Фрезерно-копировальный станок - это оборудование, которое очень часто применяется на предприятиях, где есть необходимость в изготовлении больших партий какого-либо предмета, имея его изначальный образец. Однако в некоторых случаях это устройство может пригодиться и домашним мастерам.
Что такое фрезерование
Фрезерно-копировальный станок принадлежит к фрезеровочной группе. Его можно встретить практически на любом промышленном предприятии, как и любой другой агрегат этой категории. Используются все они для выполнения какой-либо механической обработки. Применение этой операции и таких аппаратов позволяет выполнять черновые, получистовые и чистовые обработки деталей из простых и фасонных заготовок. Есть возможность обработки как дерева и пластика, так и черных, и цветных металлов. На сегодняшний день фрезерно-копировальные станки отличаются высокой точностью обработки, хорошей производительностью, а также возможностью копировать изделие даже очень сложной формы.
Типы операции
Все современные станки данной группы могут работать в двух режимах. Первый - это встречное фрезерование, когда продвижение рабочего инструмента и заготовки идет в разные стороны. Второй - попутное фрезерование, когда движение объектов осуществляется в одну и ту же сторону с рабочим инструментом.
Сегодня в качестве материала режущего инструмента для фрезерно-копировального устройства может использоваться самое разное сырье. Благодаря широкому спектру выбора появилась возможность обрабатывать не только деревянные заготовки, но и изделия из самых твердых сплавов, металлов, натурального и искусственного камня. К тому же такие приборы могут проводить еще и шлифовку.
Само же оборудование подразделяется на два вида. Это могут быть станки общего назначение, а могут специализированного. Копировально-фрезерный станок принадлежит ко второй категории.
Для чего предназначается агрегат
Станок, принадлежащий к фрезерной группе и выполняющий функцию копирования, может работать как с плоскими, так и с объемными деталями. Помимо проведения основной операции, есть возможность выполнять гравировку фасонных изделий и наносить надписи и узоры на изделие.
Смена режущего инструмента на копировально-фрезерном станке позволяет применять его для подготовки копий изделий из таких материалов, как чугун, разные марки стали и цветных металлов. Данная операция успешно применяется, к примеру, для производства гребных винтов, формы для пресса, рабочих колес для гидротурбин и прочего.
Далее стоит отметить, что данный агрегат способен выполнять определенные процедуры, на которые практически не способно даже универсальное устройство данного типа. Принцип работы - это, конечно же, копирование. Однако для успеха работы требуется образец, с которого и будут делаться копии. Использование идеального с точки зрения геометрических параметров шаблона поможет полностью исключить человеческий фактор. Это означает, что даже копирование самых сложных узоров и форм будет выполнено точно в соответствии с оригиналом. К тому же удобно еще и то, что один и тот же шаблон можно использовать для организации крупносерийного производства подобных деталей.
Есть определенная особенность, которая позволяет этому агрегату работать с высокой точностью. Использование пантографа для копировально-фрезерного станка для резьбы по дереву и позволяет максимально точно переносить форму и размеры шаблона на заготовку. Основное предназначение пантографа - это точная передача данных копировальной головке агрегата.
Режущий инструмент для аппарата
Как говорилось ранее, копировально-фрезерный станок для резьбы по дереву, металлу и стали может быть использован для плоскостного и объемного фрезерования. К плоскостному относят гравировку профилей, а к объемному - работу с обработкой рельефа. В качестве основного рабочего инструмента используется фреза, которая будет в точности повторять движения копира, тем самым, обрабатывая контур или же объемную поверхность детали. Здесь очень важно заметить, что для образования связи между копиром и фрезой применяется механический, гидравлический или же пневматический элемент связи.
Шаблон и общая конструкция
В качестве шаблона может использоваться плоская контурная или же пространственная модель, эталонная деталь или же контурный чертеж. В качестве инструмента, которые способен передавать форму и размеры шаблона, используется копировальный палец или ролик, специальный щуп, фотоэлемент. Здесь так же важно добавить, что шаблон и заготовка должны располагаться на специальном вращающемся рабочем столе.
Для того чтобы приводить в движение режущий инструмент, используются такие конструктивные элементы, как винт, клапан, соленоид, электромагнитная муфта. Кроме этих деталей, фрезерный станок, предназначенный для копирования, должен иметь еще и реле электромагнитного, гидравлического или электрооптического типа.
Виды привода для работы
Оснащение этого оборудование может отличаться приводом, используемым в его конструкции. В зависимости от этого есть несколько типов устройства, каждый из которых можно собрать и своими руками, если подобрать подходящие чертежи.
Как уже говорилось ранее, это может быть станок с пантографом, который позволит обрабатывать деталь в 2-3 измерениях. Возможна установка специального поворотного копира, который может перемещаться лишь по вертикальной плоскости. Станки могут быть одношпиндельными или многошпиндельными, а также включать в свою конструкцию поворотный стол круглой или же прямоугольной формы.
Отдельной группой считаются те устройства, у которых подача осуществляется за счет механических, гидравлических или пневматических приводов. Допускается оснащение фотокопировальным устройством.
Автоматизация процесса
Так как процесс автоматизации в настоящее время актуален более всего, то стоит сказать, что есть три типа копировально-фрезерных приборов:
- Ручные или настольные аппараты, у которых фиксация шаблона осуществляется механическим способом, а сам станок позволяет делать отверстия разной формы, соответствующей шаблону.
- Оборудование автоматического класса, у которого имеются пневматические прижимы для фиксации, а также появляется возможность работы с таким сырьем, как алюминий.
- Автоматическое оборудование с теми же пневматическими прижимами, но уже в комплекте с трехшпиндельной головкой, которая позволит выполнять такие операции, как одновременное рассверливание тройных отверстий, чего не позволяет сделать ни один предыдущий вид.
Что нужно для такого оборудования
Прежде чем приступить к сборке копировально-фрезерного станка по дереву своими руками, к разработке его чертежа и прочего, необходимо решить несколько задач. Во-первых, нужно точно представлять для работы с какими деталями будет использовать станок. Во-вторых, необходимо верно подобрать количество осей работы и формообразующие движения. К примеру, если будут обрабатываться лишь контурные изделия, то вполне хватит всего двух осей: продольной и поперечной. Если деталь будет иметь хотя бы небольшой объем, то потребуется еще одна ось для работы - перпендикулярная.
Однако здесь стоит кое-что добавить. К примеру, если шаблон имеет крутопадающие части, то потребуется, чтобы режущий инструмент фрезерно-копировального станка мог поворачиваться, что обеспечит лучшую степень обработки. Таким образом получается, что необходимо уже четыре оси для работы.
Метод сборки
Собрать копировально-фрезерный станок по дереву своими руками будет проще всего по типовой схеме. Чаще всего в конструкцию таких самодельных устройств входят следующие основные детали - рама, рабочий стол и фрезерная головка. В качестве основного привода обычно служит электрический двигатель, который может передавать движение через двухступенчатый механизм, тем самым передавая две скорости. Очень важно, чтобы рабочий стол был очень точно отрегулирован по высоте, чтобы с ним было комфортно работать.
Еще один очень важный момент, который касается сборки копировально-фрезерного станка по дереву для домашней мастерской - это его настройка на работу с однотипными заготовками. Это важно, так как при смене типа работы именно у самодельных моделей проявляется большая масса недостатков, вроде сильной вибрации, искривления заготовок и прочего. К тому же нужно помнить, что такое устройство не сравнится по мощности с промышленным вариантом. А сборка копировально-фрезерного станка по дереву своими руками с ЧПУ и вовсе очень сложна.