Копир токарного станка (токарно копировальный станок) своими руками. Копир для токарного станка по дереву с ручным фрезером Как сделать токарный по дереву с копиром

Наша статья посвящена ностальгии по школьным мастерским трудового обучения. Многие умеют вести токарные работы по дереву, но не каждому по карману покупать и содержать оборудование для этого. Можно ли своими руками собрать станок, отвечающий технологии и требованиям безопасности — разберёмся вместе.

Что говорит ГОСТ

Приятная новость в том, что велосипед изобретать не придётся. Весь процесс сборки и чертежи каждого модуля станка описаны в ТУ3872-477-02077099-2002, и, хотя в открытом доступе этого документа нет, его вполне можно получить по индивидуальному запросу. Хотя и это вряд ли понадобится: устройство станка настолько примитивное, что вы легко сориентируетесь в тонкостях его изготовления даже по изображениям из школьных учебников.

Другой положительный факт — СТД-120М, по всей видимости, проектировался с расчётом на изготовление «по месту», поэтому практически все компоненты для сборки вы сможете либо найти в продаже, либо самостоятельно изготовить и доработать. Естественно, если появится возможность недорого приобрести комплектующие для этого станка или его младшего собрата ТД-120 — так и поступайте. Детали фабричного производства надёжнее, легче юстируются, к тому же унифицированная конструкция рамы позволяет собрать один станок из множества доноров.

Обратите также внимание, что стандартизация модулей во многом определяет безопасность эксплуатации оборудования . Основные принципы производственной безопасности оглашены в ГОСТ 12.2.026.0-93, а правила электрозащиты изложены в ГОСТ Р МЭК 60204-1. Согласуйте с этими нормативами любую изготавливаемую вами деталь или модуль станка.

Изготовление станины

Взамен литой чугунной станины мы предлагаем более лёгкую сварную конструкцию. Она состоит из двух отрезков 72-й угловой стали длиной по 1250 мм. Велик соблазн сделать станину покрупнее для обработки более массивных изделий, но помните, что подобные изменения требуют вмешательства и в прочие узлы станка. Возможно, вам следует взять за образец ТТ-10460 под заготовку метровой длины.

Уголки располагаем на ровной горизонтальной плоскости полками друг к другу. Между ними вставляем калиброванные вкладыши, чтобы направляющие станины располагались строго параллельно с дистанцией 45 мм. Для скрепления направляющих используем два уголка, таких же, как на станине, по 190 мм, которые подкладываем с переднего и заднего краёв. Перед свариванием деталей рекомендуется сдавливать их струбцинами, чтобы не повело металл при остывании.

Направляющие скрепляются ещё одной 190 мм перемычкой, в нижней полке которой есть вырезы под каждый уголок. Устанавливается эта деталь с образованием ячейки, размерами в точности соответствующими посадочному шипу передней бабки, в стандартном варианте это 45х165 мм.

Такая станина может крепиться каким угодно образом к верстаку или колоде, но все элементы крепления рекомендуется наваривать, не нарушая при этом целостность основания. Если для станка выделяется отдельный угол, приварите перпендикулярно уголкам станины ножки из трубы и, для большей устойчивости, сделайте им небольшой «раскос» кувалдой. В конечном итоге вес станины, скреплённой с верстаком, не должен быть меньше 60-70 кг.

Подручник

Этот элемент условно состоит из двух частей. Для обеих нужен один тип заготовки — 50 мм уголок, внутрь которого вложен другой, шириной 30 мм. Свариваются они вдоль кромок, в итоге должно получиться два отрезка по 260 и 600 мм.

Короткая деталь — регулируемое основание подручника. Одна из полок срезается, но не полностью, оставляется отрезок 110 мм длиной с наклонным срезом. Другая полка подрезается под прямым углом в 60 мм от заднего края. Из толстой стальной пластины нужно изготовить ответную рамку, которая будет зажимать направляющую стойки подручника.

Для изготовления направляющей с зажимом возьмите обычную трубу на дюйм и сделайте в ней продольный надрез болгаркой . Получившаяся гильза должна быть длиной около 150 мм, её вкладываем в 25 мм уголок, ориентируя прорезью наружу перпендикулярно одной из полок. Стягиваем детали струбциной и провариваем по всей длине, ближайшей к прорези полки. Накрываем заготовку вторым уголком такой же длины и крепим его к трубке с обратной стороны.

Направляющая приваривается плашмя к выступающей полке регулировочной рейки с внутренней её стороны. Для фиксации используется винт с длинной ручкой и приваренная к рейке гайка. С обратной стороны ответная планка скреплена шплинтованным пальцем или даже приваренным прутком.

Подручник крепится на стержне 20 мм гладкой арматуры, который расположен по центру с внешней стороны угловой заготовки. Стержень плотно входит в трубку направляющей системы, а при затягивании винта его надёжно обжимает со всех сторон. Длинная угловая заготовка длиной 600 мм приваривается к прутку с небольшим наклоном на себя и слегка «заточенной» передней кромкой.

Привод и трансмиссия

Стандартный вариант привода — асинхронный трёхфазный двигатель мощностью до 2 кВт (обычно 1,2 кВт), соединённый с валом передней бабки клиноременной передачей на двухручьевых шкивах. Постель для крепления движка может располагаться между ногами станины, либо на дополнительной подмости за передней бабкой, что усложнит сборку, но сделает более удобным переброс ремня.

Далеко не всегда есть возможность использовать двигатель с нужной частотой вращения вала, поэтому выход на итоговые обороты осуществляется регулировкой диаметра шкивов. Например, если в вашем распоряжении АД на 1480 об/мин, то чтобы выйти на заветные 1100 и 2150 об/мин, диаметры ведущих и ведомых ручьёв должны соотноситься как 1:1,5 и 1,3:1.

При размещении двигателя полезно снабдить станину пластиной, закреплённой на воротных навесах. Двигатель, установленный по такой системе, будет всё время находиться в подвешенном состоянии и обеспечит плотное прижатие ремня собственным весом. А если оснастить площадку педалью, скорость можно будет менять даже на ходу.

По электрической части сложностей тоже нет. Коммутация выполняется стандартной пусковой трёхфазной кнопкой с реверсом, для такого маломощного двигателя нет нужды устанавливать пускатель. Единственный момент — включение торможения постоянным током при удержании стоповой кнопки, для чего понадобится мощный диодный мост (на КД203Д) согласно типовой схеме включения.

Частотно-управляемый двигатель может использоваться в качестве прямого привода, что избавит от необходимости конструировать переднюю бабку. Для этого нужно закрепить двигатель на переходной площадке, в нижней части которой есть продольный установочный шип шириной в 45 мм как штатное средство юстировки для станины СТД120.

Передняя бабка

Забегая вперёд, отметим, что и передняя, и задняя бабка включают детали, изготовить которые можно, только имея доступ к токарному станку по металлу. Иначе есть смысл задуматься о приобретении готовых модулей или, по крайней мере, их литых консолей.

В основании передней бабки лежит два подшипниковых корпуса типов S, V или U, стационарно закреплённых на раме из угловой стали. К сожалению, невозможно предугадать, какие типоразмеры будут доступны, однако в общем итоге высота оси шпинделя над станиной должна быть не менее 120 мм. При том, что диаметр шпиндельного вала составляет около 25 мм, будет наиболее интересен типоразмер подшипникового узла с общим габаритом высоты около 70 мм.

Вал вытачивается из кругляка углеродистой стали диаметром 40 мм с допуском не более 0,05 мм. Основных вариаций вала две. Первая — самая простая: в центре остается целик вала, затем выполняются спуски до посадочного диаметра подшипниковых узлов, далее на концах нарезается резьба. Для осевой фиксации на валу протачивают четыре канавки под стопорные кольца.

1 — посадочные места для подшипников; 2 — канавки под стопорные кольца

Вторая вариация имеет расширение в виде юбки сразу за резьбой патрона. Оно предназначено для установки фланцевого упорного подшипника, закреплённого на выступе основания передней бабки. Такой подход позволяет сократить износ подшипников, если на станке обрабатываются массивные детали.

Основание бабки — две пары уголков или два швеллера, развёрнутых навстречу друг другу. Сведением-разведением вертикальных полок можно регулировать высоту основы под осевую высоту имеющихся подшипниковых узлов. Снизу к основанию приварена 45 мм полоса, которая выполняет роль юстировочного паза. Важен порядок сборки: сперва на шпиндель напрессовываются подшипники, затем вал крепится на станине с подложкой регулировочных стальных пластин.

Задняя бабка

Изготовить заднюю бабку не в пример проще. Состоит она из четырёх деталей:

Основание из угловой стали высотой 100 мм по тому же принципу, что и для передней бабки. Сверху поперёк прикручены на болтах два 50 мм уголка, в их полках по центру вырезы квадраты 40 мм шириной.
Направляющая (внешняя) толстостенная квадратная трубка шириной 40 мм, длиной 150 мм и внутренним просветом 20х20 мм. В задней части нужно установить пробку толщиной 6-8 мм и с отверстием в центре на 8 мм, крепится она на двух винтах через стенки трубки.
Внутренняя трубка, она же пиноль, изготавливается из 20 мм профильной трубки, желательно толстостенной и фрезерованной точно под просвет направляющей. В задней части пиноли заварена гайка М14, в переднюю вставлен и заварен металлический прут, уширенный до 5 мм для посадки двухрядного подшипника.
Приводной винт имеет резьбу под гайку в пиноли (желательно сделать трапециевидную), в задней части выполнен переход на 8 мм резьбу для крепления маховика.

Принцип работы и схема сборки пиноли вполне очевидны, но особое внимание нужно уделить юстировке осей. Направляющая трубка, закреплённая сваркой в вырезах уголков, может подниматься выше или ниже за счёт подкладок из трансформаторной стали. Передняя и задняя бабка должны быть абсолютно соосны, допуск составляет всего пару десятых.

Что касается способа крепления к станине, он одинаков и для бабок, и для подручника. Шпильки М14 или М16 привариваются ко дну бабок, а в прорезь подручника вставляется крупный лемешный болт. Снизу модули подтягиваются гайками с приваренными к ним прутьями наподобие рычагов. Для равномерного плотного прижатия снизу в качестве ответной планки подкладывается 50 мм швеллер.

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:

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.
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.
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.
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.

Токарные станки - это специализированное оборудование, применяемое для изготовления изделий из дерева. Именно на таком станке делают ножки для мебели, дверные ручки, балясины и другие изделия из дерева. Существует множество моделей современных токарных станков, имеющих разную стоимость.

Модели токарных станков по дереву

Существует большое количество разных моделей токарных станков, их можно разделить на такие виды:

Стандартные станки, в зависимости от изделия, обработка на таком устройстве производится в центре, в специальном патроне или планшайбе. В конструкцию оборудования входит электродвигатель, стальной каркас, резцы, патроны и система управления.
Копировальные инструменты, с их помощью производят однотипные изделия из дерева, в больших количествах. Аппараты с ручным управлением стоят дешевле и будут выгодным вариантом для небольших производств.
Фрезеровальные станки, на них обработка дерева делается вдоль оси изделия. Работа делается с помощью фрезы и циркулярной пилы.
Станки для витых каннелюр, на оборудовании можно осуществлять стандартные операции, а также фигурную нарезку на боках изделий. Электронное управление значительно облегчает работу, а возможность одновременной обработки двух изделий, повышают производительность и экономит время.

Копировальный токарный станок по дереву Proma DSL-1200

Токарный станок предназначен для обработки деревянных изделий, вытачивания профилей и декоративных деталей. Характерная особенность аппарата - наличие двух резцов . Один устанавливается на люнете и служит для обработки круглых заготовок, снимает до 10 мм материала за один проход. При помощи этого резца можно делать круглые заготовки разных диаметров. Настройки выставляются на специальном приспособлении.

Второй резец установлен в копировальной каретке и вытачивает детали по копиру. Оригинальное крепление, позволяет быстро подготовить станок к работе.

Для изготовления длинных изделий в комплект поставки входит люнет, который крепится на направляющие штанги, как опора и исключает прогиб длинной заготовки. Установив планшайбу, станок позволит обрабатывать многогранные изделия.

Характеристики:

Напряжение - 380В.
Высота центра - 215 мм.
Масса - 395 кг.
Размеры - 2105х1000х1225 мм.

Цена - 255803р .

4-х шпиндельный копировальный токарный станок Т4М-0

Модель Т4М-0, оснащается горизонтальным шлифовальным блоком, который способен обрабатывать 4 заготовки одновременно по копиру (кружевные ножки столов и стульев, музыкальных инструментов).

Литая станина и сбалансированные части, позволили избежать вибрации, повысив скорость обработки больших заготовок.
Вал устанавливается автоматически в начале цикла и возвращаться в исходную позицию, после завершения обработки.
Пневматический зажим на шпинделях.
Регулируемая скорость подачи валов.
Плавная регулировка скорости вращения шпинделя с помощью блока.

Характеристики:

Дополнительная комплектация:

Двигатель на 7,3 кВт.
Инвентарное управление скоростью вращения.
Расширение рабочего пространства до 1500 мм.

Цена - 49700р .

Копировальный токарный станок по дереву CL-1201

Станок CL-1201 применяется на обрабатывающих производствах, для вытачивания округлённых изделия с диаметром до 1200 мм и обработки деталей цилиндрической формы. Широкие возможности по обработке обеспечивают фиксаторы: планшайба, патрон, центры.

Особенности токарного аппарата:

Тяжёлый шпиндель, оснащается устройством управляющим скоростью вращения, что позволяет качественно обрабатывать заготовки исходя из массы, габаритов, вида древесины.
Шпиндель может менять направление вращения, обеспечивая хорошую обработку древесины любой плотности.
Управление и настройка токарного станка осуществляется с переносного пульта, который по желанию пользователя может размещаться на передний или задней колонне.
Устойчивость станка обеспечивается станиной, изготовленной из стали, а задние колонны из чугуна. Чем достигается минимальная вибрация во время работы и повышается качество обработки.
Основание позволяет обрабатывать заготовки длинной до 1270 мм, а для увеличения можно использовать дополнительные секции до 1270 мм.
Механизм для копирования входит в базовую поставку, что значительно расширяет возможности.
Фрезерная приставка позволяет производить продольные пазы по всей длине заготовки.
Мобильный суппорт перемещается по всей поверхности детали. Управление осуществляется маховиком. Глубина обработки регулируется рычагом
С помощью задней бабки, увеличивается точность обработки деталей большой длинны.
Степень защиты станка IP54, двигатель надёжно защищён от перегревов и перегрузок, а электронные детали от воздействия влаги и пыли.

В стандартную комплектацию входят:

Копир и держатель для шаблонов.
Опора для ножа 254 мм.
Крепёжная шайба 254 мм.
Вращающийся центр.
2 прямых резца
Подставка для долот.
Мобильный люнет.
Устройства для регулирования скорости шпинделя.

Цена - 153588р .

Копировальный токарный станок по дереву CL-1201A

Аппарат производится австрийской компанией Stomana, которая занимается поставкой оборудования уже более 20 лет. Устройство предназначено для обработки древесины и округления изделий длинной до 1270 мм, из материала разной плотности. Копировальное устройство поставляется в базовой конфигурации, с его помощью выпускаются изделий по образцу.

В комплект поставки токарного станка входит:

Копир и подставка для шаблонов.
Опора для ножа.
Механизм для нанесения спиральных каналов.
Вращающейся центр.
Ведущий центра диаметром 20 мм.
Крепёжная шайба.
2 резца.
Подставка для люнета.

Копировальный токарный станок по дереву КТФ-7

Токарное устройство КТФ-7 используется для обработки дерева на неподвижных и вращающихся заготовках. Оборудование использует дисковый инструмент для фрезерования , что увеличивает производительность и срок службы. Эта схема позволяет получить детали, которые нельзя изготовить на обычном токарном станке:

Профильные многогранники.
Поверхности с винтовым профилем.
Профильные канавки на изделии.

Работа на токарном устройстве производится по шаблону с автоматической подачей заготовки, в два захода. При прямом движении происходит черновая обработка, при обратном - чистовая. Полуавтоматическая работа повышает производительность и количество неровностей на поверхности дерева при обработке. Устройство оборудовано креплением под ручную фрезу.

Характеристики:

Напряжение - 380В.
Максимальная длинна детали - 1200 мм.
Высота центра - 215 мм.
Масса - 740 кг.
Размеры - 2100х900х1049 мм.

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:

Режущие;
Клеильно-сборочные;
Прессы;
Отделочные;
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:

Вверху станины на специальных креплениях устанавливается трафарет, выполненный из дерева – копир.
Обкатной ролик движется по внешней стороне копира.
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.

На токарном станке с подручником обрабатываются деревянные болванки, не превышающие в диаметре 40 см, а по длине 1 м, 60 см.
Токарные установки с механической подачей суппорта приспособлены для обработки деревянных заготовок с теми же ограничениями по размерам, что и приспособления для ручной резки.
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.

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.