Самодельный копир на токарный станок по дереву. Токарные станки по дереву

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.

Классификация токарных станков

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.

Копировальное устройство для токарного станка по дереву обладает весьма привлекательными характеристиками, за счет чего их стали устанавливать в частных и других мастерских.

Классическая конструкция

Промышленные станки обладают достаточно сложной конструкцией, особенно варианты исполнения с ЧПУ, которые могут проводить обработку в автоматическом режиме. Требуемое изделие можно получить и при применении копировального оборудования. Классическая конструкция представлена сочетанием следующих основных узлов:

Самодельный копир для токарного станка по дереву позволяет также проводить качественную обработку заготовок.

Изготовление своими руками

Промышленные варианты исполнения станков обходятся дорого. Именно поэтому многие рассматривают возможность сборки станка своими руками. Рекомендации по проведению работы следующие:

Больше всего внимания уделяется производству копира. Именно он отличает токарный станок от копировального.

Создание копира

Копир применяется для производства похожих изделий. За счет его применения существенно повышается показатель производительности. Среди особенностей, связанных с созданием копира, отмечают следующие моменты:

Шаблон изготавливается из фанеры, он прикручивается к передней поверхности бруса. Верхняя поверхность ранее установленного бруса совмещается с осью шаблона.

Недостатки рассматриваемого устройства

У самодельного копировального станка есть довольно большое количество существенных недостатков. Примером можно назвать такую информацию:

Именно поэтому для налаживания производства сложных деревянных элементов рекомендуется устанавливать промышленные станки.

Станок по дереву Proma DSL-1200

Рассматриваемая модель предназначена для обработки деревянных изделий, которые могут применяться в качестве декоративных элементов. Отличительной чертой конструкции специалисты называют наличие двух резцов:

Эта модель станка может применяться для работы с большими заготовками. Для этого конструкция оснащается люнетом, который крепится на штанги, выступающие в качестве направляющих. Установленная планшайба позволяет обрабатывать многогранные изделия.

Основные характеристики модели:

Недостатком этого предложения, как и многих других, можно назвать довольно высокую стоимость.

Дерево - один из основных материалов, которые использует человек в повседневной жизни для изготовления мебели, предметов внутреннего убранства, декоративных архитектурных элементов, хозяйственных и садовых принадлежностей и многого другого.

Копировальный станок по дереву.

Одну-две вещи можно сделать ручным инструментом либо с использованием деревообрабатывающего оборудования.

Но как обработать большое количество совершенно одинаковых изделий с наименьшими затратами труда и времени? В этом случае на помощь придут копировальные станки. Одним из них является копировально-фрезерный станок по дереву.

В статье рассматривается его устройство и принцип действия, а также предлагаются некоторые советы желающим изготовить аппарат самостоятельно.

Копировально-фрезерные станки (КФС) предназначены для обработки деталей из дерева методом копирования. Разновидности метода:

• контурное или 2-х мерное (2-D) фрезерование;
• объемное или 3-х мерное (3D) копирование.

Тот или иной метод используется в зависимости от формы обрабатываемого изделия.

Основное преимущество копировальных станков состоит в том, что можно изготавливать любое количество деталей с криволинейным контуром, являющихся копией исходного экземпляра. Все они будут абсолютно идентичными. В то же время станок обладает гибкостью, чтобы перейти на обработку другой детали, достаточно сменить эталон.

Поэтому сфера применения их достаточно широка: от мелкосерийного изготовления до массового производства. Наряду с достаточно большими станками для промышленного назначения существуют компактные настольные устройства. Копировальные станки используются в мебельном производстве, деревообрабатывающих цехах, в столярных мастерских индивидуальных предпринимателей.

В качестве рабочего узла в небольших станках часто используют фрезерные головки (фрезер). Частота вращения его достаточна, чтобы обеспечить требуемое качество поверхности (отсутствие сколов, расщеплений, заусенцев).

Примеры обрабатываемых изделий

Ниже показан далеко не полный состав продукции, изготавливаемой с помощью КФС:

• детали мебели - фасады, изголовья кроватей, спинки, ножки кресел и стульев;
• предметы интерьера - обрамление камина, деревянные панно, рамки, подставки;
• сувенирная продукция - статуэтки, шкатулки, медальоны;
• строительные конструкции - обрамление арочных окон, заполнение филенчатых дверей;
• архитектурные элементы - барельефы, декоративные фризы и бордюры, оконные наличники (прорезные или рельефные), карнизная резьба;
• декоративные ограждения - элементы перил, балясины, экраны с орнаментом, детали забора;
• деревянные элементы оружия - приклад, цевье;
• рукоятки садово-хозяйственного инструмента, например, топорища.

Как можно заметить, перечисленные детали имеют значительные отличия между собой, как по размеру, так и по форме. Если сгруппировать их по наиболее общим признакам, то становится очевидно, что для обработки деталей, относящихся к одной группе, требуется своя конструкция (компоновка) станка.

Принцип работы копировального устройства

Для тиражирования изделия используется один из экземпляров, служащий шаблоном. Головка с режущим инструментом (фреза) соединена в одно целое с копировальным щупом.

При 2-х мерном фрезеровании щуп движется по образующей копируемого контура, а вращающийся инструмент повторяет это движение, в результате чего получается копия шаблона.

Когда фрезеруют объемную деталь, копирующий наконечник сканирует 3-х мерную модель и заставляет фрезу двигаться по эквидистантной (подобной) траектории. Характер движений копировальных станков бывает 2-х видов:

• Шаблон и обрабатываемая заготовка неподвижны, режущая головка перемещается в продольном направлении, снимая за один двойной ход некоторый объем материала.
• Шаблон и заготовка (одна или несколько) вращаются, а фреза перемещается в радиальном направлении по копиру. В результате чего повторяет профиль копируемого сечения. При этом режущий узел или деталь равномерно передвигают вдоль продольной оси изделия.

Частным видом копировально-гравировальных работ является фрезерование рисунков или орнаментов по шаблону, представляющему собой наклеенную бумажную копию, распечатанную на принтере.

В качестве программы для создания рисунка можно использовать AVTOCAD, Компас, Word, Paint и другие. Чтобы не прорвать бумагу, в копирующий наконечник вставляют мягкую вставку (дерево или пластик).

Выбор компоновки самодельного станка

Что нужно знать, приступая к разработке своего оригинального устройства.

В первую очередь следует определить, для каких деталей оно предназначается. Далее следует выбрать формообразующие движения, количество осей станка. Для обработки плоских деталей методом контурного копирования достаточно 2-х осей: продольное и поперечное перемещение. Детали с невысоким рельефом требуют еще одного движения (перпендикулярного).

Однако, если рельеф крутопадающий, то ось инструмента необходимо дополнительно поворачивать, чтобы обеспечить лучшие условия для обработки. То есть, уже получается 4 оси. В некоторых случаях потребуется 5 и более осей. Представляя в голове технологию обработки, следует предусматривать все возможные ситуации. После изготовления станка внести дополнительные движения может оказаться проблематичным.

Наконец, станок необходимо скомпоновать таким образом, чтобы управляющие усилия были минимальными. Это означает, что подвижные узлы должны быть как можно легче. Подумайте - какую компоновку лучше выбрать: горизонтальную или вертикальную. Во-первых, от этого зависит удобство работы, а также загрузки и выгрузки обрабатываемых деталей. Во-вторых, при вертикальной компоновке стружка падает сразу на пол или в корыто, а не скапливается на основании или в механизмах станка.

Фрезерную головку следует выбирать максимально высокооборотную. Это является важным фактором, влияющим на качество обработки (уменьшается высота гребешков от фрезы).

Несколько примеров

Пантограф

Фото 1: станок для вырезания букв.

Применяется для плоской резьбы. В основе его конструкции лежит геометрическая фигура - параллелограмм. Одно из свойств этого механизма заключается в том, что узловые точки во время движения описывают эквидистантные кривые. Причем, если звено удлинять, то его конечная точка будет проходить большее расстояние. Это свойство позволяет использовать механизм для масштабирования.

На фото видно, что общая длина с копирующим наконечником на конце примерно в 2 раза длиннее стороны параллелограмма. Это означает, что механизм увеличивающий. Если наконечником копировать какую-либо фигуру, фреза в 2 раза ее уменьшит. Это позволит снизить погрешности копира. Не стоит забывать, что рисунок или шаблон при этом выполняется увеличенным.

Для изготовления пантографа потребуется покупной фрезер и несколько сухих досок. По-видимому, дешевле не бывает.

Станок с плоскопараллельным механизмом

Фото 2: контурное фрезерование

Область применения - также контурное фрезерование.

В отличие от пантографа, криволинейная траектория получается путем сложения 2-х взаинмо-перпендикулярных движений. 3-я ось служит для внедрения фрезы в толщу детали. Груз на противоположном конце поворотной рамы предназначен для уравновешивания системы.

Обратите внимание на небольшой изъян конструкции: груз лучше устанавливать на резьбовую шпильку, чтобы предусмотреть возможность регулировки.

Станок для объемного фрезерования

Фото 3: объемное фрезерование

В нижней части станины расположены 2 поворотных узла крепления копира и заготовки.

Фрезерная головка установлена на уравновешенной качающейся раме, которая при работе передвигается по взаимно перпендикулярным направляющим.

Вместо подшипников линейного перемещения или втулок скольжения, как в предыдущем устройстве, здесь используются роликовые каретки. Достоинством конструкции является открытое основание, благодаря чему облегчается удаление стружки.

Дупликарвер-2

Фото 4: станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы

Серийный станок для плоскорельефной и скульптурной резьбы. Образец простоты: про такие конструкции говорят - две палки, две скалки. Имеет 5 управляемых осей:

• 4 поворота (боковые рычаги, поворотная рама, головка, рабочие столики);
• поперечное перемещение головки.

Продольное движение получается сложением 2-х поворотов: рычагов и рамы. В качестве силовой головки используется немецкий фрезер мощностью 500 Вт и с частотой вращения шпинделя 10 – 30 тысяч оборотов в минуту. Легко переносится одним человеком (вес - 28 кг).

Дупликарвер-3

Фот 5: обработка длиномерной объемной резьбы

К предыдущему станку добавлены еще 2 направляющих скалки (дополнительная линейная ось), а поворотные рабочие столики располагаются вертикально. В результате стало возможным обрабатывать длинномерную объемную резьбу.

Ниже показаны некоторые чертежи, которые могут быть полезными при изготовлении самодельного устройства.

Чертеж 1 - устройство пантографа

Чертеж 2 - схема фрезера, установленного на пантографе

Чертеж 3 - каретка для установки фрезера на плоско-копировальном устройстве

Видео: презентация самодельного копировального станка

Копировальный станок с ЧПУ своими силами - возможно ли это

Все рассмотренные выше устройства имеют ручное управление, то есть, несмотря на повышение производительности, человек остается прикован к механизму. Подобная работа довольно однообразна и утомительна. В массовом и крупносерийном производстве используют копировально-фрезерные станки, оснащенные числовым программным управлением (ЧПУ). Вся работа на таком оборудовании сводится к загрузке заготовок и снятию готовых изделий. В качестве примера на фото показан подобный станок.

От обычного фрезерного станка с ЧПУ копировальный отличается наличием программирующей системы. Традиционный станок с ЧПУ работает от управляющей программы, составленной оператором в системе, например, ARTCAM, по 3-D модели, которую разрабатывает на стадии проектирования инженер-конструктор. Если же изделие создано скульптором или дизайнером, его необходимо предварительно оцифровать, то есть создать 3-D модель. Эту работу выполняет инженер-программист.

На копировальном станке с ЧПУ управляющая программа составляется самой системой. При установке копируемого изделия дополнительная приставка ЧПУ ощупывает деталь и создает ее 3-х мерную модель, по которой автоматически формируется управляющая программа. Учитывая высокую стоимость комплектующих, проблемы с приобретением системы ЧПУ, изготовить самостоятельно копировальный станок с ЧПУ - что-то из области фантастики. Проще сделать фрезерный станок с ЧПУ (не копировальный), хотя с этим тоже не каждый справится.

Для тех, кто собирается заняться своим бизнесом, изготавливая поделки из дерева, а также для профессиональных столяров-краснодеревщиков изготовленный своими руками копировальный станок явится большим подспорьем. Его можно с успехом применять с целью художественного оформления загородной усадьбы, хозяйственных построек, детских площадок и других сооружений. Ювелирная, казалось бы, работа будет выполняться играючи и с высоким качеством.

Ручки у напильников часто ломаются. Небольшое приспособление к токарному станку по дереву выручило юных мастеров школы № 1139 Бабушкинского района Москвы. Это копир для токарного станка. Изготовленные на нем ручки для напильников не уступают готовым.

Основные узлы копира для токарного станка - нижняя и верхняя каретки. Обе перемещаются по направляющим. Нижняя в продольном, а верхняя в поперечном направлениях. Между собой каретки прочно соединены. На верхней каретке, которая несет на себе главный рабочий орган копира - резец, установлен небольшой ролик.

1 - основание приспособления, 2 - подушка, 3 - направляющие нижней каретки, 4 - угольники, 5 - втулки, 6 - нижняя каретка, 7 - направляющие верхней каретки, 8 - угольник, 9 - гайка, 10 - угольник нижней стойки, 11 - стойка, 12 - угольник верхней стойки, 13 - копир (из двух пластин с фигурным вырезом), 14 - вал, 15 - верхняя каретка, 16 - стойка копира, 17 - гайка, 18 - ролик, 19 - гайка для винта 14, 20 - маховик, 21 - гайка резца, 22 - резец, 23 - угольник, 24 - шайба 60x40x5, 25 - винт М10X165x10, 26 - барашковая гайка М10, 27 - уголок нижней каретки, 28 - замок для гайки. 29 - винт М6 (4 шт.), 30 - гайки М6 (8 шт.), 31 - гайки М5 (4 шт.), 32 - винты М6х12 (4 шт.), 33 - винты М5Х10 (4 шт.).

При работе приспособления ролик движется по прорези копира как по направляющей и ведет за собой верхнюю каретку с резцом. Резец, повторяя линию движения ролика, а следовательно и линию копира, обрабатывает заготовку, установленную на токарном станке. Оригинально и просто.
Прежде чем вы приступите к изготовлению копира, мы хотим
предупредить вас о точности изготовления и сборки обеих кареток. Они должны легко и в то же время без люфта перемещаться по своим направляющим. Для этого вы должны выдержать указанные на чертежах допуски.
От правильного изготовления и правильной сборки зависит успех работы всего приспособления и качество готовых изделий.
Приспособление устанавливается на токарный станок по дереву между передней и задней бабками. Само оно крепится к подушке 2, а подушка - к станине станка винтом с барашком (детали 25 и 26).
Имея заготовки квадратного или круглого сечения необходимой длины, предварительно нарезанные на циркульной пиле, вы должны найти сначала центры на их торцах. Центр с одного торца надо накернить, то есть сделать в нем углубление. Оно нужно для установки заголовки в центр задней бабки. С другого торца заготовки сделайте ножовкой по центру прорезь на глубину 5- 6 мм. Этой прорезью вы насадите заготовку на гребенку передней бабки. В результате у вас получится неподвижное соединение между передней бабкой и заготовкой.
Когда заготовка будет установлена в токарный станок, подведите резец копира, вращая ручку маховика, в правую сторону до упора.
Включите станок и, подвинчивая гайку 21, подайте резец к заготовке. Теперь, вращая маховик, вы увидите, как заработает резец. Он будет придавать ручке форму согласно копиру. А его форма может быть различной в зависимости от инструмента, для которого делается ручка. Для напильников нужны ручки одной формы, для стамесок - другой, для шил - третьей. В нашем приспособлении копир изготовлен для стандартной ручки средних напильников.
Как только резец дойдет до конца передней бабки, подайте гайку резца вперед, и он отрежет готовую ручку.
Наше приспособление, как еы заметили, работает от ручного привода. Но вполне можно поставить реверсивный двигатель. О том, как это сделать, решите самостоятельно.
Обработка ручки зависит от скорости вращения шпинделя токарного станка и от наименьших припусков заготовки. Поэтому в зависимости от этого резец делает один, два, а то и три прохода по заготовке.

С. КОКОРЕВ
Приложение к ЮТ 1981 №10

Токарно-копировальные станки используются для изготовления множества одинаковых деталей, например, балясин для лестничных ограждений, столбиков для забора и т.д. Сделать функциональную конструкцию можно своими руками, используя ненужные в хозяйстве устройства.

Изготовление токарного станка

Самая примитивная модель токарного станка изготавливается из обычной дрели. Но это не единственное решение. Основные части будущего устройства:

• станина;
• передняя и задняя стойки (бабки);
• электромотор;
• ведущий и ведомый центры;
• упор для инструмента.

Станина — это база для размещения всех элементов и механизмов. Поэтому она выполняется из толстого бруса дерева или металла. Передняя бабка надежно фиксируется на основании, на нее будет закрепляться деталь. В передней стойке размещается устройство, передающее движение от электромотора на ведущий центр и далее на деталь.

Задняя стойка (бабка) перемещается по направляющей на станине, она удерживает свободный конец заготовки. Между бабками размещается упор для инструмента. Бабки должны располагаться строго по единой оси.

Для станка, сделанного своими руками, подойдет электродвигатель мощностью 200 — 250 Вт, оборотистостью не более 1500. Если же планируется обрабатывать крупные детали, требуется более мощный двигатель.

На шкив электромотора надевается планшайба, которая фиксирует большие заготовки. Планшайба содержит острия, на которые набивается деталь. Противоположный конец детали фиксируется уголком.

Чтобы превратить обычный токарный станок в копировальный, требуется дополнительное устройство — копир.

Копир для токарного станка

Основой копира будет служить ненужный ручной фрезер. Его размещают на поверхности из фанеры 12 мм, размер площадки 20 х 50 см. В площадке проделывают отверстия для крепежа и фрезы, а также установлены упоры — бруски для фиксации фрезы. Фрезер размещается между фиксаторами и закрепляется парой больших гвоздей.

Отдаленная часть площадки перемещается вдоль станины по направляющей — трубе. Концы ее фиксируют в брусках из дерева. Бруски прикрепляются к станине саморезами. При фиксации трубы необходимо использовать уровень и совместить ось трубы с центром станка. Перед установкой на трубу надевается пара брусков с отверстиями, легко передвигающиеся по направляющей. К брускам прикрепляется площадка, на которой размещен фрезер.

Второй важный элемент устанавливается своими руками непосредственно на токарном станке — брусок в горизонтальном положении, на который будут прикрепляться шаблоны. Подойдет брус 7 х 3 см, к вертикальным подставкам он крепится саморезами. Подставки прикручиваются к станине. Верхняя поверхность бруска должна четко совпадать с осью станка.

Когда копир не используется, брусок демонтируют, площадка с фрезером отводится назад и станок превращается в обычный токарный.

Упор выполняется из толстой фанеры и прикрепляется к рабочей поверхности. Фактически упор играет роль копира в данной конструкции. Он закрепляется вертикально, к торцу рабочей поверхности фиксируется на переходный брус из дерева. Копир можно снимать, он устанавливается на подставку саморезами. Подставку же необходимо зафиксировать жестко, без возможности снятия.

Шаблоны выполняются из фанеры, с помощью саморезов они прикручиваются к передней поверхности бруска. Верхнюю поверхность бруса следует совместить с осью шаблона.

Минусы предложенной конструкции

• Рабочую поверхность с фрезером приходится перемещать обеими руками, так как во время работы она перекашивается и заклинивает;
• копировать можно только достаточно простые элементы, например, невозможно повторить витые узоры на столбиках;
• для перемещения резака удобнее предусмотреть винтовую передачу;
• а фрезу лучше заменить циркуляркой, такое устройство получится более универсальным.

Для того чтобы изготовить копир для токарного станка по дереву вам понадобятся следующие составляющие, которые будут необходимы в проессе изготовления:

• электрический двигатель мощностью, приблизительно в 800Вт;
• металлический вал с насадкой для смены распилочного полотна;
• металлически профиль квадратного сечения, металлические уголки;
• деревянный лист;
• мебельные направляющие;
• металлический маркер;
• крепежные материалы.
• сварочный аппарат, болгарка.

Для начала потребуется изготовить металлические направляющие.

Они позволят перемещать всю конструкцию копира в продольной плоскости. В данном случае используется два металлических уголка, которые переворачиваются вниз острой стороной. Между собой уголки свариваются на куски металлического профиля.

Такой подход позволяет обеспечить необходимую механическую прочность и исключить возможность прогибания направляющих под весом копира. На практике для изготовления продольных направляющих может подойти любой другой металлический профиль, главное, чтобы его механические параметры позволяли осуществлять поставленные задачи.

В данном случае для изготовления базы будущего копира использовался деревянный ящик и доска. Доска имеет размер, позволяющий перемещаться внутри ящика в перпендикулярной плоскости.

Для закрепления и последующего перемещения используются обычные мебельные направляющие.

К доске сверху крепится двигатель. В данном случае мощность электрического двигателя составляет 800Вт, а скорость 3000 оборотов в минуту. В зависимости от потребностей Вы можете применить двигатель с другими параметрами.

Далее на доске следует закрепить вал на таком расстоянии, чтобы ременная передача нормально соединяла два шкива, один из которых расположен на конце вала двигателя, а второй на конные вала распилочного полотна. Здесь применяется самодельный вал с одним подшипником.

Из металлического профиля квадратного сечения нужно изготовить П-образную конструкцию. В верхней части П-образной конструкции к горизонтальной планке приваривается специальный металлический держатель квадратного сечения. Длина держателя должна быть меньше длины маркера.

Для закрепления маркера в держателе на верхней пластине просверливаются отверстия. Поверх каждого отверстия наваривается металлическая гайка, в которую вкручивается болт. Двух болтов будет вполне достаточно для надежной фиксации. Регулируемый маркер очень удобен при смене распилочных дисков разного диаметра.

Достаточно просто установить нужный диск и при помощи отвеса выровнять маркер по уровню края диска. Крепление маркера должно соответствовать положению распилочного диска во всех плоскостях. Это позволяет простым перемещением маркера по заготовленному шаблону соосно перемещать диск по вращающейся заготовке.

Весь станок собирается из двух швеллеров и металлических уголков для ножен. На которых закрепляется двигатель, вращающий деревянную заготовку. В данном случае применяется электрический мотор мощностью 1200Вт.

В качестве рамы можно использовать старую раму от какого-нибудь другого станка. Для удобства работы двигатель лучше разместить на съемной металлической пластине, которая позволяет перемещать конструкцию с заготовкой, как в вертикальной плоскости, так и в горизонтальной.

Прижимная бабка изготавливается из четырех металлических пластин в форме прямоугольного параллелепипеда. В торцевые стенки прижимной бабки ввариваются две гайки, в которые вкручивается металлический винт. На конце винта устанавливается конус с патроном.

В случае, когда вам нужно исключить возможность загрязнения окружающего пространства опилками от работы станка или максимально уменьшить процент загрязнения, следует изготовить вытяжку.

Распилочный диск накрывается металлическим кожухом, к которому присоединяется гибкий гофрированный шланг и компрессорная установка для создания воздушного потока заданной мощности.

Видео: изготовление копира для токарного станка по дереву.

Главная » Баня » Самодельный копир на токарный станок по дереву. Токарные станки по дереву