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

Классификация копировально-фрезерных станков

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

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

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

Принцип работы устройства

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

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

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

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

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

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

Варианты фрезеровки

Фрезеровка на копировальном станке может осуществляться одним из двух методов:

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

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

Процесс создание станка своими руками

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

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

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

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

• рабочая поверхность;
• станина;
• фрезерная головка.

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

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

Пантограф

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

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

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

Модель с плоскопараллельным механизмом

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

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

Модель для объемной фрезеровки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выполнить копир токарного станка своими руками — не самая сложная задача. Но чтобы добиться желаемого по качеству и эффективности результата, придется приложить определенные усилия. Вам пригодится подробный чертеж, копировальный шаблон и несколько часов свободного времени. Предлагаем вам вариант станка копира, основанного на ручном фрезе в качестве режущего инструмента.

Предлагаемый копир для вашего токарного станка требует небольших финансовых, временных и трудовых затрат. Именно этим он привлекает большое количество мастеров, которым нужен копир для токарного станка.

Режущим приспособлением будет выступать ручной фрезер. При этом эксплуатационные возможности копира напрямую зависят от характеристик самого токарного оборудования.

Не стоит рассчитывать на привлекательность дизайна создаваемого своими руками устройства, поскольку его основная задача — без лишних энергозатрат создавать копии по шаблону.

Устройство станка с копиром

• Для начала, чтобы создать токарный станок с копиром, вам потребуется ручной фрезер. Его тип выбирайте сами, в зависимости от планируемых работ;
• Фрезер монтируется на опорную площадку с размерами примерно 50 на 20 сантиметров. Ее можно изготовить из листов фанеры толщиной 12 мм;
• По вашему желанию копировальный станок может получить большую или меньшую площадку. Размеры во многом зависят от параметров выбранного фрезера;
• На опорной площадке выполните отверстия, через которые будут выходить фрезеры;
• Здесь же проделываются отверстия под крепления. В роли крепежей оптимально использовать болты;
• Упорные бруски, расположенные по периметру и зафиксированные саморезами, обеспечат защиту от случайных подвижек фрезы при обработке изделий;
• Установив между брусками опоры фрез, убедитесь, что он зафиксирован надежно, отсутствуют любые вибрации или люфт;
• Дальний конец опорной площадки должен иметь возможность перемещаться по направляющей трубе по всей длине токарного оборудования;
• Используйте направляющую трубу диаметром 25 миллиметров, либо адаптируйте под свои параметры станка;
• Основное условие при выборе труб — они должны справиться с нагрузками от веса фрезера, не прогибаться, сохранять ровность, гладкость поверхности;
• Концовки труб зафиксируйте парой деревянных бруском подходящего размера;
• Бруски монтируются к корпусу станка саморезами или через болты.

Установка элементов конструкции

Чтобы токарный станок с копиром работал эффективно, а копировальный процесс не вызывал вопросов по качеству, ни в коем случае не спешите. Именно спешка не позволяет мастерам сделать своими руками действительно хороший копир под токарный станок.

Изучив чертеж, на основе которого вы решили построить копир своими руками, придерживайтесь предлагаемых размеров. Если допустить даже небольшую погрешность, технология копирования может полностью нарушится, собьются рабочие оси.

Чтобы ничего подобного не допустить, придерживайтесь нескольких важных правил.

1. Ось трубы, предназначенной для передвижения фрезера, обязана быть точно параллельно относительно оси вращения станка.
2. Совпадение оси трубы и оси станка также важный плюс, хотя обязательным это условие не является.
3. Главный момент — совпадение фрезера в крайнем нижнем положении с осью токарного устройства. Этот параметр контролируется и меняется по мере необходимости за счет уровня размещения копира.
4. Направляющую трубу зафиксируйте через глухие отверстия деревянных брусков. Но непосредственно перед фиксацией наденьте на трубу два бруска, на которых планируется монтаж несущей площадки.
5. Деревянные бруски для несущей площадки обязаны очень легко двигаться, а точнее скользить вдоль направляющей трубы. Если замечены расшатывания, копировальный агрегат придется переделывать.

Многие опасаются того момента, когда предъявляются повышенные требования относительно скольжения. Но сделать станок с такими рабочими параметрами не сложно, если взять на вооружение ровную, гладкую трубу.

Горизонтальные бруски

Следующий шаг — это монтаж горизонтального деревянного бруска, который является вторым по значимости рабочим компонентом вашего токарного станка с копиром.

• Придерживайтесь аналогичных требований точности, как и в операциях, описанных выше;
• Горизонтальный брус соединяется с шаблоном профиля заготовок;
• Для изготовления бруска своими руками можете использовать заготовку размером 7 на 3 миллиметра и зафиксировать его саморезами к вертикальным стойкам;
• Сами деревянные стойки монтируются к станине токарного устройства любым удобным для вас методом;
• Убедитесь, что верхняя кромка горизонтального элемента параллельна относительно оси станка и располагается на одном уровне;
• Если в какой-то момент копировальный функционал вам не потребуется, брусок можно легко снять своими руками, откинуть установочную площадку на край станка и использовать токарный агрегат по его прямому назначению без копира;
• К рабочему столу фреза монтируется вертикальный упор. Здесь вполне подойдет лист тонкой фанеры. Хотя если вам требуется более прочная конструкция, используйте стальные листы;
• Данный элемент служит для передвижения по копиру при заточке деталей. Он задает пространственное положение для рабочего фрезера. Потому копир следует фиксировать как можно надежнее;
• Важную роль играет толщина. Чем тоньше окажется вертикальный упор, тем точнее сможет копировать токарный станок ваш шаблон. Но и при слишком тонком упоре устройство по шаблону начинает двигаться с определенными затруднениями. Потому оптимальный выход из ситуации — это поиск промежуточного варианта;
• Если для изготовления копира вы используете фанеру, обязательно предусмотрите применение съемной его конструкции. Это позволит легко демонтировать копир при его износе, заменить на новый при минимальных временных затратах.

Шаблон

Последний, но не менее важный элемент токарного станка с функцией копира — это непосредственно сам копировальный шаблон. Сделать его не сложно, но конфигурация полностью зависит от параметров изделий, которые вы хотите получить с помощью вашего станка.

• Возьмите лист фанеры или ОСП плиту;
• Нанесите на листе разметку согласно контурам будущего изделия, которое вы хотите выточить на токарном устройстве;
• Обязательно сопоставьте все размеры с требуемыми параметрами;
• Электрическим лобзиком аккуратно режущим лезвием пройдитесь по контурам, вырезав необходимую деталь;
• Обработайте кромки шлифовальной машинкой или обычной наждачной бумагой. На шаблоне не должно быть неровностей, заусенцев, зазубрин;
• Закрепите полученный шаблон на горизонтальной рейке, используя саморезы;
• Фиксацию осуществляйте строго в соответствии с установочными параметрами.

Используя чертежи и видео инструкции, вы легко сможете самостоятельно сделать достаточно эффективный, производительный копировальный токарный агрегат. Вам только потребуется немного терпения и времени.

Для осуществления полного спектра работ по дереву ручным фрезером или на фрезерном столе необходимы не только обычные приспособления, такие как различного размера фрезы, но и дополнительные устройства, которые помогут исполнить более сложные работы. Инструмент должен обладать возможностью создавать заготовку такой формы, какая нужна согласно задумке мастера.

Некоторые такие устройства входят в комплект к прибору, но если их нет в наличии или если его планируется изготовить самостоятельно, то и дополнительные детали можно сделать вручную. Как правило, они достаточно просты в изготовлении. Кроме различных упоров можно изготовить и копир для фрезера своими руками и установить конструкцию на основу-каркас.

Соорудить фрезерно-копировальный станок можно самостоятельно с использованием ручного фрезера. Прибор может быть различной конструкции, но задание у него одно — как можно четче передать по профилю-держателю движения рабочей головки устройству, которое вырезает материал.

Купить готовый станок с копиром не всегда является возможным, поэтому часто его делают самостоятельно из подручных средств. Его рекомендуют собрать сначала, приспособить копир к серийному прибору трудно, это требует глубокой его переделки.

Характеристика самих работ

Фрезеры, оборудованные копирами, используются для объемных манипуляций и по обработке плоскостей. Они справляются с работами, в которых используются объемные формы, гравировка различной формы, рисунков, узоров, надписей. Простые фрезерные функции им тоже под силу. Подобные конструкции отличаются своей простотой, но при этом способны выполнять удивительно сложные орнаменты и формы.

Для работ таким станком подойдет не только дерево, но и чугун, сталь, цветные металлы, для этого используют быстрорежущий инструмент из твердых сплавов. В промышленных масштабах на подобных агрегатах, но, конечно, более габаритных, выполняют лопатки двигателей для самолетов, корабельные винты, гребни гидротурбин, различные модели, металлические заготовки, штамповки, литые и прессованные детали.

Сделанный копир своими руками применяется при сверлении замочных отверстий, под шпингалеты. Им можно сделать рамки, пазы, каналы любых размеров в пластиковых и металлических профилях.

Но самое интересное, что на нем можно фрезеровать криволинейные детали, копируя их по шаблону. Последние позволяют выполнить точную копию и исключить при таких сложных работах человеческий фактор. Детали имеют точную, идеально одинаковую форму.

Идентичные детали изготовляются с применением шаблона, все последующие детали можно изготовлять по образцу первой. Для самого четкого и точного копирования фрезер оборудуют копиром, такое устройство называется еще пантографом.

Вернуться к оглавлению

Принцип работы и устройство

Вкратце принцип работы копира такой: при помощи щупа обводятся контуры оригинала копируемого объекта или шаблона. Щуп соединен с рабочей плоскостью, на другом конце которой крепится фрезер, таким образом, все движения щупа повторяет головка фрезера.

В станках есть система направляющих, электродвигатель и патрон для зажима фрезы или фрезер. Тут описывается простая конструкция.

Стандартная конструкция состоит из:

• рабочей поверхности и несущего каркаса;
• фрезерной рабочей головки;
• копировального щупа.

Чтобы сделать копир своими руками для ручного фрезера, потребуется:

• каркас из дерева или металла, если на основе токарного станка, то такой станок;
• доски и рейки, толстая фанера, деревянные бруски;
• крепежные элементы (болты, гайки, саморезы);
• фрезер;
• набор гаечных ключей, ножовка для вырезания необходимого размера деревянных деталей;
• труба из металла, направляющие;
• сверла по дереву и металлу;
• ременной привод и электромотор (если будет не с ручным, а с автоматическим приводом).

Рабочая плоскость выставляется по высоте, головка оборудуется электродвигателем привода и двухступенчатым механизмом передач, он создает две скорости вала фрезера. Это для более сложных конструкций.

Если есть токарный станок и ручной фрезер, можно соорудить очень неплохой копировальный станок, который будет работать по объемным заготовкам. Для этого потребуется минимум деталей.

Копир своими руками изготовить не так уж и трудно.

В качестве главного инструмента берут ручной фрезер. Его устанавливают на основе из толстой фанеры (12 мм), ее параметры 500/200 мм.

На ней делается отверстие под подошву фрезера и крепежных болтов. Также делается каркас и опоры из брусков, это служит дополнительной стабилизацией и фиксацией инструмента. Два бруска поменьше фиксируют к плоскости фанеры по краям. Фрезер монтируется между этими двумя брусками штырями (болты или гвозди) сквозь отверстия в его подошве и проделанные в фанере.

Площадка своим далеким концом скользит по трубе вдоль конструкции, то есть она прикреплена на брусок, который ходит по ней. Можно взять трубу из металла 1 и ¾ дюйма. Она закреплена между двумя кубическими брусками, она как бы нависает с кареткой и фрезой над станком. Кроме того, она откидная. Эти бруски крепятся саморезами к каркасу. Труба выставляется как можно ровнее по оси станка, она совпадает с его осью. На нее также насажены два деревянных куба с отверстиями, соответствующими ей, чтобы обеспечить скольжение. Вот к ним-то и крепится такая каретка.

На фасадной стороне каркаса станка крепится также еще один брусок, но уже горизонтальный, на нем фиксируется шаблон профиля. Фиксируется он к двум стойкам из дерева по вертикали с двух его сторон. Верхняя часть его идет точно по оси станка. При ненадобности копира он снимается, фрезер вместе с кареткой откидывается. На ней снизу крепится посредине вертикальная поперечина, она скользит по выемкам шаблона, копируя рельеф. Это собственно копир, он крепится саморезами, в случае чего его можно снять и заменить или отрегулировать высоту. На брусок по фасаду саморезами крепится шаблон. Площадка двигается руками.

Такой станок предназначен для простых объемных деталей типа ножек стула, подсвечников, где нет витых элементов.

Сделать простой копировальный станок своими руками на первый взгляд кажется легко выполнимой задачей. В сети есть немало фото готовых конструкций, которые впечатляют своей оригинальностью и простотой изготовления. Многие загораются желанием сделать что-то подобное. Но когда самодельный копировальный станок собран, то оказывается не всё так гладко.

Копировальные станки бывают с фрезерной и токарной обработкой. По распространённости первое место занимают именно фрезерно-копировальные станки. Они более функциональны и позволяют получать не только круглые копии, но и копии произвольной формы. О них и пойдёт речь в этой статье.

Самой большой бедой фрезерно-копировального станка, собранного в домашних условиях, является люфт и вибрации. Многие домашние мастера сетуют, что при копировании образца, получившееся изделие имеет много несоответствий и изъянов, появившихся при смене направления формовочной фрезы и дрожании опорной конструкции. Кроме того, добавляют неприятностей искривления и прогибания заготовки, связанных с возрастанием внутреннего напряжения из-за выборки древесины. Поэтому изготавливая копировальный станок невозможно сразу избежать всех недочётов. Как правило, после сборки приходится доводить конструкцию до приемлемых параметров ещё какое-то время.

В любом случае самодельный копировальный станок лучше делать не универсальным, а узкопрофильным, то есть оптимизированным под изготовление конкретных изделий, необходимых именно вам. Например, чтобы эффективно изготовить деревянную часть ружья, винт для пропеллера и объёмный текст, нужны разные технические решения, и если их объединять в одном станке, то могут возникнуть побочные эффекты, которые будет трудно исправить. Поэтому практичнее собирать станки под какую-то определённую задачу. Такой подход позволит избежать многих трудностей и неоправданных затрат.

Также немаловажным фактором является размер станка. Чем большую заготовку вы планируете обрабатывать, тем массивнее должна быть конструкция. Вибрации, передающиеся от привода фрезы, должны поглощаться массой опорной конструкции станка. А направляющие оси должны не только выдерживать нагрузку, но и иметь запас прочности, чтобы они не прогибались. При самостоятельном проектировании фрезерно-копировального станка оптимальные параметры для плавного хода фрезы подбираются опытным путём.

Принцип действия фрезерно-копировального станка таков: на подвижной раме установлен фрезер для выборки древесины и щуп, которым водят по оригиналу. Рама опускается до деревянной заготовки, и фрезером снимается лишняя древесина. Весь смысл проектирования состоит в том, чтобы обеспечить одновременный ход фрезы и щупа в трёх плоскостях, а также вращения вокруг поперечной оси. Для этого используют металлические направляющие или деревянные шарнирные системы. Древесина лучше поглощает вибрации, её проще обрабатывать и она имеет меньшую стоимость. На видео внизу страницы показан самодельный копировальный станок для создания плоскорельефных изображений и объёмных надписей с нестандартным способом перемещения в пространстве. Причём в такой конструкции предусмотрено двукратное уменьшение масштаба. Скачать чертежи фрезерно-копировального станка можно одним архивом внизу страницы.

Теперь сделать копию, например, объёмной надписи не составит труда. Сделать шаблон для создания 3D текста также можно самому. Для этого понадобится распечатанный эскиз, пара картонных листов, клей и канцелярский нож. Лист с эскизом и картон склеиваем между собой так, чтобы бумага не сморщилась. После высыхания остриём канцелярского ножа аккуратно вырезаем буквы точно по эскизу. Высоты шаблона в 2 мм обычно достаточно для того, чтобы щуп не соскальзывал.

Все фото из статьи

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

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

Что такое копировально-фрезерное оборудование

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

По сути, агрегат был разработан для фрезерования криволинейных элементов:

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

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

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

Конструкция агрегата

Копировально-фрезерные агрегаты дают возможность обработки рельефов или профилей:

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

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

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