Копир для токарного станка по дереву с ручным фрезером. Копировальный станок по дереву: сборка токарного и фрезерного оборудования Как сделать токарный станок по дереву копировальный

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.

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.

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.

В доме и на даче найдется большое количество работ, требующих обработки древесины. Для выполнения задачи понадобится токарный станок. Готовая производственная техника - дорогое удовольствие, поэтому многие мастера предпочитают изготавливать оборудование самостоятельно из подручных средств. Варианты создания разных токарных станков описаны в статье.

Целесообразность изготовления токарного станка по дереву своими руками

Автоматизированное оборудование повышает эффективность деревообработки, что особо актуально при организации производственного процесса или при выполнении бытовых задач. Современные модели позволяют выполнять обработку не только деревянных изделий, а и целого ряда мягких металлов (алюминия, бронзы и меди). Из ассортимента техники можно выбрать любое изделие - профессиональные станки с широким функционалом или оборудование для домашнего применения.

Единственный минус покупного токарного станка - его стоимость. Для экономии бюджета возможны три варианта решения проблемы: приобретение аналога китайского производства, покупка старой советской техники и ее последующий ремонт, или изготовление станка собственноручно.

Если техника предназначается для бытового использования и оттачивания столярного мастерства в рамках хобби, то самодельный токарный станок по дереву своими руками - отличная альтернатива дорогому оборудованию. Конечно, в такой модели не будет предусмотрено различных «примочек» заводского оборудования, но ее функций вполне хватит для создания небольших поделок из древесины мягких пород.

Конструктивные элементы токарного станка

Независимо от модели главные составляющие узлы токарного станка для обработки дерева остаются неизменными.

Станина - основа конструкции. Платформа изготавливается из металла или нескольких соединенных балок. Более предпочтительно металлическое основание, повышающее устойчивость оборудования.
Поперечная балка П-образной формы.
Электрический двигатель, задающий вращение обрабатываемой заготовке. Обычно в заводских моделях установлены трехфазный электропривод, требующий для работы соответствующей линии электроснабжения. Максимальная частота вращения электромотора - 1500 об./мин. В самодельных изделиях часто применяют однофазные моторы с мощностью 200-400 Ватт.
Токарный патрон.
Опора для задней бабки.
Вращающийся элемент.
Упор для размещения инструмента или заготовки.
Опора для подручника.
Направляющая балка.
Стойка для задней бабки.
Обоймы.
Металлические пластины под упор узловых соединений.
Поперечная направляющая.
Винты для фиксации.
Опорная ось.

Главные исполнительные детали токарника - задняя и передняя бабки. Между рабочими элементами устанавливается деревянная заготовка. Через переднюю бабку изделию передается вращение от электрического движка. Задняя бабка, по сути, только удерживает изделие, оставаясь статичной. Передвижение бабки происходит посредством ручного привода.

Функциональность токарного станка получится несколько разнообразить, оборудовав технику дополнительными приспособлениями:

балясиною - центровая опора, поддерживающая заготовки большой длины; этот конструктивный элемент предупреждает провисание обрабатывающей детали;
трезубцем - патрон с зубцами заменяет обычный шпиндель, если возникли проблемы с прокруткой изделия во время обтачки;
копиром - для изготовления нескольких однотипных деталей; элемент направляет резец по необходимому пути, обеспечивая идентичность размеров/конфигурации изделий.

Как сделать токарный станок по дереву своими руками

Стандартные габариты оборудования

Фото. Токарный станок по дереву своими руками: чертеж.

Типичные размеры самодельного станка составляют:

длина - 80 см;
ширина - 40 см;
высота - 35 см.

Техника с такими габаритами справится с деревообработкой заготовок до 20 см в длину и до 25 см в диаметре. Эти параметры указаны без использования центровки посредством задней бабки. Фиксация детали происходит через специальную планшайбу. Если применяется задняя бабка, то длина заготовки увеличивается до 40 см.

Подбор материалов и подготовка инструментов

При выборе материалов для создания токарного оборудования понадобятся следующие материалы:

Старое электроточило под заточку двух камней. Инструмент будет выполнять функцию передней бабки. Агрегат уже оборудован четырьмя металлическими шайбами. Две из них используются для фиксации разных в диаметре сменных дисков, преставление которых ведет к ускорению/замедлению скорости вращения. Для фиксации болванки на другой стороне устанавливается спецпланшайба.
Запчасти электродрели подойдут под роль задней бабки.
Металлопрофиль (швеллер) для изготовления станины токарного станка по дереву руками.
Разные по диаметру шкивы осуществляют вращение со скоростью 800-3000 об./мин.
Для компоновки конструкции пригодятся:
- металлический уголок;
- трубы разного диаметра;
- полосы из стали шириною по 2 см и 4 см;
- крепежи;
- приводной ремень.

Из инструментов в работе будут задействованы:

электрическая дрель;
напильники;
болгарка;
сварочный аппарат и электроды.

Изготовление элементов и сборка станка

Последовательность выполнения работ можно разбить на несколько этапов:

Токарный станок из двигателя от стиральной машинки

Порядок изготовления станка:

Подготовить основу под размещение всех элементов конструкции. Балки соединить поперечинами и дополнительно зафиксировать сверху двумя уголками.
Двигатель от стиральной машинки прикрепить к передней бабке.
Основу задней бабки составляет крутящийся центр, прикрепленный к опоре.
Упор под заднюю балку изготовить из уголка. Обойму нанизать на опорную ось и приварить конструктивный элемент к направляющим балкам - основе станка. Упор и задняя бабка - подвижные механизмы.
Для фиксации подвижных элементов подготавливаются предварительные отверстия.
Сначала подготовленные детали скрепляются точечной сваркой, а потом - соединяются окончательно сварочными швами.

Мини токарный станок по дереву своими руками

Соорудить маленький токарный станок по дереву своими руками, размеры которого не превышают 20-30 см, получится из моторчика и блока питания от советской магнитолы. Мини-токарник справится с обработкой различных мелочей из дерева (рукоятки, брелки и т.д.).

Алгоритм сборки:

Из металлического листа (1-2 мм) подготовить коробку под движок. Пластине придать П-образную форму и подготовить отверстие под вал.
Из древесного бруса (2-3 см в толщине) сделать несущий каркас, упоры под компактный движок и заднюю бабку.
Нарезать деревянные квадратики и сложить их в стопку. Для фиксации можно использовать обычный клей ПВА.
Закрепить полученную «башню» четырьмя саморезами.
Прямой металлический пруток подставить к шкиву движка и наметить точку размещения держателя (самореза).
В качестве ответного держателя со стороны мотора устанавливается планшайба.

Мини-токарник отличается простотою сборки. Его компактные габариты составляют около 22-х см. Конечно, для выполнения серьезных задач подобная техника не годится, но для обработки мелких деталей из дерева, олова и алюминия он вполне подойдет.

Изготовление токарно-копировального станка

Готовый токарный станок дополнительно можно оборудовать копиром, который пригодится для формирования однотипной резьбы и создания одинаковых деталей.

Под основу копира подойдет ручной фрезер. Деталь укладывают на фанеру толщиною 1,2 см площадью 20*50 см. Далее делают отверстия под крепежи и монтируют опорные небольшие брусья для установки фрезы. Резец разместить между фиксаторами и закрепить саморезами.

На токарнике устанавливается брусок - в дальнейшем на него крепятся шаблоны. Размер бруска - 70*30 мм. Элемент закрепляется саморезами к вертикальным опорам, а сами подставки - к основанию станка.

Если использовать копир необходимости нет, то брус демонтируется, и оборудование применяется для простой обтачки деталей.

Токарно-копировальный станок по дереву своими руками имеет некоторые недостатки:

рабочую зону с фрезером придется передвигать вручную - в процессе обработки подвижную часть может заклинивать;
техника пригодна для копирования простых элементов;
для повышения универсальности конструкции фрезу лучше заменить циркуляркой.

Особенности изготовления токарно-фрезерного станка по дереву своими руками

Конструкция токарно-фрезерного оборудования включает такие основные компоненты:

Станина. Для создания берутся деревянные брусья, из которых изготавливают решетчатую конструкцию. Передняя бабка фиксируется неподвижно. Расположение задней может меняться благодаря передвижению установочной панели по ребрам металлическим ребрам станины.
Электрический движок и система передачи вращения. Для ускорения работы на вал двигателя насаживается маленький диск, а на вал передней балки, наоборот - большого размера. Сопряжение деталей посредством ремня.
Фрезер ручного типа. Монтируется вверху станины на платформу, которая перемещается относительно заготовки вдоль направляющих.

Токарный станок по дереву своими руками: видео

Как в производственных, так и в домашних условиях нередко возникает необходимость изготовить деталь, формы и размеры которой полностью идентичны исходному образцу. На предприятиях эта задача решается при помощи такого устройства, как копировально-фрезерный станок, который позволяет изготавливать копии исходной детали большими сериями, отличается высокой скоростью, а также качеством выполняемой обработки.

Что собой представляет процесс фрезерования

Копировально-фрезерные станки и любое другое оборудование фрезерной группы можно встретить практически на любом промышленном предприятии. Объясняется это тем, что операция фрезерования - это один из наиболее распространенных методов, используемых для выполнения механической обработки. Данная технология позволяет выполнять широкий перечень черновых, получистовых и чистовых операций с простыми и фасонными заготовками из черного, а также цветного металла, работать по дереву и пластику. На современном фрезерном оборудовании с высокой точностью и производительностью обрабатываются детали даже самой сложной формы.

Различают два основных типа фрезерования: встречное (подача и вращение инструмента разнонаправлены) и попутное (инструмент вращается в ту же сторону, что и осуществляется подача). Режущая часть инструментов, выполняющих фрезерование, изготавливается из различных материалов, что дает возможность не только успешно работать по дереву, но и выполнять обработку (шлифовку в том числе) даже самых твердых металлов и сплавов, искусственного и натурального камня.

Фрезерное оборудование подразделяется на два вида: общего назначения и специализированное, к которому и относится копировально-фрезерный станок.

Возможности копировально-фрезерного оборудования

Копировальный станок, относящийся к фрезерной группе, разработан для копировально-фрезерных работ с плоскими и объемными деталями. Кроме того, на таком устройстве можно выполнять гравировку фасонных профилей, наносить на изделия надписи и узоры (даже высокой сложности), осуществлять легкие фрезерные операции по дереву и другим материалам.

Используя инструменты с режущей частью из различных материалов, на копировально-фрезерных станках обрабатывают детали, выполненные из чугуна, разных сортов стали и цветных металлов. На таких устройствах для выпуска деталей мелкими и крупными сериями успешно производят лопатки турбореактивных двигателей и паровых турбин, гребные винты для судов, штампы вырубного и ковочного типа, рабочие колеса для гидротурбин, формы для прессования и литья, пресс-формы и т.д.

На копировально-фрезерном станке выполняются технологические операции, практически недоступные универсальному оборудованию. Принцип работы такого станка основан на методе копирования, для выполнения которого используется специальный шаблон. Применение шаблона исключает человеческий фактор при обработке даже сложнейших деталей, благодаря чему все готовые изделия имеют одинаковую форму и геометрические размеры. Что удобно, один шаблон можно использовать для точного изготовления большой партии деталей, которые будут полностью идентичны между собой.

Для того, чтобы копирование формы и размеров шаблона было максимально точным, на копировально-фрезерном станке устанавливают копир (пантограф для фрезера). Назначение такого устройства - точная передача всех движений копировальной головке режущему инструменту.

Как устроен копировально-фрезерный станок

Копировально-фрезерные станки, как упомянуто выше, используются для плоскостного (обработка профилей) и объемного (обработка рельефов) фрезерования. В качестве рабочего инструмента на них применяются фрезы, которые, обрабатывая контур или объемную поверхность детали, повторяют движения копира. Связь рабочего органа и системы слежения у ручных станков обеспечивается за счет механических, пневматических или гидравлических элементов, нужных для формирования усилия, передаваемого от копира на рабочий орган копировально-фрезерного станка.

Шаблоном на таких станках выступает плоская контурная или пространственная модель, деталь-эталон или контурные чертежи, а элементом, считывающим форму и размеры шаблона, - копировальный палец или ролик, специальный щуп, фотоэлемент. Для изготовления шаблона можно использовать алюминиевый лист или лист из другого металла, пластик или древесину. Шаблон и обрабатываемая деталь располагаются на вращающемся рабочем столе станка.

Рабочий орган копировально-фрезерного оборудования приходит в движение благодаря таким конструктивным элементам, как винт, золотниковый клапан, соленоид, дифференциал или электромагнитная муфта. Реле, устанавливаемые в усилительных устройствах копировально-фрезерных станков, бывают электромагнитными, гидравлическими или электрооптическими.

Качество обрабатываемой детали (шероховатость поверхности, точность формы и размеров) зависит от такого параметра, как скорость перемещения следящего устройства. При этом можно добиться следующих характеристик готового изделия: шероховатость – №6, точность профиля – 0,02 мм. Основными элементами исполнительной цепи такого оборудования являются электрический двигатель и гидравлический цилиндр.

Пантограф, устанавливаемый на копировально-фрезерном оборудовании, обеспечивает копирование в заданном масштабе. Конструкцию пантографа составляют направляющий палец, его ось, инструментальный шпиндель и отдельная ось вращения. Шпиндель и направляющий палец располагаются на одной рейке, от соотношения плеч которой зависит масштаб копирования.

Перемещаясь по контуру шаблона, палец приводит в движение рейку, свободно вращающуюся на оси. Соответственно, на другой стороне рейки шпиндель станка совершает идентичные движения, обрабатывая заготовку. На копировально-фрезерных станках, которые изготавливаются своими руками, такое устройство также не будет лишним, его наличие значительно увеличивает функциональность оборудования.

Разновидности станков копировально-фрезерной группы

Оснащение копировально-фрезерного станка может включать приводы различного типа. На основе этого параметра выделяют:

оборудование с пантографом (пригодное для обработки деталей в 2–3 измерениях);
устройства с копиром, закрепленным на поворотной рейке, перемещающейся в вертикальной плоскости;
одно- и многошпиндельные станки, оснащенные поворотными столами круглой или прямоугольной формы;
станки, подача на которых обеспечивается за счет механических, электрических, гидравлических устройств;
фотокопировальное оборудование.

Самодельный копировальный станок может относиться к любому из этих типов (в том числе и к копировально-шлифовальным станкам). Надо только найти в интернете чертежи и подобрать комплектующие.

По степени автоматизации и способу фиксации обрабатываемой детали выделяют следующие категории копировально-фрезерных станков:

ручные или настольные, на которых заготовка фиксируется механическим способом (на этих устройствах можно рассверливать отверстия различной формы в соответствии с шаблоном);
автоматическое оборудование стационарного типа, заготовки на котором фиксируются при помощи пневматических прижимов (на таких станках работают с алюминием);
автоматическое оборудование стационарного типа с пневматическими прижимами, на котором установлена трехшпиндельная головка (на этих копировально-фрезерных станках одновременно рассверливают тройные отверстия, что не позволяют выполнять агрегаты двух предыдущих типов).

Как работает копировально-фрезерный станок

Как было замечено выше, на копировально-фрезерном станке заготовка обрабатывается с помощью задающего устройства - копира. Все перемещения копира по контуру или поверхности шаблона передаются благодаря специальному (копировальному) устройству на рабочую головку станка, в которой закреплена фреза. Таким образом, режущий инструмент в точности повторяет все те движения, которые совершает копир, используемый для оснащения фрезера.

Движения элементов копировально-фрезерного станка в процессе обработки детали подразделяются на главные (вращение и перемещение шпинделя при врезании инструмента в материал заготовки, перемещение по контуру рабочего стола и салазок) и вспомогательные (движение шпиндельной головки, салазок и стола в ускоренном режиме, а также установочные перемещения, которые совершают трейсерный столик, копировальный палец, упоры и зажим, фиксирующий шпиндельную головку).

В копировально-фрезерных станках, работающих по алюминию, могут быть реализованы две схемы слежения: простое действие и действие с обратной связью. При реализации схемы прямого действия рабочий орган станка совершает движения за счет того, что он жестко связан с копиром. Схема обратного действия не предусматривает такой связи и перемещения от копира на рабочий орган передаются не напрямую, а через следящую систему.

Как уже говорилось выше, на копировально-фрезерных станках выполняют контурное и объемное фрезерование. При контурном фрезеровании движения копира происходят в плоскости, параллельной или перпендикулярной оси инструмента. В первом случае перемещение рабочего стола оборудования может быть только продольным, а фреза и копировальный палец двигаются вертикально. Во втором случае стол двигается как в продольном, так и в поперечном направлении. При объемном фрезеровании деталь обрабатывается поэтапно – благодаря нескольким передвижениям стола и инструмента, совершаемым в параллельных плоскостях.

Схема прямого действия может быть реализована и через пантограф, который позволяет уменьшать размеры готовых изделий по отношению к размерам используемого шаблона (масштабировать). Чаще всего такое дополнительное устройство, которое легко сделать и самому, устанавливают на станки, используемые для гравировочных и легких фрезерных работ.

Очередная вариация сделанного самостоятельно станка

Как изготовить копировально-фрезерный станок своими руками

Приобрести копировально-фрезерный станок для оснащения своей мастерской хотели бы многие домашние умельцы, но стоимость такого оборудования достаточно велика. Между тем, обладая желанием, затратив не так много времени, сил и финансовых средств, можно изготовить такое оборудование своими руками.

Естественно, самодельное копировально-фрезерное оборудование не сравнится с профессиональным по своей мощности, надежности и функциональности, но и на таких станках можно выполнять качественные копии, работать с их помощью по дереву и обрабатывать заготовки из других материалов. Многие пытаются приладить копирующее устройство к уже имеющемуся , однако это нецелесообразно, так как при этом приходится переделывать практически весь станок. Как показывает практика, свой самодельный станок копировально-фрезерного типа лучше собирать с нуля, подобрав для этого соответствующие комплектующие.

Ниже на фото приведен пример самодельного станка с дополнением в виде видео. Создатель станка ведет повествование по-английски, но в принципе все вполне понятно и без перевода.

Своими руками копировально-фрезерное устройство проще всего изготовить по типовой схеме, которая включает в себя несущую конструкцию – раму, рабочий стол и фрезерную головку. Приводом для обеспечения вращения рабочего инструмента является электродвигатель, передающий движение через двухступенчатый механизм, позволяющий получать две скорости. Рабочий стол этого самодельного устройства можно регулировать по высоте.

Многие из тех, кто копировально-фрезерный станок изготовил своими руками, отмечают, что при смене режимов работы, у такого оборудования начинает проявляться масса недостатков. Наиболее распространенными из таких недостатков являются вибрации рамы станка, искривление заготовки и ее прогиб, некачественное выполнение копирования и др. Чтобы избежать таких проблем, лучше всего делать копировально-фрезерное устройство узкоспециализированным и сразу настраивать его на обработку однотипных заготовок. Объясняется это тем, что самому учесть все недочеты, которые будут возникать у универсального оборудования при смене режимов работы, практически невозможно.