Фрезерование – это вид механической обработки материалов при помощи специального режущего инструмента – фрезы. Метод позволяет получить высокий квалитет точности и степень шероховатости обрабатываемой поверхности. К тому же его отличает значительная производительность.
Обработка поверхностей осуществляется методом встречного фрезерования, когда вращение режущего инструмента противоположно направлению подачи, и попутным фрезерованием – способом, при котором направление вращения фрезы и подачи идентичные. Используя фрезы с режущими кромками из современных сверхтвердых материалов, можно заменить операцию шлифования.
Фрезерное оборудование разделяется на универсальное и специализированное. В первом случае это станки общего назначения для выполнения продольного и непрерывного фрезерования, с инструментом, установленным на консоли и нет. Во втором – механизм для нарезания резьбы, шлицов, изготовления шестерен и шпоночных пазов и фрезерования по копиру.
В производстве зачастую возникает потребность в изготовлении нескольких штук, партии, а то и серии идентичных деталей. Для этого используют фрезерное оборудование, оснащенное пантографом.
В домашнем хозяйстве функции фрезерного станка, как правило, выполняет ручной фрезер. Для выполнения максимального перечня работ фрезер оснащается целым комплектом приспособлений. Основная оснастка поставляется вместе с оборудованием, дополнительная приобретается или изготавливается самостоятельно. Это самые различные упоры, прижимы, шаблоны. Но можно пойти еще дальше и изготовить копир для фрезерования объемных деталей.
Фрезерно-копировальное оборудование: принцип работы
Принцип работы такого устройства заключается в четкой передаче движений копировальной головки через профиль-держатель режущему инструменту.
Приобрести копировальный фрезерный станок довольно трудно, поэтому народные умельцы изготавливают его своими руками из подручных материалов. Все происходит методом проб и ошибок. Поэтому мастера советуют сначала собрать дупликарвер, а уж потом внедрять его в серийное производство. Как правило, этому этапу предшествует не одна серьезная подгонка и переделка.
Как работает кольцо
Оно действует очень просто: ведя фрезер вдоль шаблона (внутри, как с цифрами, или снаружи), можно получить соответствующий шаблону рисунок. Этот метод можно применить для изготовления эффектной дверной таблички, но особенно он полезен, когда, например, нужно поставить заподлицо петли для нескольких дверей шкафа. На такой случая можно смастерить свой шаблон и фрезеровать по нему необходимое число пазов для установки петель. На изготовление шаблона понадобится время, зато потом на каждый петельный паз уйдет всего несколько секунд. Ведь чтобы сделать петельный паз обычным долотом, времени потребуется гораздо больше.
Готовый шаблон
Мы купили готовый шаблон с цифрами. Он очень похож на шаблоны, которыми пользуются для рисования цифр карандашом.
ручного фрезера, необходимо использовать соответствующие приспособления — копировальные кольца для фрезы.
Копировальные кольца являются круглой пластиной, которая имеет выступающий буртик.
При работе оборудования наблюдается скольжение буртика вокруг шаблона.
С помощью данного составляющего обеспечивается необходимая траектория движения фрезы.
Местом крепления данного приспособления является подошва фрезера.
Для его крепления могут использоваться разнообразные .
Наиболее часто производится его вворачивание в отверстие резьбой.
Некоторые копировальные кольца оснащаются специальными усиками, которые вставляются в специальные отверстия во время их крепления к фрезам. Также может производиться прикручивание копировальных колец. С этой целью наиболее часто используются винты.
При выборе данного приспособления необходимо в обязательном порядке обращать внимание на его размер. По своему диаметру он должен максимально точно сочетаться с диаметром фрезы.
При этом подбор кольца осуществляется таким образом, чтобы его диаметр не соприкасался с режущими частями фрезы. Для компенсации диаметров между кольцом и фрезой осуществляется подбор шаблонов таким образом, чтобы они были меньше готовых деталей.
Фрезерно-копировальное оборудование: сферы применения
На фрезерных копировальных станках можно обрабатывать не только плоские, но и объемные детали. С их помощью, наравне с простыми фрезерными операциями, можно выполнять гравировку, повторять рисунки, узоры и надписи. Конструкция станка довольно проста, и ее под силу изготовить любому мастеру.
Копировально-фрезерные станки позволяют обрабатывать не только деревянные детали, но и чугунные, стальные и пластмассовые заготовки, а также изделия из цветных металлов. Это обеспечивается качественным инструментом из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Копировальный станок позволяет фрезеровать не только прямые, но и криволинейные поверхности. При этом детали получаются совершенно идентичные.
Копировальные втулки для фрезера
Установку следует производить с помощью двух болтов крепления. Монтируются они в отверстия с резьбой на подошве фрезера, которые там имеются. Есть отдельный класс втулок, они имеют регулировку по высоте. Их необходимо использовать там, где требуется плотное прилегание самой втулки к шаблону или правилу на предельно большой площади. Фиксируются они с помощью зажимного винта или же ввинчиваются снизу плиты. Производитель изготавливает диаметры направляющей поверхности втулки разными по величине и делает это для того, чтобы была возможность работать с различными по диаметрам фрезами, а также создавать сочетания фрез со втулками. Длина отрезка, ограниченного кромкой шаблона и линией разреза, определяется разницей диаметров направляющей плоскости копировальной втулки и цилиндра. При работе с шаблоном следует учитывать этот параметр. Длина отрезка от втулки до фрезы примерно равна 3–4 мм. Это делается для того, чтобы обеспечить свободный выход стружки, возникающей в процессе работы. Для защиты обрабатываемой детали важно, чтобы фланец и головки крепящих винтов втулки не выходили за плоскость подошвы фрезерного аппарата. Фланец втулки обязательно должен быть плоским, плотно входить в предназначенный для него паз. Перед установкой втулки необходимо очистить этот паз от стружки и смолы. Величина толщины шаблона играет важную роль в процессе работы. При этом она должна быть такой толщины, чтобы втулка не упиралась в заготовку. Это нужно для того, чтобы она выступом не портила деталь. С ее помощью можно заниматься фрезеровкой вкладышей, углублений, а также вырезать различные декоративные элементы.
Копировальное кольцо для фрезера Фиолент
Копировальное кольцо представляет собой круглую пластину с выступающим буртиком, скользящим при работе вокруг шаблона. Таким способом обеспечивается требуемая траектория движения режущего элемента фрезера. Крепится кольцо с помощью винтов на подошве фрезерного аппарата. В процессе работы кольцо защищает шаблон от режущего воздействия зубцов фрезы. Для копировального кольца характерны такие свойства, как прочность, надежность, долговечность, устойчивость к износу.
На российском рынке вы сможете приобрести эти изделия фирмы Фиолент по невысокой цене – около 10–20 у. е. Продукция фирмы Фиолент является бюджетной и рассчитана на массовый сегмент потребителей.
Фрезерно-копировальное оборудование: конструкция
Типовая конструкция копировально-фрезерного станка совершенно простая. Она состоит из рабочего стола и системы направляющих с зажимами для крепления фрезера и копира.
Изготовить универсальный копировально-фрезерный станок в домашних условиях довольно сложно, да и в этом нет большой необходимости. Для домашних условий создается обычно оборудование с узконаправленной специализацией.
Применение кольца
При использовании фрезеровального кольца предоставляется возможность фрезеровки по шаблону. При этом осуществляется копирование одного и того же рисунка на заготовку.
Производство данных приспособлений осуществляется по универсальной технологии, что обеспечивает им отменную работоспособность. Для изготовления копировальных колец используется сверхпрочных металл, что ограничивает возможность их поломки во время работы.
Благодаря наличию на изделиях специального покрытия обеспечивается их устойчивость к коррозии и другим воздействиям окружающей среды негативного характера.
Благодаря эргономичной форме данного приспособления обеспечивается высокий уровень удобств во время его монтажа на фрезу. Данные приспособления являются достаточно мелкими деталями, что обеспечивает удобства во время их хранения и перемещения.
Копировальное кольцо является неотъемлемой частью фрезеровальной машины, с помощью которого осуществляется максимально точное выполнение . С этой целью необходимо всего лишь правильно произвести подбор кольца.
Изготовление копировально-фрезерного станка: материалы
Чтобы создать дупликарвер в домашних условиях своими руками, следует начертить элементарный эскиз, который и станет руководством к дальнейшим действиям. Кроме того, нужно запастись некоторыми материалами. Это:
- Коленный цементированный полированный вал Ø 16 мм.
- Линейные подшипники в количестве 2 шт.
- Рельсовые направляющие длиной 900 мм – 2 шт. Для удобства крепления их длина принимается кратной 150.
- Разрезные линейные подшипники в количестве 4 шт. Желательно применение подшипников с поджимным винтом для регулировки плотности посадки на направляющую.
- Профильная труба 30×60 с толщиной стенки до 3 мм.
- Металлическая пластина длиной 900 и шириной 100 мм.
- Концевые стойки в количестве 2 шт.
- Подвижный элемент в виде пластины – 1 шт.
- Коромысло для крепления копира и фрезера – 2 шт. Длина выбирается произвольно.
- Подвижные муфты – 2 шт.
- Профильная труба 40×40 с толщиной стенки до 3 мм.
- Корончатая муфта для поворота детали и шаблона.
Как пользоваться таким приспособлением для фрезера?
Трафарет накладывается на обрабатываемую деталь по разметке и фиксируется. Сверлом делается отверстие. В него заводится фреза, и производится обработка по контуру.
Справка! При работе фрезой с режущими кромками по торцу, на направляющих фрезера выставляются ограничители по глубине выборки и сверло не используют.
В повседневной жизни чаще всего фрезеровку пазов с применением копировальной втулки применяют при установке дверей. Мастера на месте с высокой точностью вырезают пазы под ручки, замки, делают занижение под планки навесов.
Важно!
Копировальная втулка позволяет делать пазы разной ширины одной фрезой меньшего диаметра за 2 прохода.
В столярных мастерских по шаблону вырезаются декоративные элементы мебели. Используя фигурные фрезы, столяр изготавливает партии деталей со сложным узором. Копировальная втулка делает доступными и простыми выборки пазов и углублений любой конфигурации. Достаточно правильно сделать шаблон и отрегулировать глубину обработки.
Изготовление копировально-фрезерного станка: инструмент
После этого нужно подготовить инструмент, который обязательно пригодится для сборки конструкции станка. Это:
- угловая шлифовальная машинка;
- отрезной и зачистной диск;
- сварочный аппарат;
- маска для сварки;
- лепестковый диск или щетка;
- саморезы для крепления рельсовых направляющих и подвижных элементов;
- электродрель;
- шуруповерт;
- измерительные инструменты: рулетка, штангенциркуль;
- кернер и чертилка.
Что это такое?
Копировальные втулки для фрезера — это специальные приспособления, которые могут обеспечить особо скрупулёзные манипуляции с деталями. Копирование возможно при использовании хорошего шаблона или, иначе говоря, лекала. Стоит отметить, что есть и альтернативное название — копировальное кольцо. Инструмент работает путём крепления к рабочей части станка за счёт винтов либо предусмотренных конструкторами защёлок. Иногда втулка не входит в набор поставки фрезера либо штатная экипировка не годится для определённых задач.
Решение этой проблемы возможно при помощи:
покупки у производителя фрезерных аппаратов;
покупки у изготовителей шаблонов;
заказа у частных токарей;
самостоятельного изготовления приспособления.
Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция
После того как все готово, начинается непосредственная сборка копировально-фрезерного станка.
Шаг №1
Из профильной трубы 30×60 необходимо отрезать два куска длиной 950 мм для крепления рельсовых направляющих. Запас в 50 мм нужен для установки концевиков, дабы исключить соскакивание линейных подшипников.
Шаг №2
Профильную трубу 40×40 нужно порезать на заготовки для основания. Руководствуясь имеющимся эскизом, нужно отрезать два куска по 1350 мм и два куска по 900 мм.
Шаг №3
Из этой же трубы необходимо отрезать небольшие стойки. Их линейный размер зависит от высоты обрабатываемых впоследствии деталей.
Шаг №4
Теперь необходимо убрать с труб ржавчину. Для этого можно воспользоваться лепестковым диском или щеткой.
Важно! Перед использованием щетки обратите внимание на максимальное количество рабочих оборотов на ней и болгарке. Величина частоты вращения на щетке должна превышать число оборотов оборудования.
Шаг №5
После этого обвариваем все стыки и зачищаем швы зачистным кругом толщиной 6 мм.
Шаг №6
Затем необходимо добиться параллельности рельсовых направляющих. Для этого нужно сделать соединение стойки и основания рельсовой направляющей разъемным. Необходимо взять шайбу по внутреннему размеру стойки, приварить к ней гайку и вкрутить болт. Болт на этом этапе нужен для того, чтобы установить гайку с шайбой в полости трубы-стойки заподлицо и в строго вертикальном положении, а при ее сварке не повредить резьбу. Проделать это нужно со всеми четырьмя стойками.
Шаг №7
Стойки приварить к основанию.
Шаг №8
В основании рельсовой направляющей в месте соединения со стойками нужно просверлить отверстия: в верхней полке под головку болта, в нижней – под резьбу.
Шаг №9
Установить рельсовые направляющие на основание (трубу 30×60), предварительно просверлив отверстия, и закрепить саморезами по металлу.
Шаг №10
Произвести монтаж оснований с рельсовыми направляющими и затянуть болтами.
Шаг №11
Проверить параллельность направляющих. В случае ее отсутствия необходимо произвести регулировку путем подкладывания фольги разной толщины на стойки под направляющую.
Шаг №12
На металлической пластине нужно разметить и просверлить отверстия для крепления разрезных линейных подшипников и концевых стоек.
Шаг №13
После этого нужно изготовить подвижный элемент путем сварки к металлической пластине коромысел длиной 300 мм для щупа и фрезера, затем прикрепить к нему линейные подшипники.
Шаг №14
После этого подвижный элемент нужно надевать на полированный вал, по краям которого установить концевые стойки.
Шаг №15
Всю конструкцию необходимо установить на металлическую пластину шириной 100 мм и закрепить концевые стойки саморезами.
Шаг №16
Затем на металлическую пластину с нижней стороны необходимо установить разрезные линейные подшипники.
Шаг №17
После этого навесная конструкция надевается на рельсовые направляющие разрезными подшипниками и устанавливаются концевики.
Шаг №18
На окончание коромысел устанавливаются подвижные муфты и крепятся щуп и фрезер.
Шаг №19
Для того чтобы заготовка и деталь синхронно вращались, необходимо связать их муфтами. Для управления подойдет звездочка и коронка. Копировально-фрезерный станок готов. В конструкции достигнуто 5 степеней свободы. Перемещение по оси X обеспечивается движением конструкции по рельсовым направляющим, перемещение по оси Y – движением подвижного элемента по полированному валу, перемещение по оси Z – движением коромысел.
Дополнительно за счет подвижных муфт щуп и фрезер могут перемещаться влево и вправо по оси коромысла, и есть возможность синхронного движения шаблона и заготовки. Это дает возможность обрабатывать детали практически любой формы.
Для чего нужна копировальная втулка
Она помогает осуществлять уверенное ведение режущих элементов фрезера по сложной траектории, сохраняя расстояние между лезвием резца и кромкой шаблона. Как правило, она используется совместно с различными шаблонами и правилами, вести которые следует по кромке детали. Внешние края данного инструмента обязательно выходят за границы подошвы инструмента.
Пантограф для фрезера: принцип работы
Принципиальная схема пантографа выглядит довольно просто. Она представляет собой квадрат, разделенный пополам. Все соединения на шарнирах, поэтому все стороны подвижны, и квадрат при воздействии легко превращается в ромб. Нулевая точка, расположенная в одном из углов квадрата, закрепляется жестко. Относительно ее конструкция может видоизменяться, превращаясь в ромб. В середине квадрата устанавливается режущий инструмент. В противоположном углу квадрата по диагонали закрепляют копир. Расстояние от нулевой точки до фрезы составляет некую величину А, а до копира 2А. Это дает масштаб 2:1. Линейный размер длинных и коротких сторон пантографа тоже должен отличаться друг от друга в 2 раза.
Фрезерование с копировальным кольцом
Копировальное кольцо (или втулка для фрезера) представляет собой стальную пластину с круглым отверстием по центру и бортиком в виде кольца. Оно позволяет быстро создавать несколько копий одной детали, что значительно облегчает выполнение трудоемких мелких работ, таких, например, как установка петель для двери. К тому же гладкая подошва кольца значительно облегчает работу при фрезеровании и обеспечивает ее точность.
Одно из предназначений копировального кольца – уберечь шаблон от действия фрезы, поэтому его фланец должен быть такого размера, чтобы он мог легко передвигаться по краю шаблона и при этом не тормозить движение фрезы. Чтобы добиться желаемого, следует правильно просчитать расстояние между кольцом и фрезой. Оно вычисляется по формуле: от диаметра фрезы отнять диаметр кольца и разделить на 2. Если в шаблонах имеются цифры, то к ним прибавляется высчитанное расстояние.
Пример расчета для создания шаблона
Задание – подготовить петли размером 30 мм на 71 мм для соединения деталей раскидного столика. Инструменты для работы: фреза для пазов диаметром 12 мм, копировальная втулка диаметром 16 мм, при закреплении кольцо смещается относительно основания на 5 мм. Для шаблона подойдет кусочек досточки толщиной около 6 мм. На подготовленной основе обозначают зону крепления петель, от которой отсчитывают 2 мм (подсчет по формуле: (16-12):2=2 мм). Причем правильно изготовленный шаблон будет большего размера. Таким способом можно легко подготовить таблички с надписями, петли для навешивания дверей.
Время, потраченное на изготовление шаблона, впоследствии вполне окупится, так как на подготовку деталей по шаблону потребуется всего несколько секунд.
Пантограф для фрезера: материалы
Для того чтобы изготовить пантограф своими руками, потребуются следующие материалы:
- Квадратный металлический профиль 12×12
- Подшипник 180201.
- Втулки под наружную обойму подшипника.
- Пальцы по внутреннему размеру подшипника и резьбой М12.
- Гайка М12.
- Болты М6×45
- Гайки М6.
- Втулка под закрепление копира.
- Профильная труба 40×40
- Петля металлопластикового окна.
- Краска.
- Малярный скотч.
- Металлическая пластина.
- Винт для фиксации копира.
Для чего нужны?
Копировальные кольца (втулки) применяют, если требуется повторять массу однородных манипуляций с различными деталями. Яркий тому пример — врезка различной фурнитуры в двери, а именно:
обычных и замаскированных петель;
планки для защелок.
Вместо копировальных втулок иногда применяют фрезы, укомплектованные подшипниками. Есть два частных варианта: с размещением подшипника выше фрезы либо на её переднем крае. Отрицательной стороной такого решения оказывается невозможность глубоко погрузить инструмент в материал, поэтому кольцо более эффективно. При его применении можно не ограничиваться высотой торцов шаблонов.
Специалисты отмечают, что добиться успеха можно, если правильно выбирать габариты втулки и фрезы. Расхождение их не позволяет выполнять фрезеровку правильно. Различие между габаритами колец и режущего инструмента планируется конструкторами чётко при формировании шаблонов. Также оптимальный результат достигается, если у фрезера нет люфтов при нагрузке как в продольной, так и в поперечной плоскости.
Наружное сечение колец центруется по отношению к режущему участку фрезы.
Пантограф для фрезера: поэтапная инструкция изготовления своими руками
Приступаем к непосредственному изготовлению пантографа.
Этап №1. Резка заготовок
Необходимо разметить и отрезать квадратный профиль по рассчитанным размерам. Для удобства можно воспользоваться малярным скотчем и металлической пластиной. Скотч даст возможность четкой разметки, а пластина поможет сделать ровный и качественный рез. Заготовки для площадки под фрезер нужно отрезать под прямым углом, а на отрезках профиля для шатунов делать скос для максимального прилегания втулки подшипника.
Этап №2. Сверление технологических отверстий
На всех заготовках необходимо снять фаски и просверлить отверстия Ø 6,2 мм для дальнейшего соединения их в конструкцию.
Этап №3. Сварка площадки под фрезер
После этого нужно сварить площадку под фрезер.
Этап №4. Изготовление шатунов
На доске необходимо сделать подобие кондуктора и жестко закрепить все свариваемые детали. Для этого в доске сверлится отверстие, а подшипник во втулке зажимается болтом, квадратные профили шатунов крепятся струбцинами. Предварительно между ними необходимо вставить две шайбы и скрепить болтами. После этого все стыки конструкции обвариваются и зачищаются. Затем нужно разрезать подшипниковую втулку между квадратными профилями на каждом шатуне. Болты М6, шайбы и подшипники необходимо снять. На рамку необходимо приварить крепление для фрезера, а на короткий шатун в точке, противоположной нулевой – удлинитель для масштабирования. Шатуны можно окрасить для придания эстетичного вида.
Этап №5. Изготовление узла для крепления копира
Теперь необходимо выточить две втулки с внутренним диаметром, аналогичным размеру копира. С боковой стороны просверлить отверстие и нарезать резьбу для установки винта, фиксирующего копир. После этого нужно отрезать два кусочка квадрата 12×12 длиной 20–30 мм и приварить их на боковой стороне между втулками. Размер между квадратами должен составлять 12 мм.
Этап №6. Изготовление механизма подъема подшипника
Необходимо изготовить узел подъема подшипника. Для этого палец нулевой точки нужно приварить на кусок профиля 12×12 и закрепить к профильной трубе 40×40 при помощи петли с металлопластикового окна. Профильная труба будет служить местом крепления пантографа к столу струбциной.
Этап №7. Сборка пантографа
Подшипники нужно установить во втулки и надежно закрепить, стянув квадратные профили шатунов болтами М6. При помощи пальцев необходимо собрать шатуны в единую конструкцию. Закрепить пантограф на столе струбциной и установить фрезер. Устройство готово к работе.
Особенности производства приспособлений
Перед изготовлением шаблона необходимо точно знать диаметры режущего инструмента и приспособления. Шаблон должен выступать наружу заданного контура выборки на размер, равный разнице радиусов втулки и фрезы. Его толщина допускается от 2 мм до 10 мм. Изготовить трафарет можно с помощью простых инструментов.
- Нанести на лист будущего шаблона контур паза.
- Вычесть разницу диаметров втулки и фрезы.
- Нанести снаружи вырезаемого контура параллельную линию, отступая вычисленный размер.
- Вырезать трафарет по наружной линии.
Зачистить заусенцы и острые кромки. Теперь достаточно закрепить шаблон на обрабатываемой поверхности струбцинами, и можно вырезать пазы.
Важно!
Линия контакта втулки с торцом шаблона равна толщине листа, с которой он сделан. Напряжения при контакте маленькие. Это позволяет делать приспособления из мягких материалов: фанера, пластик, оргстекло. При производстве крупных партий деталей практичнее делать трафарет из стали.
Что это такое и для чего она нужна?
Копировальная втулка – кольцо, скользящее по кромке шаблона. В результате фреза точно повторяет заданный контур и не пересекает линии разметки. Невозможно ровно резать заготовку, направляя инструмент вручную, тем более сделать несколько совершенно одинаковых деталей.
Копировальная втулка состоит из кольца и фланца. Ось симметрии приспособления, совпадает с осью вращения шпинделя. Фланец выполняется по размеру отверстия опорной плоскости фрезера, и крепится на нее. Когда на корпус с двигателем надавливают, рабочая часть инструмента опускается по направляющим, перпендикулярно опорной подошве.
Фреза оказывается ниже подошвы, и врезается в обрабатываемую деталь. Копировальное кольцо упирается боковой поверхностью в торец шаблона, не пуская инструмент за его границы. Используя трафарет, можно вырезать на детали рисунок любой сложности. Достаточно пройти по контуру фрезой, затем зачистить всю площадь занижения.
