способы крепления шаблона и варианты перемещения фрезы.
Если планируется обработка плоских деталей, то для контурного копирования хватит двух осей станка, поскольку перемещение будет только продольное и поперечное.
Если рассчитывать на работу с рельефными заготовками, то потребуется добавить еще перпендикулярное движение.
Если же рельеф большой, то приходится рассчитывать на еще одну ось — четвертую.
Все возможные варианты надо продумать до начала изготовления станка, поскольку после изготовления и сборки всех узлов, очень сложно внести изменения в существующую конструкцию.
Компоновка станка может быть горизонтальной или вертикальной. Если станок вертикальный, то стружка во время фрезерования попадает либо на стол, либо в специальный поддон, а не оседает в деталях фрезы.
Для лучшего качества обработки изделия фрезерная головка должна быть высокооборотная.
Для обработки деталей из разных материалов, желательно иметь набор режущих фрез разного качества и износостойкости.
После определения круга задач, вычисляется необходимая мощность мотора. Для выполнения гравировки и подобных работ по дереву достаточно двигателя с мощностью от сто пятидесяти до двухсот ватт.
Рабочий узел и щуп закрепляются вместе так, чтобы они находились на одной плоскости и высоте по отношению к рабочему столу. В качестве крепления используется жесткий зажим. Тогда весь собранный элемент сможет перемещаться параллельно сторонам рабочей поверхности как горизонтально, так и вертикально.
Все подвижные узлы должны быть максимально легкими, чтобы управляющие усилия были минимальными.
