Копировально фрезерный станок по металлу

Копировально фрезерный станок по металлу применяются для изготовления деталей сложной формы, таких, например, как вырубные и гибочные штампы, металлические модели отливок, кокили, пресс-формы, лопасти гребных винтов и турбинных лопаток. Эти станки выпускают на базе фрезерных станков общего назначения и в качестве специальных моделей, предназначенных для обработки заготовок деталей определенных типов; станки могут иметь один или несколько (два-три) горизонтальных или вертикальных шпинделей. На многошпиндельных копировально фрезерных станках можно обрабатывать несколько одинаковых или «зеркально отраженных» деталей. Для расширения технологических возможностей изготовляют также станки, которые могут работать не только, как копировальные, но и как станки с программным управлением (рис. 1).

Тяжелые копировально фрезерные станки по металлу оснащают иногда видеоаппаратурой для наблюдения за процессом обработки и управления ими с удобного для оператора места.

В системах управления современных копировально фрезерных станков ЧПУ находят применение механические, электромеханические и гидравлические следящие системы в различных комбинациях. Механические следящие системы используют в небольших копировально-фрезерных станках для гравировальных работ или для фрезерования по копирам сложных поверхностей мелких деталей, точность обработки которых ограничивается пределами отклонений 0,1-0,2 мм.

Рис. 1. Двухшпиндельный вертикальный копировально фрезерный станок ДФ-263 с узлом программного управления

Копировально фрезерный станок с пантографом

На рис. 2 показан копировально фрезерный станок с пантографом для объемного копирования. На станине 9 закреплена стойка 3 с осью поворота 4 пантографа 6. Шпиндель 2 фрезерной головки и копировальный шпиндель 7, несущий щуп, вращаются в расточках пантографа и связаны рычагом 5. Рычаг 5 соединен с осью поворота 4 пантографа так, что может поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной осей и свободно перемещаться в продольном направлении. Тем самым он координирует вертикальные перемещения фрезерного шпинделя 2 в зависимости от вертикальных перемещений щупа.

Рис. 2. Копировально фрезерный станок по металлу с пантографом для объемного копирования

Рабочий вручную перемещает щуп по копиру, закрепленному на столе 8; при этом фреза воспроизводит в уменьшенном (от 1:1,5 до 1:10) масштабе движения щупа и обрабатывает заготовку, закрепленную на столе 1. Изменение масштаба копирования достигается перемещением ползушек 10 и 11 по плечам пантографа. Рабочий стол 1 и стол 8 копира имеют установочные перемещения в горизонтальном и вертикальном направлениях. Шпиндель станка получает вращение от электродвигателя (N = 0,4 кВт, n = 1480 об/мин) через две ступенчатые ременные передачи, обеспечивающие шесть ступеней скорости шпинделя в диапазоне 1750 — 9600 об/ мин.

В копировально фрезерных станках по металлу с механическими следящими системами должен быть обеспечен надежный контакт щупа с копиром; зазоры и упругие деформации в системе, варьирование силы резания и изменение сечения стружки при обработке могут вызвать нарушение контакта или вибрацию и появление ряби на обрабатываемой поверхности.

В копировально фрезерных станках по металлу с электрической или гидравлической следящей системой сила резания не влияет на силу контакта щупа с копиром. Это позволяет уменьшить силу давления на копир до 1-6 н. Имеются и бесконтактные электронные следящие системы, которые позволяют фрезеровать профиль непосредственно по чертежу или по копирам и моделям, выполненным из самых мягких материалов.

Кинематическая схема копировально фрезерного станка

На рис. 3 показана кинематическая схема электрокопировального фрезерного полуавтомата 6441 Б. По направляющим станины 1 в продольном направлении перемещается стол 2. Скорость продольного перемещения стола при помощи электродвигателя Dnp постоянного тока (N = 0,37 кВт, n = 85 ÷ 1085 об/мин) может меняться бесступенчато в пределах

Vпр = (85. 1085)*14/56*18/58*18/58*6*2 ≈ 25. 315 мм/мин.

На столе установлены стойки 3 и 4. Нижняя стойка 3 предназначена для крепления заготовки, верхняя 4 — для крепления копира.

Рис. 3. Кинематическая схема электрокопировального фрезерного полуавтомата 6441Б.

Концевая фреза 13 имеет 18 ступеней чисел оборотов, от 63 до 3150 в минуту, которые сообщаются ей от двухскоростного электродвигателя D1 через девятиступенчатую коробку скоростей, смонтированную в шпиндельной бабке 12. Последняя расположена на траверсе 11, которая может перемещаться вертикально по направляющим стойки 10. Это перемещение сообщается ей от электродвигателя постоянного тока Dв со скоростью

Vв = (85. 1085)*14/56*18/58*22/71*6*2 ≈ 25. 315 мм/мин

Шпиндельная бабка 12 и жестко скрепленный с ней корпус копировального прибора 6 могут перемещаться, кроме того, по траверсе вдоль оси шпинделя от электродвигателя постоянного тока Dnon со скоростью

Vnon = (85. 1085)*14/56*18/58*26/41*6*1 ≈ 25. 315 мм/мин

Во время работы копировально фрезерного станка по металлу, когда стол 2 перемещается в продольном направлении, щуп 5, прижимаемый к копиру пружиной, перемещается в соответствии с профилем копира в поперечном направлении и вызывает изменения воздушного зазора между якорем 8 и сердечниками катушек 7 и 9. При этом изменяются индуктивные токи в этих катушках, а возникающие электрические сигналы после тысячекратного усиления и выпрямления используются для приведения в действие электродвигателя Dnon, который обеспечивает следящее движение шпиндельной бабки в зависимости от перемещений щупа 5.

После того, как щуп пройдет всю длину копира, шпиндельная бабка 12 вместе с фрезой 13 и щупом 5 переместится в вертикальном направлении на ширину снятого слоя металла, и столу станка автоматически сообщится движение в обратном направлении. Эти движения повторяются до тех пор, пока щуп не обойдет всю поверхность копира.

Гидравлическая схема копировально фрезерного станка

На рис. 4 приведена одна из простейших гидравлических схем следящей системы копировально фрезерного станка. Принцип ее работы заключается в следующем. Во время продольного перемещения стола 1, на котором закреплены заготовка 2 и копир 4, щуп 3 гидравлического копировального устройства совершает вертикальные перемещения в соответствии с профилем копира.

Рис. 4. Принципиальная схема гидравлической следящей системы копировально фрезерного станка по металлу.

При перемещении щупа вниз под действием пружины 6 открываются щели b и d следящего золотника 5. В результате этого масло от насоса Н поступает через щель b золотника в бесштоковую полость рабочего гидроцилиндра. Под давлением масла в этой полости поршень вместе со штоком, шпиндельной бабкой 7 и корпусом следящего золотника 5 опускается вниз, вытесняя масло из штоковой полости гидроцилиндра через щель d в бак. Шпиндельная бабка будет перемещаться вниз до тех пор, пока щели b и d не перекроются корпусом следящего золотника. Клапан К предохраняет насос от перегрузки.

При перемещении щупа Вверх открываются щели α и c исследящего золотника, масло от насоса Н поступает через щель α в штоковую полость рабочего гидроцилиндра, а из бесштоковой полости масло вытесняется через щель с в бак. Поршень вместе со шпиндельной бабкой и корпусом следящего золотника перемещается вверх до тех пор, пока щели α и c вновь не перекроются корпусом золотника.

Таким образом силовой цилиндр, жестко связанный со шпиндельной бабкой, следит за перемещениями щупа следящего золотника. Точность слежения копировально фрезерного станка по металлу может быть очень высокой, порядка 0,01-0,02 мм.

Самые популярные виды копировально-фрезерных станков

На больших предприятиях и в частных мастерских часто возникают потребности в производстве деталей одинаковых по размеру и форме. Чтобы выполнить подобные работы необходимо применять копировально-фрезерный станок. Оборудование позволяет изготавливать одинаковые детали, не отличающиеся по размеру и форме.

Копировально-фрезерный станок

Технические характеристики

Возможности копировально-фрезерного оборудования зависят от его технических характеристик. При выборе следует учитывать технические параметры станка:

Форму и размеры.
Тип питания.
Наличие ЧПУ.
Размер рабочего стола.
Количество шпинделей.
Мощность электродвигателей.
Массу.

Помимо основных характеристик, у покупного оборудования есть дополнительные элементы, которые расширяют его функционал. К ним относится возможность изменения положения рабочего стола под разными углами, наличие обычных и поворотных тисков.

Устройство

Знание конструкции станка позволяет избежать ошибок в эксплуатации оборудования. Устройство:

Обработка заготовок производится с помощью фрезы.
Оснастка приводится в движение с помощью шпинделя.
Одинаковые детали изготавливаются с помощью задающего устройства (копир).
Каркас. Представляет собой направляющие, по которым передвигаются рабочие части.
Станина, на которой закрепляются остальные детали. Это литая конструкция.

Дополнительно на копировально-фрезерном оборудовании устанавливается пантограф. С его помощью задаётся рабочий процесс в определённом масштабе.

Копировально-фрезерное оборудование

Предназначение

Использование станка позволяет проводить фрезерование поверхности заготовок. Подобное оборудование используется как для работы с металлом, так и с деревом. Для копира используется готовая деталь, по которой станок начинает копирование формы на необработанную заготовку. Копировально-фрезерные станки предназначены для таких работ:

Контурное фрезерование.
Гравировка поверхностей.
Создание узорных надписей, орнаментов, контуров.

Промышленные машины позволяют создавать узоры и сложные фигуры на разных плоскостях.

Принцип работы

Копировально-фрезерное оборудование позволяет ускорить производство и повысить эффективность труда рабочих. Этапы проведения работ:

Изготавливается шаблон, по которому будут изготавливаться идентичные детали.
Заготовка обрабатывается по контуру в соответствии с заданными габаритами шаблона.
Шпиндель вращается и крутит фрезу, которая снимает лишние слои металла.

Рабочий инструмент (фреза) выбирается в зависимости от того, какой узор нужно нанести на рабочую поверхность заготовки.

Классификация

Копировальные фрезерные станки бывают разных типов, комплектации и конструкции. Оборудование, которое можно найти в продаже, бывает нескольких типов:

с пантографом;
с фотокопировальными механизмами;
оборудование, комплектуемое копиром и поворотной рейкой, на которой он закрепляется.

Копировально-фрезерные машины можно разделить на две группы по количеству рабочих частей:

Одношпиндельные. Простые модели, имеющие один шпиндель с фрезой. Оборудование используется в небольших мастерских, где не требуется серийное производство деталей.
Многошпиндельные. Имеют несколько шпинделей. Оборудование используется на предприятиях и заводах.

Станки с копиром можно разделить по типу управления:

Ручные. Механизм настраивается человеком, приводится в действие с помощью пневматических и механических приводов.
Машины, оборудованные системой ЧПУ. Это профессиональное оборудование, в котором требуется прописывать алгоритм для подвижных механизмов.

Ручной копировально фрезерный станок

Как изготовить копировально-фрезерный станок

В строительных магазинах присутствуют копировально-фрезерные станки для обработки металлических заготовок. Самые популярные — модели с системой ЧПУ. Однако они очень дорогие. И поэтому вопрос о изготовление станка своими руками становится весьма актуальным.

Добиться высокой производительности от самодельного оборудования не получится. Без опыта работы с радиодеталями, схемами и программным обеспечением установить систему ЧПУ на самодельную модель не получится.

Этапы изготовления самодельного токарного станка:

Подготавливается чертёж. На нём изображаются элементы устройства и размеры. Габариты самодельного оборудования выбираются в зависимости от того, какие заготовки будут обрабатываться с его помощью и сколько места есть в производственном помещении.
Когда чертёж готов, подготавливаются инструменты, расходные материалы. Станину, несущую раму лучше изготавливать из металла. Отдельные детали скрепляются сварочным аппаратом. Конструкцию нужно закрепить на тяжёлой станине. Она не позволит вибрациям нарушить рабочий процесс.
Рабочий стол изготавливают из листового металла. Его оборудуют системой перемещения по горизонтали и вертикали.

Самодельное оборудование не годится для серийного производства. После нескольких обработанных деталей направляющие профиля отклонятся от изначальных размеров. Из-за этого их требуется периодически проверять, настраивать.

Нельзя забывать про изготовление панели управления. Лучше сделать пульт, с помощью которого можно будет изменять скорость вращения шпинделя. Перед включением самодельного оборудования проверяется надёжность крепёжных соединений, работоспособность двигателя, наличие питания.

Копировально-фрезерный станок – множество изделий по одному образцу

Ручной либо автоматический стационарный копировально-фрезерный станок по алюминию либо другому металлу представляет собой агрегат, который позволяет создавать изделия, максимально идентичные по форме исходному заданному образцу.

1 Предназначение копировально-фрезерного агрегата

Рассматриваемые в данной статье фрезерные установки оптимальны для производства копировальных работ на плоскости и по объему с использованием соответствующих копиров и моделей объемного типа. Также они применяются для:

выполнения несложных фрезерных работ;
гравирования всевозможных орнаментов, фасонных профилей, надписей, узоров и так далее.

Важно, что при сравнительно простой и понятной конструкции такие станки могут выполнять по-настоящему сложные орнаменты, фрезеровать при помощи инструментов, сделанных из быстрорежущих сталей, изделия из цветных металлов, чугуна и стали.

На промышленных предприятиях, занятых мелко- и крупносерийным производством, копировально-фрезерные установки дают возможность выпускать:

металлические заготовки и модели;
лопатки паровых турбин и двигателей на турбореактивной тяге;
разнообразные штампы и кулачки;
штампы (ковочные и вырубные);
литейные и пресс-формы;
винты (гребневые) плавательных средств.

Явным преимуществом копировально-фрезерных агрегатов перед универсальными является то, что на них можно сверлить отверстия под стальные петли, замки, рукоятки, шпингалеты, делать рамки разных геометрических параметров для зеркальных поверхностей и каналов на профилях из алюминия и пластика.

Описываемые станки фрезеруют криволинейные заготовки по подготовленному шаблону технологией копирования. Именно благодаря такой методике обеспечивается одинаковая форма всех готовых деталей. Причем вероятность ошибки работника, обслуживающего агрегат, сводится к нулю. То есть пресловутый «человеческий фактор» не оказывает никакого негативного влияния на производственный процесс.

Чтобы сделать на копировальном станке ряд абсолютно одинаковых деталей, допускается применять не только шаблон, но и любое изделие, которое было изготовлено по нему. При этом специалисты настоятельно советуют дополнительно оснастить агрегат пантографом – специальным механизмом, передающим максимально точно движение режущему инструменту вдоль профиля головки установки.

2 Копировально-фрезерный станок – принцип работы

Интересующие нас агрегаты осуществляют обработку заготовок по копиру, который посредством специального узла (копировального механизма) дает команды различным исполнительным устройствам станка. Причем фреза установки и непосредственно деталь, подвергаемая фрезерованию, воссоздают поверхность, заданную на копире, в относительном движении.

Передвижение по контуру салазок и рабочего стола агрегата, а также вращение его шпинделя – это операции, которые причисляют к главному движению. А к второстепенным (вспомогательным) относят следующие действия:

перемещения установочного характера копировального пальца, упоров и трейсерного столика;
ускорение движения рабочего стола, головки шпинделя и салазок;
зажим головки шпинделя.

Копировальное фрезерование принято подразделять на два типа:

контурное;
объемное.

При контурной обработке кривая копира располагается в перпендикулярной либо параллельной оси рабочего инструмента. В первом случае рабочая поверхность с деталью и копиром передвигается в продольном и поперечном направлении по кривой линии последнего. Во втором – только в продольном. При этом контроль за модификациями кривой становится возможным за счет перемещения копирного пальца и фрезы по вертикали.

При объемном фрезеровании заготовка имеет пространственную сложную поверхность, которую получается обработать выполнением параллельных (двух и более) ходов рабочего стола. По сути, в данной ситуации речь идет о том, что при каждом ходе производится контурное фрезерование. Рабочий инструмент после каждого прохода относительно детали смещается на показатель поперечной подачи перпендикулярно строке. А затем выполняется следующий ход стола.

Для несложных фрезерных и гравировальных мероприятий обычно используются так называемые «прямые» копировально-фрезерные установки. В них пантограф передает движение инструменту посредством щупа. На станках, оснащенных пантографом, кроме того, выполняют уменьшение (по отношению к копиру) масштаба обрабатываемых заготовок.

3 Конструкция копировально-фрезерного станка – чертежи, фрезы для агрегата

Важнейшим рабочим инструментом такого агрегата является фреза, которая предназначена для воспроизведения поверхности либо контура копира на заготовке. Копир чаще называют задающим устройством. Оно связано с механизмом слежения, предназначенным для контроля направления подачи фрезы. Указанная связь может быть:

механической;
пневматической;
гидравлической.

Копировальным устройством является:

фотоэлемент;
щуп;
специальный копировальный палец либо ролик.

А под копиром понимают сделанные из металла, пластмассы, древесины:

контурный чертеж;
пространственную модель;
шаблон плоского вида;
эталонную заготовку.

Копир и заготовка, которую необходимо обрабатывать, крепят на вращающемся столе.

Исполнительная цепь агрегата приводится в движение электродвигателем и гидравлическим цилиндром. Под исполнительным органом установки при этом понимают дифференциал, соленоид, золотник, муфту с электромагнитами или винт. Обязательным узлом копировально-фрезерного оборудования является реле, которое входит в усилительное устройство станка. Реле может быть:

гидравлическим;
электромагнитным;
электрооптическим.

По большому счету любой домашний умелец, обладающий определенными техническими знаниями, может изучить чертежи, и сделать собственный ручной копировальный агрегат, который будет прекрасно справляться с фрезерными операциями.

4 Классификация копировально-фрезерных агрегатов

Весь спектр таких станков делят на несколько разных типов:

гидрофицированные;
оснащенные пантографом, который может функционировать в двух и трех измерениях;
фотокопировальные;
универсальные (в них тоже есть пантограф, размещаемый в вертикальной плоскости на поворотном рукаве);
электрофицированные;
много- и одношпиндельные с круглым или прямоугольным столом.

По виду прижима фрезеруемой детали и степени автоматизации агрегаты подразделяют на три вида:

Автоматические установки, в которых профиль прижимается пневматическим устройством. Они применяются чаще всего для обработки заготовок из алюминиевых листов, и не могут использоваться для сверления тройных отверстий.
Настольные (иначе говоря – ручные) станки. Также не подходят для тройных отверстий, но способны выполнять операцию рассверловки по шаблону одинарных отверстий. Для расширения их функциональности допускается монтаж на дрель или станок трехшпиндельной насадки. Настольные агрегаты оснащаются прижимом механического типа.
Автоматические установки с трехшпиндельной насадкой и пневматическим прижимом. Они по праву считаются самыми функциональными и широкоуниверсальными.

Особенности конструкции копировально-фрезерных станков

Копировально фрезерный станок пригодится как на предприятиях, так и в бытовых условиях. Технические характеристики, разновидности и устройство станка.

Фрезерный станок пригодится как на предприятиях, так и в бытовых условиях. Главное – заранее решить, какой именно вид оборудования надо приобрести. Ведь агрегат выпускается в нескольких разновидностях, у каждой из которых свои параметры. Выбор зависит от назначения устройства, требуемых результатов.

При производстве, использовании домашних мастерских иногда приходится создавать детали с определёнными образцами по формам, размерам. Копировально-фрезерные станки – устройства, позволяющие решить проблему в условиях предприятий. Обработка гарантированно проходит с высокой скоростью, точностью при использовании копировально фрезерных станков.

Технические характеристики

У каждой модели имеются свои конкретные цифры по параметрам. Следующие технические характеристики важны для моделей любого вида:

Вес.
Мощность электродвигателя и скорость его работы.
Вертикальный ход стола, по максимуму.
Поперечный ход стола.
Продольный ход стола.
Определение габаритов по рабочей поверхности стола.
Рабочая поверхность стола изделия, которое копируется.
Диаметр наибольшей окружности.
Масштаб копирования.

Станки оснащают дополнительными инструментами, способствующими созданию различных форм. Использование шаблонов упрощает работу.

Возможности копировально-фрезерного оборудования

Станки копировальной группы относятся к оборудованию с фрезами. Отличный вариант, когда обрабатываются детали, имеющие поверхности с объёмом, определёнными плоскостями. Такая конструкция позволит без проблем выполнять гравировку так называемых фасонных изделий, с нанесением надписей, узоров. Фрезерные работы предполагают лёгкую обработку дерева с металлом.

Инструменты по металлам комплектуются частью с резаками, на основе разных материалов. Благодаря чему становится допустимой обработка различных основ:

Чугунная.
Стальная, разных сортов.
Металлическая, цветная.

Одна из сфер применения – крупно- и мелкосерийное производство деталей, обладающих различными характеристиками.

Копировальные станки способны выполнить операции, недоступные для владельцев обычных универсальных приборов. Основной принцип работы – копирование, при котором используются шаблоны. Даже обработка форм высокой сложности проходит без человеческого фактора. Параметры геометрического плана у деталей остаются одинаковыми. Крупные партии с деталями производятся и на основе одного шаблона.

На станке устанавливаются специальные копиры, чтобы результат работы был ещё точнее.

Устройство станка

У станков главное назначение – фрезерование, плоскостного и объёмного типа. Основным рабочим инструментом становятся так называемые фрезы. Именно они отвечают за обработку контура, либо объёмной поверхности детали. Движения копира повторяются. Элементы различного типа образуют соединение между отслеживающими системами и органами выполнения операции:

Механические.
Пневматические.
Гидравлические.

Такие элементы формируют усилие, получаемое рабочим органом от копира.

Устройство работает с шаблонами – пространственными и контурными моделями в плоскости. Так же используются детали-эталоны, либо контурные чертежи. Фреза считывается:

Фотографическими элементами.
Щупами специального назначения.
Роликовыми, пальцевыми механизмами.

Листы шаблонов изготавливаются с помощью алюминия и любых других металлов, дерева или пластика.

Обработка деталей, шаблонов происходит на рабочем станке, с вращением.

Использование следующих деталей начинает движение рабочего органа:

Муфтовый электромагнитный элемент.
Дифференциальная часть.
Соленоид.
Клапанная деталь золотникового типа.
Винтовая конструкция.

Реле – обязательные приспособления у копировальных устройств, ставятся на усиливающие части. Они могут быть нескольких видов: с электромагнитами, на гидравлике, электрооптического типа.

Скорость, с которой движется следящее устройство – параметр, определяющий качество готовой детали. Для готовых изделий можно добиваться следующих параметров:

Точность профиля до 0,02 миллиметров.
Шероховатость – №6.

Гидравлический цилиндр вместе с электрической цепью становятся основными элементами для исполнительной цепи у такого оборудования.

Копирование с заданным масштабом обеспечивается за счёт пантографа. У него так же есть конструкция из нескольких деталей:

Отдельная вращательная ось.
Инструментальный шпиндель.
Ось направляющего пальца.
Сам палец.

Одна рейка вмещает шпиндель вместе с направляющим пальцем. Соотношение плеч у рейки определяет масштаб копирования.

Рейка начинает двигаться, когда по шаблону перемещают палец. На следующем этапе осуществляется свободное осевое движение. У другой стороны рейки движения идентичные, при помощи станкового шпинделя. Последний понадобится при самостоятельном изготовлении инструментов. Функциональность устройства увеличивается.

Разновидности станков копировально-фрезерной группы

Станки копировального типа комплектуются оборудованием разного вида. Этот параметр позволяет выделить следующие группы приспособлений:

Фотокопировальные разновидности.
Станки, у которых подача осуществляется за счёт гидравлики или электрики, механики.
Разновидности с одним, несколькими шпинделями. Оснащаются специальными поворотными столами, с формой прямоугольника или круга.
При использовании копира. При закреплении последнего используется поворотная рейка. Она сама перемещается по плоскости в вертикали.
С добавлением пантографов. Помогает обрабатывать детали в 2-3 измерениях одновременно. Многие выбирают модель Декель ГК 21.

Допустимо самостоятельное создание мастерами станков, относящихся к одной из групп, описанных выше. Остаётся только подыскать чертежи вместе с необходимыми комплектующими.

Следующие категории выделяются в зависимости от степени автоматизации:

Оборудование в стационаре, на полном автомате. В комплекте – пружины, играющие роль пневматики, с головкой трёхшпиндельного типа. Одновременно рассверливает отверстия тройного типа.
Стационарные автоматы, когда за фиксацию отвечает пневматика, представленная пружинами.
Ручные или настольные, с использованием механического способа фиксации.

Принцип работы

Деталью, задающей характеристики, при обработке становятся копиры. Головка у стола – основной инструмент для работы, принимающий перемещения на рабочей поверхности, контуре. Повтор движений проводится за счёт частей с резаками.

Работа главных элементов осуществляется с основными и вспомогательными движениями. Главное – когда вращается и перемещается шпиндель, инструменты врезаются в материалы заготовок, по контуру ходит стол с салазками.

Движений вспомогательного типа бывает несколько:

Ускорение движения стола, салазок.
Перемещения установок, от столиков с копировальными пальцами, механизмами упора, зажима.

Обычные действия, использование обратной связи – два основных вида схем, реализация которых допускается для устройств. Жёсткая связь с копиром – основа самой простой схемы, прямой разновидности. Связь отсутствует, когда движение обратное. Устройство отслеживания передаёт движения.

Когда фрезеруется контур, либо объём, станки данного типа подходят идеально. Если фрезерование контурное – предполагается использование плоскости, которая находится параллельно, либо перпендикулярно по отношению к инструменту. Второй случай предполагает движения стола вдоль, либо поперёк. Объёмный вариант работы – когда деталь обрабатывается поэтапно. При движениях применяется сразу несколько плоскостей.

Пантограф так же позволяет реализовать прямую схему. Он уменьшает размеры изделий в готовом виде по сравнению с шаблонами. Самостоятельное изготовление устройств при необходимости не доставит хлопот.

Заключение

Для столярных и модельных мастерских копировальные станки подходят как нельзя лучше, поскольку они позволяют обрабатывать металл и дерево в одинаковой степени. Главное – чтобы поверхность была достаточно мягкая. Популярными стали модели, привезённые из Италии. Но тайваньские и китайские установки ничуть не уступают по качеству. Высокая точность и надёжность – главное достоинство современного оборудования.

Достаточно 2-3 дневного обучения, чтобы приступить к работе с деталями любой сложности.

Копии лучше оригинала: копировально-фрезерный станок по металлу и дереву

Сложные по рельефу детали изготавливаются последовательно на нескольких видах оборудования. Копировально-фрезерный станок значительно сокращает технологический процесс.

Он с одной установки делает точную копию предмета любой сложности. Такое оборудование умельцы могут сделать своими руками и вырезать фигурные детали или копировать редкие фрески.

Конструкционные особенности и назначение

Копировально-фрезерный станок предназначен для изготовления больших партий деталей со сложной конфигурацией. Перенос размеров и рельефа с детали-образца осуществляется специальными копирами. Они считывают информацию с образца и передают на суппорт, задавая ему нужную траекторию движения.

Считывание информации производится различными способами:

механическим – специальные щупы и пальцы;
фотографическими элементами;
числовым управлением при считывании с цифрового макета.

Способы копирования выбираются в зависимости от обрабатываемого материала, сложности конфигурации, размера партии и возможности подключения к ЧПУ. Кроме копира, на станках с ЧПУ устанавливается пантограф. Он изменяет соотношение размеров изготавливаемой детали относительно образца. Без него копирование происходит в масштабе 1:1.

По металлу

Щуп для копирования представляет собой палец, поджимаемый перпендикулярно пружинами. Он скользит по поверхности шаблона, прижимаясь к кромке. Фреза повторяет его перемещение по 2 осям, вырезая заданные трафаретом фигуры.

Станки с ЧПУ управляются различными способами. Модель программируется по точкам координат или рельеф считывается фотоэлементами и передается на пульт управления. Пантограф корректирует размеры, увеличивая вытачиваемую деталь.

На копировально-фрезерных станках по металлу делают сложные по конфигурации детали, изготовление которых обычным способом трудоемкий и длительный процесс, состоящий из множества технологических операций и ручной подгонки:

закрытые многоручьевые штампы;
пресс-формы;
модели кокилей;
корпуса с пространственно-сложной конфигурацией;
систему канавок для смазки;
гравировку.

Копировальный станок повторяет исходную деталь с точностью 0,001 мм. Он быстро, с одной установки обрабатывает верхнюю и боковые плоскости, производит фигурную фрезеровку канавок, сверление и расточку.

По дереву

Копировальные станки по дереву предназначены для изготовления больших партий одинаковых деталей:

выполнения сложного декора с множеством мелких элементов;
фигурной отделки фасадов корпусной мебели;
фрезеровки пазов, занижений, отверстий в дверном полотне;
изготовления ручек, планок, плинтусов;
создания копий объемных картин, вырезая их с дерева и пластика;
вырезания надписей;
изготовления объемных букв, цифр, эмблем;
создание печатей.

Фрезерные станки с фотографическими элементами копирования точно повторяют рельеф резьбы по дереву, фресок, скульптур. Небольшие приспособления с 4 осью перемещения способны создавать точные по форме копии статуэток. Бордюры и плинтуса, украшенные орнаментом, выполняются на простых копировально-фрезерных станках со щупом или копировальным пальцем в столе.

Основные технические характеристики

К стандартным характеристикам фрезерного станка:

мощность;
скорость вращения шпинделя;
габариты рабочего пространства;
количество скоростей;
частота подачи шаговых двигателей.

В копировальном оборудовании добавляется:

способ копирования;
наличие пантографа;
производительность;
количество фрезерных головок.

У копировально-фрезерных станков консольного типа точность копирования ниже. Для точного повторения размеров сложных форм используют станки с подвижным суппортом.

Критерии выбора

Мастерам, изредка изготавливающим у себя в мастерской поделки, достаточно приобрести ручной копировально-фрезерный станок. Для производства больших партий деталей необходимо оборудование с ЧПУ.

Основными критериями выбора модели станка, являются обрабатываемый материал и габариты заготовки. Затем по объему и сложности изделий следует обращать внимание на технические характеристики модели:

способ копирования;
мощность;
частота вращения шпинделя;
точность обработки;
количество фрезерных головок;
производимые операции;
угол наклона стола;
способ считывания информации;
наличие перемещения по 4 оси.

Для промышленных предприятий важно, чтобы станок можно было встраивать в автоматические линии.

Особенности работы с алюминием

Алюминий отличается своими свойствами от других металлов:

легкий;
прочный;
пластичный – вязкий;
с высокой теплопередачей.

Одновременно алюминий хрупкий, боится вибраций и динамических нагрузок. При работе с алюминием на копировально-фрезерном станке, необходимо надежно закрепить сам станок на прочном монолитном фундаменте.

Угол заточки режущей кромки делается острее, чем для стали. Скорость вращения 15000-18000 об/мин. Подача пониженная. Для отвода лишнего тепла, быстро поступающего внутрь самой заготовки, специалисты рекомендуют применять охлаждающие жидкости, направляя их непосредственно в зону реза или распыляя по поверхности плоских деталей.

Прижимной инструмент оставит на мягком алюминии вмятины. Для крепления заготовок под обработку, особенно листового материала, используют пневматические столы.

Как изготовить такой аппарат для работы с древесиной своими руками?

Самостоятельно подключить систему копирования и программное управление станком сложно. Для домашнего пользования подойдет низкий станок с механическим щупом. Перед его изготовлением следует сделать эскиз устройства и рассчитать габариты станины исходя из размера рабочей зоны.

Она равна длине направляющих минус ширина подвижного конструктива с фрезой и щупом. Ширина ее составляет половину пространства рабочего стола.

Взять массивную плиту. Расположить на ней стойки, чтобы поднять рабочий стол.
Вдоль плиты монтировать рельсовые направляющие. Над ними прикрепить хромированные нержавеющие трубы.
На них поставить тележки из линейных подшипников.
Соединить площадки поперечной пластиной.
По краям подвижной тележки смонтировать стойки с трубой – штангой. На ней располагаются в жесткой связке коромысла со щипом и фрезерной головкой.

Двигатель перемещает подвижный конструктив по оси X вдоль направляющих. После каждого прохода происходит перемещение по оси Y. Щуп скользит по шаблону. Вместе с ним фреза совершает движение по оси Z. Каретка, установленная на линейные подшипники, свободно перемещается по направляющим трубам. Скорость задается шаговым двигателем.

Копировально-фрезерные станки находят применение везде, где необходимо сделать точные копии сложных по конструкции металлических деталей или украшений из дерева. На них гравируют надписи на стекле, вырезают декоративные фасады мебели, обрабатывают пластик.

Копировально–фрезерные в Москве

Копировально – фрезерные станки служат для производства различных элементов мебели и интерьера, позволяют копировать скульптуры и плоскорельефные изделия. Для изготовления изделий на копировально- фрезерных станках применяются шаблоны. С них происходит копирование формы будущей детали.

Принято выделять несколько видов данных станков:

Ручные. Перемещение лекало и детали осуществляется вручную оператором.
Автоматические станки.
Карусельные станки используются для изготовления стульев, столов, дверей и всевозможных криволинейных элементов.
Продольно-фрезерные копировальные станки.
Станки копировально-фрезерные токарного типа.
Эти станки просты в управлении и не требует длительного обучения персонала перед работой.

Рассмотрим принцип действия копировально-фрезерных станков. Перед началом работы производится установка заготовки и модели на горизонтальной плоскости. Копировальное устройство соединено с фрезерным суппортом. Во время рабочего процесса копирующий ролик воссоздаёт контур модели.

Если происходит объёмное копирование, то заготовка и модель устанавливаются в центрах и очень медленно вращаются. Фрезерная головка в данном случае совершенно точно повторяет действия копирующей головки.

В настоящее время фрезерно – копировальные станки по дереву снабжены различными системами: управляющей и следящей электрической. Эктроконтактные датчики применяются, как следящее устройство, в некоторых случаях вместо них используются индуктивные датчики.

Безусловно, на мебельных предприятиях данный вид станков просто необходим, поскольку появляется возможность массового производства сложнейших элементов мебели. При этом работа делается быстро и качественно, то есть затраты на человеческий труд сводятся к минимуму.

Профессионалы давно уже пришли к мнению о том, что копировально-фрезерный станок обладает высоким качеством и удобством в использовании!

Характеристики: MX 507
Размер рабочего стола: 805 х 700 мм
Макс. рабочая глубина: 80 мм
Расстояние от станины до шпинделя: 700 мм
Диаметр цанги: 12,7 мм
Скорость шпинделя: 9000/18000 об. мин
Макс угол наклона стола: 45 град.
Мощность мотора: 3 кВт
Рабочее давление в воздухе: 0,6-0,8 МПа
Габариты: 1500х850х1700 мм
Вес: 560 кг

Характеристики: MX 7516
Рабочий диаметр заготовки: Ø250 – Ø1600 мм
Максимальная толщина заготовки: 130 мм
Размеры рабочего стола: Ø1170 мм
Диаметр режущего шпинделя: Ø25,4/30/35 мм
Диаметр направляющего валика: Ø100 мм
Скорость вращения шпинделя: 9000 об/мин
Скорость перемещения стола: 0,5- 3 об/мин
Мощность: 7,5 кВт*2
Мощность электродвигателя главного движения: 1,5 кВт

Характеристики: MX 71180
Доступные пределы рабочих диаметров, мм: 500-2000
Максимальная рабочая толщина, мм: 130
Размеры рабочего стола: 1850
Диаметр главного шпинделя, мм: 35
Диаметр подшипника, мм: 100
Частота вращения главного шпинделя, об/мин.: 8500
Мощность двигателя главного шпинделя, кВт: 7,5х2
Мощность двигателя рабочего стола, кВт: 2,2
Скорость вращения стола, об/мин: 0,5-3
Габариты, кг: 3110х2670х2425
Масса, кг: 4400

Характеристики: MX 71160
Рабочий диаметр заготовки: Ø500 – Ø1800 мм
Максимальная толщина заготовки: 130 мм
Размеры рабочей поверхности: Ø1630 мм
Диаметр главного шпинделя: Ø35 мм
Диаметр: Ø100 мм
Скорость вращения основного шпинделя: 8500 об/мин
Мощность: 7,5 кВт*2
Мощность электродвигателя главного движения: 2,2 кВт
Скорость перемещение стола: 0,5 – 3 об/мин
Габариты станка: 2610*2170*1925 мм
Вес нетто: 3900 кг

Карусельный станок МХ71160 предназначен для объемного и криволинейного фрезерования деталей по шаблону. Станок применяется для производства стульев и столов гнутой формы. Для стульев – обработка ножек, царг, больших ножек.

Характеристики: MX5068
Размер рабочего стола: 805 х 600 мм
Макс. рабочая глубина: 65 мм
Расстояние от станины до шпинделя: 730 мм
Диаметр цанги: 12,7 мм
Скорость шпинделя: 9000/18000 об. мин
Макс угол наклона стола: 45 град.
Мощность мотора: 3 кВт
Рабочее давление в воздухе: 0,6-0,8 МПа
Габариты: 1500х850х1700 мм
Вес: 560 кг

Данное оборудование предназначено для выполнения разнообразных копировально-фрезерных работ по плоским и объемным копирам, а также для объемного копирования по готовому чертежу или схеме.

Копировально фрезерный станок по металлу