Пантограф для фрезера своими руками. Чертежи
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Копировально-фрезерные станки по металлу в массовом и серийном производстве
Копировально-фрезерные станки по металлу применяются в массовых производствах. С их помощью изготавливаются гребневые винты для кораблей, турбины двигателей с реактивной тягой, рабочие колеса насосов, штампы для кузнечно-прессового производства, заготовки для механического и литейного производства. В быту копировальное оборудование по металлу практически не используется.
Пантограф для фрезера: конструктивные особенности
Для масштабирования копировальных процессов существует специальное приспособление, называемое пантографом. Он облегчает процессы изготовления деталей с криволинейными поверхностями, позволяет выполнять орнаменты и узоры любой сложности в уменьшенном виде. Стоимость такого приспособления достаточно велика. Но сделать пантограф в домашних условиях своими руками вполне реально.
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.
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.
Пантограф для фрезера: инструмент
Кроме перечисленных материалов, необходим инструмент:
- Ручной фрезер.
- Угловая шлифовальная машинка.
- Сварочный аппарат.
- Гаечные ключи.
- Мерительный инструмент.
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.
Режущий инструмент для фрезерных работ: копировальные фрезы
Копировальные фрезы – инструмент, на котором, кроме режущей части, присутствует подшипник. Его размер равен диаметру режущей части фрезы. Подшипник может располагаться как в верхней, так и нижней части фрезы. Инструмент так и классифицируется. Стоит учесть, что маркировка означает положение подшипника при обычном размещении фрезы – хвостовиком вверх.
Служат они для выполнения копировальных работ по шаблону. При использовании фрезы с верхним подшипником шаблон располагается сверху детали, если с нижним положением подшипника, то снизу.
Работа ручным фрезером предполагает применение любых фрез. Это безопасно. Единственное, что при использовании режущего инструмента с верхним подшипником следует обращать внимание на вылет фрезы, чтобы не повредить верстак.
Фрезерование на деревообрабатывающем станке предусматривает использование фрез только с нижним положением подшипника. Это связано с тем, что у фрезы с верхним положением подшипника открытая вращающаяся режущая часть оказывается в зоне заготовки. Неосторожное движение может привести к серьезной травме. Такие фрезы применяются на станках только в особых случаях с максимальным соблюдением правил ТБ.
Копировально-фрезерные станки – это уникальное оборудование, с помощью которого выполняются сложнейшие работы по изготовлению идентичных деталей. Но для работы в домашних условиях можно изготовить несложные аналоги такого оборудования и приспособлений, которые помогут в быту или небольшом бизнесе.
Источник