Копировально-фрезерные станки

Копировально-фрезерные станки – устройства, которые заменяют ручной труд мастеров по изготовлению слепков форм, отличающихся высокой детальностью отливаемых из металла и пластика деталей. Имея детальное трёхмерное изображение объекта, нетрудно воссоздать его из реальной заготовки, используя современные компьютерные технологии.

Копировально-фрезерный станок – устройство, осуществляющее фрезерование в двух- и трёхмерном измерении. Главная составная часть – мотор с фрезой, вырезающей выпуклости и вогнутости на объекте, общий вид которого исполняется. Движения копировального механизма повторяются. В копировально-фрезерном станке присутствуют механические, гидравлические и пневматические функциональные узлы, поддерживающие связь между следящими системами и инструментарием, выполняющим определённые действия. Они создают усилие, обретаемое рабочим инструментом от копира.

Станок может работать с шаблонами – плоскими и трёхмерными чертежами. Важными составляющими конкретного чертежа являются эталонные детали и контурные очертания. Движение фрезы считывается при помощи фотоэлементов, специальных копировальных щупов, пальцев или роликов. Для работы станка нужна заготовка. Ею служит деревянный, пластиковый или металлический лист, Детали и шаблоны обрабатываются на исполняющих механизмах, вращающих и передвигающих фрезу. В станке основными действующими комплектующими являются:

• электромагнитная муфта,

• дифференциально-функциональный узел,

• соленоидальный узел,

• клапанно-золотниковый элемент,

• винтовой механизм,

• электромагнитные (или электромеханические) реле.

Станок вращает заготовку (обрабатываемую деталь) в определённом направлении относительно конкретной плоскости. Реле устанавливаются на усиливающих действие станка частях. Реле различаются по типу: с электромагнитами, на основе оптопары или на основе гидравлических элементов.

Готовая комплектующая, выточенная на станке, характеризуется точностью обточки до 20 мкм. Шероховатость соответствует 6-му показателю зернистости. Гидравлические цилиндр и электроцепь превращаются в ведущие компоненты системы, благодаря которой работает исполняющий механизм. Точность копирования обеспечивает и пантограф – функциональный блок, включающий в себя следующие компоненты:

• отдельная вращающая ось;

• шпиндель;

• ось направляющего штыря – вместе с ним.

Одна из реечных комплектующих сопрягает шпиндель и направляющий штырь. Пропорции плечевой зоны задают размеры копируемой зоны. Рейка приводится в движение при перемещении направляющего штыря по шаблону. Далее оси движутся свободно. С противоположной стороны реечной детали движения такие же, обеспечиваемые шпинделем станка. Сам станок может быть использован и при изготовлении ручного инструмента, а также деталей для других механизмов и устройств. При этом расширяется область применения фрезерного копира.

Проще говоря, копир-фрезерователь – станок, позволяющий повторить объёмную или плоскую фигуру со сложным контуром, образ которого записан в графическом изображении. Пример применения – фасонное профилирование, выполненное путём гравировки. Другие наиболее наглядные и показательные примеры – узоры, орнамент, объёмные надписи, облегчённое фрезерование.

Фрезеровке на таком устройстве поддаются сталь, чугун, медь, алюминий. Бронза и другие металлы и их сплавы. Серийность производства значения не имеет. Фрезер-копир способен, например, воссоздать на ложке изображение ветки дерева или цветка, логотип фирмы-производителя и многое другое. Новичка впечатлит производство с помощью фрезера-копира:

• гребней-винтов для судна и механизма паровой машины;

• лопаток реактивных двигателей;

• колёс гидротурбин;

• штамповочных и литейных форм;

• кулачковых комплектующих для двигателей автомобилей;

• всевозможных модельных и заготовочных приспособлений из разных сплавов и так далее.

Область применения станка-копира поистине огромна и разнообразна. Но вышеперечисленными отраслями и видами работ данный список не заканчивается. На фрезере-копире высверливают технологические щели и отверстия под замки, ручки дверей и окон, защёлки и задвижки, петли. На фрезере возможно изготовить рамку под зеркало из металлопластикового профиля, взяв в качестве руководства любой вступительный видеокурс о работе на таком станке.

Фрезер-копир позволяет получить точно такое же изделие, используя шаблон последнего. Шаблонная проточка и гравировка заготовки позволяет доверить это дело автоматике, исключив человеческое влияние как дестабилизирующий фактор. Задача упрощается, если число копий изделия возрастёт хотя бы до десятков экземпляров, но для стопроцентно точного повторения применяют пантограф.

Фрезеры-копиры подразделяются на обособленные друг от друга виды в основном по различиям в приводе.

• Копиры с пантографом. Это блок, позволяющий копировать детали в конкретно выбранном масштабе. Пантографирование, являющееся важным этапом, позволяет растачивать детали в нескольких направлениях одновременно. Здесь важная роль отведена штыревому шпинделю и оси, вокруг которой он крутится. Пантограф даёт возможность соотнести расстояния между осью и шпинделем, тем самым конкретизируя масштабирование.

• Копиры с исполнительной механикой на поворотной рейке.

• Фрезеры-копиры с несколькими шпинделями, обладающими вращающимися столами определённых размеров и форм.

• Копиры с отличными друг от друга подающими системами – на основе механики, гидравлики и электрики (электромеханики).

• Фотокопировальные фрезеры.

Классификация фрезеровально-копирующих станков усложняется и по типу их размещения:

• настольные, позволяющие удерживать обрабатываемые комплектующие механически;

• стационарные, оснащённые пневмозажимами;

• стационарные, дополнительно обладающие головкой с тремя шпинделями.

Имея представление о типах и разновидностях станков, пользователь оперативно и чётко выберет станок нужного производителя.

Пользователям или предпринимателям, нуждающимся в безотказном станке для выполнения копировально-фрезерных работ, имеет смысл присмотреться к моделям итальянского бренда Griggio. Устройства этого производителя сравнительно дешевы, подойдут для выпуска фасонных изделий, наличников и плинтусов, мебельной облицовки, деревянных окон и дверей.

Станок VFK-810 с поворотным предметным столиком на 45 градусов сгодится начинающим и опытным мебельщикам. Фреза вращается со скоростью 20 000 оборотов в минуту. Чем выше скорость вращения, тем качественнее вытачиваемые детали. С такой угловой скоростью детали станут как отлитые.

Китайский станок МХ-5068 обладает несколько меньшей скоростью фрезы – до 18000 оборотов в минуту. Он оснащён пневмоповоротным предметным столом.

Для продвинутых столяров создали тайваньский станок Winner LH-1000. Высокая скорость работы идёт бок о бок с отлично поставленным на поток производством. Устройство обладает многоуровневым шпинделем, позволяющим за одну операцию осуществить несколько действий. Результат – выпуск изделий, не отнимающий время пользователя перестановкой резака.

Несмотря на многообещающие возможности, копир-фрезер может стоить более 100 тысяч рублей. Это и подталкивает опытных пользователей сфабриковать такое устройство дома самостоятельно. А также, невзирая на уступку по функциональности, самодельные фрезеры-копиры производят несложные детали в больших количествах за один рабочий день не хуже, чем их промышленные конкуренты.

Самодельный станок-копир не обладает лёгкостью подгонки под возможности промышленного фрезера. Именно поэтому его изготавливают полностью самостоятельно. В его основе – ременная передача и шаговые двигатели, управляемые электронными платами-драйверами, и коллекторный (или иного типа) двигатель непосредственно для фрезы.

Самодельный фрезер-копир включает в себя рабочий столик, опорную раму и фрезер, в который входят зажимной патрон и основной электромотор. Рабочий стол выставляется по требуемой высоте. Фрезерная головка, помимо главного двигателя, обладает двухскоростной коробкой передач. Некоторые пользователи отмечают неидеальность обработки даже при наличии эталонного шаблона-исходника. Она обусловлена изменением направления движения фрезерной головки, вибрацией и тряской металлической рамы станка при работе. Сама деталь также прогибается – сила упругости при перегибе детали воздействует на неё.

Пользователь должен окончательно определиться, какие именно детали ему нужны. Если, к примеру, он производит пропеллеры для ветряков, он не должен равняться на изготовление, к примеру, рельефных надписей на бляхах для ремня. Лучше сделать для других задач, имеющих мало общего с первыми, новый станок. Большие габариты получаемых деталей и комплектующих заставят увеличить площадь рабочей зоны станка. Рама станка должна поглощать вибрацию от дрожания обрабатываемых деталей и от фрезерной головки. Направляющие оси не должны прогибаться – их массивность и толщина, отвечающая предполагаемой и реальной нагрузке, обеспечит их непрогибаемость.

Рабочий (предметный) стол должен по длине и ширине соответствовать габаритам получаемых комплектующих.

Мощность главного мотора должна оказаться соизмеримой с размерами и форматом получаемых деталей. Для работ по дереву достаточен 200-ваттный мотор. Работы с алюминием могут потребовать 1-киловаттного мотора, а вытачивание нержавеющей стали – до 2 кВт выдаваемой мощности. Не имеет значения, от постоянного или от переменного тока запитывается основной двигатель.

Чтобы повторяемая деталь полностью соответствовала оригиналу, щуп-копир и режущее устройство должны быть жёстко связаны. Раскалибровка во время сеанса работы не допускается – получаемая деталь не станет копией той, по контуру которой она вытачивается.