Пантограф для фрезера своими руками чертежи. Дупликарвер по дереву чертежи. Самодельный копировальный станок. Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция

Безусловно, это устройство имеет мало общего с чертежным пантографом, причем не только по конструкции, но и по предназначению. Так, если в проектных институтах ранее использовались довольно примитивные приспособления, изготовленные из четырех подвижных реек, то пантограф по дереву обычно применяется совместно с тяжелыми фрезерными установками, представляя собой гораздо более сложный механизм. По сути, пантограф своими руками представляет собой своего рода копировальное устройство, которое помогает с высокой точностью переносить на деревянные поверхности параллельные линии, а также различные узоры из них (в последнее время очень популярным является вырезание букв и слов). Помимо прочего, существенным бонусом является и то, что обрабатывать можно не только дерево, но и металлические покрытия и этот нюанс открывает принципиально новые горизонты для оформления интерьера.

Так, например при помощи данного устройства можно самостоятельно обрабатывать дверные и мебельные фасады, обналичники, рамки для картин, зеркал и тому подобное. Безусловно, готовый пантограф для фрезерной установки гораздо более удобен в применении, чем самодельный его аналог, однако и стоимость его может существенно ударить по карману. Кроме того, если речь не идет о налаженном промышленном производстве в средних и крупных масштабах, то, в принципе, нет ничего сложного в том, чтобы попробовать выполнить данное приспособление, зачастую именуемое среди специалистов трафаретом, собственными руками. Приятно радует и низкая себестоимость материалов, ведь для изготовления самой примитивной формы столярного пантографа понадобится всего-навсего четыре деревянных рейки и определенные крепежные детали для выставления осей для этих направляющих.

Сами оси в дальнейшем необходимо использовать для того, чтобы стало возможным установление механизма, а также крепление его основного стержня. При этом не стоит полагать, что речь идет о чем-то очень сложном и трудно выполнимом, ведь основной механизм такого пантографа представляет собой обычную шпильку с расположенной на ее конце фиксирующей шляпкой. Сама копировальная часть является упрощенным аналогом циркуля, с той лишь разницей, что его стержневую часть рекомендуется изготавливать из пластиковой спицы, а точнее одного только наконечника данного элемента. Приоритет отдается именно этому материалу по той простой причине, что он способен практически беспрепятственно скользить по обрабатываемой поверхности, не способствуя при этом ее повреждению. Кроме того, весь механизм должен на что-то опираться, как в статическом своем положении, так и в динамике.

Для этих целей предусматривается отдельная ось, которая будет отличаться от промежуточной наличием опорной пятки. Именно это миниатюрное приспособление поможет поддерживать весь механизм без образования характерного угла наклона. Что касается крепежа всей конструкции в целом, также необходимого для предотвращения угловых деформаций, то его будет обеспечивать специальная деталь (бобышка), монтируемая на самой крайней направляющей. Выполнить такую деталь можно самостоятельно, используя для этого небольшой металлический цилиндр с подложкой из нескольких шляпок, позаимствованных у мебельных гвоздей. Именно эти шляпки помогут зафиксировать основание механизма относительно обрабатываемой поверхности, а также отрегулировать нужный уровень. После выставления всех осей можно смело приступать к сборке самого копировального устройства, состоящего из четырех плоских линеек и восьми крепежных втулок.

Для изготовления этих линеек лучше всего сразу отказаться от использования деревянных реек, заменив их более практичным пластиком или, на худой конец, оргстеклом. Некоторые умельцы применяют в этих целях такой универсальный материал, как плексиглас, следя за тем, чтобы его толщина не превышала отметку в 5 миллиметров. При этом, следует понимать, что самым сложным моментом во поставленной задаче является нанесение разметки на изготовленные линейки, ведь малейшая неточность может привести к необратимым последствиям в дальнейшем процессе работы с уже готовым инструментом. Для того, чтобы не ошибиться и избежать продольного смещения, лучше всего наносить разметку, начиная с концов шкалы, постепенно продвигаясь к условной середине или центрам заранее определенных сегментов. После того, как данная процедура будет закончена, приступают к высверливанию осевых отверстий в линейках.

Для того, чтобы все выполненные оси в итоге строго совпадали между собой, рекомендуется выполнять их одновременно, предварительно уложив все рейки в стопку. По окончанию данного этапа приступают к фиксации втулок, которые должны быть установлены в натяжку, дабы избежать "разболтанности" механизма. Для того, чтобы обеспечить данное условие, можно воспользоваться универсальными зажимами, предварительно изготовленными из закаленной проволоки малого диаметра (до полутора миллиметров). Однако, несмотря на такое довольно тугое крепление, все подвижные элементы должны сохранить свою плавность и мягкость в использовании, поэтому крайне важно действовать предельно аккуратно, не передавливая детали скрепляющими элементами.

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.

Довольно часто требуется увеличить (или уменьшить) в несколько раз какой-либо рисунок, чертеж или схему. Например, в журнале вам понравились узоры для выжигания. Но в журнале они обычно даются в уменьшенном виде, так что приходится их увеличивать до нужных размеров самостоятельно либо вручную «методом клеток», либо с помощью приборов: эпископа, или пантографа.

О самостоятельном изготовлении эпископа уже рассказывалось в альманахе. Теперь разберемся с пантографом.
Пантограф (название происходит от двух греческих слов (раntos) - все и grарhо - пишу) - прибор в виде раздвижного шарнирного параллелограмма дпя перерисовки рисунков, чертежей, схем в другом (увеличенном или уменьшенном масштабе). Основными достоинствами этого прибора являются простота конструкции и достаточно высо-
кая «точность» скопированного изображения. К сожалению, пантограф пока не нашел еще должного признания у самодеятельных художников и других рукастых почитателей декоративно-прикладного искусства.

В продаже сейчас отыскать пантографы промышленного производства очень трудно. К тому же пинейки таких пантографов относительно малы, причем они изготовлены из металла, что не делает прибор достаточно удобным. Так что сам Бог велел сделать для себя пантограф с деревянными длинными линейками.
Как уже говорилось, пантограф имеет вид раздвижного параллелограмма и состоит их четырех деревянных планок (линеек), скрепленных между собой с помощью шарниров так, что линейки способны сдвигаться и раздвигаться, как гармошка (рис. 1). Как видно из рисунка, на концах планок пантографа укреплены игла (полюс), отметчик (шпиль) и карандаш. При работе иглу закрепляют в какой-либо точке стола, отметчиком ведут по заданному контуру, а карандаш рисует копию данного контура, но уже в заданном масштабе.

Прежде всего для пантографа необходимо изготовить четыре линейки длиной 630 мм, шириной 15 мм и толщиной 4 мм. Такие пинейки лучше выстрогать из тонких реек, но можно и выпилить из фанеры. На всех линейках сначала размечают рабочую часть, для чего от концов пинейки откладывают по 15 мм. Таким образом между отметками окажется расстояние 600 мм, которое и будет являться рабочей частью линейки. Начало рабочей части линейки обозначим буквой Н, а конец - буквой К. Конечно, начало и конец рабочей части мы выбираем произвольно.

Далее нанесем на рабочей части каждой линейки центры отверстий, которые нам понадобятся при настройке пантографа на то или другое увеличение. Предположим, что нам для работы необходимо увеличивать оригинал в 1,25; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6 и 7 раз. И чтобы получить, например, центр отверстия с коэффициентом увеличения 1,25, надо разделить длину рабочей части на 1,25 и отложить полученный размер на линейке, приняв за начало отсчета точку Н. То есть центр искомого отверстия будет находиться на расстоянии 480 мм от начала рабочей части. Таким же образом от точки Н определим расстояние центров отверстий для увеличения оригинала в 1,25; 2; 3 раза и так далее (рис. 2). Разметив положение центров на линейках, у каждой отметки пишем число, которое будет соответствовать степени увеличения рисунка.

Используя полученную разметку, сверлим в линейках отверстия дпя болтиков, которыми предполагается соединить линейки. Наиболее подходят для этих целей болтики с резьбой МЗ или М4, соответственно и отверстия для них нужны диаметром 3 или 4 мм. А вот крайние отверстия в точках Н и К делаем диаметром 5,6 мм, то есть по диаметру гильз от мелкокалиберной винтовки, которые будем использовать для крепления в них иголки, отметчика и карандаша. Далее с помощью гипьз шарнирно соединяем линейки попарно, совмещая конец одной пинейки с началом другой (рис. 3, а), после чего развальцовываем открытые концы гильз. Осталось выбрать коэффициент увеличения и связать пары линеек, устанавливая болтики в отверстия с требуемым индексом. Так, пантограф, приведенный на рис. 3, б, готов увеливать оригинал в 4 раза.

В точке П (рис. 3, б) находится полюс пантографа (игла), в точке О (месте шарнирного соединения пары линеек) - отметчик, в точке Р - карандаш. Если концы линеек соединяли с помощью гильз, крепить к пантографу иглу, отметчик и карандаш очень просто. Для установки иглы надо в соответствующую гильзу плотно вставить палочку (деревянную пробку), в центр которой тупым концом затем забивают обломок толстой иглы. Но можно этот обломок иглы зафиксировать в гильзе, залив туда расплавленное олово или свинец.

В качестве отметчика подойдет заостренная палочка, которую закрепить в нужной гильзе совсем нетрудно. Конец палочки должен выступать из гильзы примерно на 1 см. Если вместо гильзы применен длинный болтик, его ориентируют шляпкой вверх, законтривают гайкой, а конец заостряют напильником. Установить в гильзу карандаш - тоже не проблема.

Еще раз подчеркиваем, что при изготовлении пантографа необходима точная разметка отверстий, а также полное соответствие диаметра отверстия в линейке диаметру болтика. Только тогда с помощью пантографа можно достичь достаточной точности даже при копировании очень сложных рисунков.

Как же работают с пантографом? Прежде всего на столе крепят в какой-то точке полюс (иглу) пантографа. Рисунок, с которого требуется снимать копию, располагают там, где находится шпиль, а чистый лист бумаги - под карандашом. Далее шпиль проводим по всем линиям рисунка, при этом карандаш автоматически вычерчивает увеличенный рисунок на бумаге. А если надо изобразить рисунок в уменьшенном виде, придется применять местами шпиль и карандаш, что при наличии гильз совсем нетрудно.

Обычно при работе с пантографом рука рисующего ведет шпиль по линиям узора. В таком случае на линейке рядом с карандашом придется укрепить груз (гайку, свинцовую пластинку), чтобы карандаш прижимался к бумаге. Но можно вести копирование и по-другому. А именно, вести рукой не шпиль, а карандаш, следя при этом за правильным ходом отметчика по линиям узора. В этом случае груз на линейке, понятно, не понадобится. И еще несколько практических советов.

Если оригинал, с которого снимается копия, имеет слишком большие размеры и пройтись шпилем по всем его линиям за один раз не удается, просто переставьте иглу на новое место и продолжайте работу.

При увеличении (или уменьшении) рисунка или чертежа прямые линии и окружности обычно получаются некачественными. Поэтому придется исправить подобный брак с помощью линейки и циркуля.

Известно, что достаточно хорошая точность копии обеспечивается при увеличении оригинала не более, чем в 2…3 раза. Поэтому при необходимости увеличить рисунок в 4 раза лучше сначала укрупнить оригинал в 2 раза, а затем уже полученную копию снова увеличить в 2 раза.
Размеры линеек пантографа не возбраняется изменить, сделав меньше, например. В этом случае местод расчета мест положения отверстий на линейках остается прежним, то есть длину рабочей части линейки придется делить на коэффициент увеличения.

Н. Морозов, Журнал Сделай сам №6-98г. Статьи

Чертеж - язык техники. По чертежам инженер, техник, квалифицированный рабочий разбирается в устройстве любого механизма; по чертежам изготовляют простые и сложные детали каждой машины. Члены кружка «Умелые руки» еще не занимаются в школе черчением. Они начнут чертить только в 6-м классе на уроках геометрии, а с техническим черчением познакомятся позже - начиная с 7-го класса. Однако в кружке им уже придется часто пользоваться упрощенными чертежами и техническими рисунками (эскизами) разных изделий. Много таких чертежей и рисунков напечатано и в этой книге. Вот почему членам кружка необходимо научиться читать упрощенные чертежи и понимать условные обозначения на них.

Как читать чертежи

На любом чертеже жирными, контурными линиями обозначаются контуры предмета. Иногда на чертеже встречаются прерывистые линии - пунктирные , состоящие из отдельных черточек. Такими линиями обозначают контуры предмета, которые не видны при взгляде на него снаружи или с какой-нибудь одной стороны, так как они спрятаны внутри предмета или закрыты от глаз, например, его передней стенкой.

Самые тонкие линии на чертеже называются размерными : они показывают размеры предмета. На концах такой линии есть стрелки. Они соединяются пунктирными черточками с контуром предмета. Размерная линия посредине обычно разрывается, и в разрыве ее ставится цифра. По правилам черчения все размеры на чертежах указываются в миллиметрах, поэтому рядом с цифрами буквенные обозначения мер не проставляют. Цифра на размерной линии показывает, сколько миллиметров от острия одной стрелки до острия другой.

Очень маленькие расстояния обозначают без размерной линии, а порою двумя стрелками с цифрой между ними. Рядом с обозначением диаметра (толщины) круглого стержня или отверстия часто ставят значок, похожий на букву «Ф»: кружочек, перечеркнутый косой линией. Такой значок показывает, что на чертеже изображен круглый предмет.

Иногда, особенно по изделиям из бумаги и картона, вместо чертежа готовой вещи дается развертка ее. Такую развертку по указанным размерам чертят на бумаге или картоне, затем вырезают и сгибают. Места сгибов на развертке показывают также пунктирными линиями - такими же, как невидимые контуры предметов на чертежах.

Рядом с общим видом предмета на чертеже или рисунке часто изображаются отдельные части (детали) его в увеличенном виде. Где помещаются эти детали на общем чертеже, указывают двумя способами: стрелками и одинаковыми буквами или цифрами.

Буквами же (по алфавиту) или порядковыми цифрами иногда обозначают, в каком порядке надо собирать из отдельных частей изделие или обрабатывать какую-нибудь деталь. Чтобы не спутать эти цифры с обозначениями размеров, их обыкновенно проставляют в кружочках.

Очень длинные детали, которые нельзя в масштабе разместить на чертеже или рисунке, чертят оборванными у одного конца или разорванными посредине. Размеры же проставляют полные.

На рисунке изделий размеры указываются не всегда, часто они даются лишь в тексте описания. При этом употребляются сокращенные обозначения размеров. Например, обозначение 40×15 мм обозначает, что деталь имеет в длину 40 и в ширину 15 миллиметров. Обозначение 40×15×10 мм показывает, что даются три измерения: длина, ширина и высота (толщина). Если хотят указать ширину и толщину рейки (то-есть размеры ее в разрезе), пишут, например, так: рейка сечением 8×5 мм.

Сокращенные наименования мер в описаниях изделий употребляются такие же, как в школьных учебниках: м - метр, дцм - дециметр, см - сантиметр, мм - миллиметр, кг - килограмм, г - грамм.

Увеличение чертежей и рисунков

В книгах рисунки и чертежи печатаются небольшого размера. Часто их приходится перечерчивать в полную (натуральную) величину. Прямые линии нужного размера юному технику по линейке начертить нетрудно. Гораздо труднее точно изобразить в увеличенном виде сложные извилистые контуры. В этих случаях чертежи даются на сетке.

Чтобы увеличить чертеж, надо на листе бумаги начертить столько же больших квадратов, сколько маленьких на рисунке. Необходимые размеры квадратов указываются в тексте описания. По этим квадратам наносят чертеж. Сетка разбивает его на короткие линии, которые гораздо легче правильно начертить, сверяясь с рисунком.

Увеличивать чертежи и рисунки можно также с помощью эпидиаскопа . Вполне пригоден для этого самодельный эпидиаскоп, описанный в этой книге на странице . Рисунок или чертеж, который надо увеличить, кладут в эпидиаскоп и проектируют на лист чистой бумаги, закрепленный кнопками на доске или на листе фанеры. Экран и эпидиаскоп устанавливают так, чтобы получилось нужное увеличение, а изображение было четким.

Контуры изображения обводят на бумаге карандашом - получается увеличенный рисунок, в котором точно переданы все детали.

Наконец увеличивать или уменьшать чертежи и рисунки можно еще одним способом - с помощью специального приспособления, которое называется пантографом.

Самодельный пантограф

Для пантографа из фанеры вырезают четыре планочки длиною 610 миллиметров и шириною 12 миллиметров. Ширина планок может быть увеличена или уменьшена, толщина их не имеет значения. Но чем уже и тоньше сделаны планки, тем удобнее пользоваться пантографом. На каждой планке сверлят 11 отверстий на таком расстоянии друг от друга, как указано на рисунке 64. Все отверстия должны быть одинакового диаметра - приблизительно 4 миллиметра. Отверстия, кроме двух крайних, помечаются цифрами: 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 10. Эти цифры обозначают, во сколько раз увеличивается или уменьшается рисунок. Условимся,"что конец планки, где стоит цифра 10, будет считаться нижним, а противоположный конец - верхним. Расстояние между крайними отверстиями равно 600 миллиметрам.

Ножом из деревянной рейки или подходящей палочки вырезают пять штырьков такого размера, чтобы они входили в отверстия планок и могли скрепить две планки, наложенные друг на друга. Три штырька делают с полукруглыми концами, четвертый - с заостренным и в конец пятого вставляют патефонную иголку острием вниз.

Из двух планок собирают угольник. В нижний конец первой планки вставляют штырек с патефонной иголкой, а в верхний конец второй планки - кусочек карандаша с заостренным мягким грифелем. Свободные концы обеих планок накладывают друг на друга и соединяют штырьком с полукруглым концом. Чтобы карандаш лучше прижимался к бумаге, конец рейки возле него утяжеляют: прикрепляют здесь металлическую (лучше всего свинцовую) пластинку.

Из двух других планок собирают второй угольник, соединив заостренным штырьком нижний конец одной планки с верхним концом другой. Противоположные концы этих планок остаются свободными.

Оставшимися штырьками соединяют оба угольника вместе. Это делают перед тем, как пользоваться пантографом для работы. Предположим, требуется увеличить какой-нибудь рисунок в четыре раза. Раздвинув свободные концы угольников, их накладывают друг на друга так, чтобы рейки перекрещивались в тех местах, где находятся отверстия с цифрой «4». В эти отверстия и вставляют штырьки. Если рисунок надо увеличить в два раза, то угольники соединяют штырьками, вставленными в отверстия «2», и т. д.

Все штырьки хорошо зачищают, делают их гладкими. Они должны входить в отверстие плотно, но не слишком туго, чтобы планки пантографа могли свободно поворачиваться вокруг штырька. Пользоваться пантографом просто.

Рис. 64. Пантограф.

На кусок фанеры или на гладкую доску кладут рисунок, который хотят увеличить, а рядом с ним - лист чистой бумаги. Сверху накладывают пантограф. Чтобы закрепить его, иголку одного из штырьков втыкают в доску. Заостренный штырек устанавливают на рисунке, а карандаш - на листе чистой бумаги. Острым штырьком водят по контурам рисунка или чертежа. Планки пантографа двигаются, и карандаш рисует на бумаге такие же контуры, но в увеличенном виде. Рейку с карандашом слегка придерживают левой рукой, не мешая ей двигаться.

С помощью пантографа можно, наоборот, уменьшить большой рисунок. Для этого надо поменять местами острый штырек и карандаш. Как размечаются отверстия на планках?

Длина планки между двумя крайними отверстиями для штырьков равна 600 миллиметрам (оставшиеся 10 миллиметров на концах планки в расчет не принимаются). Разделив 600 миллиметров на число, обозначающее степень увеличения, получают в миллиметрах расстояние соответствующего отверстия от нижнего конца планки. Например, для увеличения в три раза отверстие надо расположить на расстоянии в 200 миллиметров от крайнего отверстия нижнего конца (600: 3 = 200) или на расстоянии в 400 миллиметров от верхнего конца.

Пользуясь таким простым расчетом, тот же пантограф можно приспособить для других увеличений. Например, для увеличения в два с половиной раза надо просверлить дополнительное отверстие на расстоянии в 240 миллиметров от крайнего отверстия нижнего конца планки (600: 2,5 = 240), а для увеличения в девять раз - на расстоянии в 66,5 миллиметра (600: 9 = приблизительно 66,5).

Изготовление пантографа упростится, если приспособить его для немногих увеличений: например, только в два с половиной и десять раз. Отверстий в этом случае придется сверлить меньше.

Пантограф удобен, когда приходится, например, увеличивать узоры для выпиливания.

Простейшие измерения

При изготовлении различных вещей члены кружка должны твердо усвоить основное правило, обеспечивающее аккуратное и точное выполнение работы: ничего не делать на глаз. Прежде чем вырезать какую-нибудь деталь изделия из любого материала - будь то бумага, картон, фанера или жесть, надо обязательно сделать на нем разметку этой детали по чертежу, рисунку или по описанию. Вырезанную деталь обязательно проверить: точно ли она соответствует требуемым размерам. Одна деталь неправильной формы или неверных размеров может испортить все изделие.

А чтобы правильно размечать материал и проверять размеры деталей, надо научиться пользоваться простейшими измерительными инструментами. С некоторыми из них члены кружка уже познакомились на уроках в школе.

Всем пионерам знакома масштабная линейка с делениями на сантиметры и миллиметры. Чтобы отмерить по линейке на листе бумаги или на доске, например, 10 сантиметров, необходимо сделать две отметки: против деления «0» и против деления «10». Расстояние между этими двумя отметками и будет равно 10 сантиметрам. Ребята иногда меряют иначе: от деления «1» до «10». Результат, конечно, получается неверный. Допускают иногда ребята и другие ошибки: измеряя, например, ширину доски, линейку кладут не перпендикулярно ее кромке (то-есть точно поперек доски), а косо. В результате измеренная ширина получается больше действительной. На деления линейки иногда смотрят неправильно, направляя взгляд не под прямым углом, а сбоку. И в этом случае результат искажается.

Наиболее точное измерение получается тогда, когда масштабную линейку не кладут на доску или на лист бумаги, а ставят ребром, делениями вниз. При таком положении линейки легко сделать отметку точно по делению.

Новым измерительным инструментом для многих ребят явится карманная рулетка с мерительной лентой в 1 метр. Деления на рулетке такие же, как и на масштабной линейке, поэтому пользоваться ею ребята научатся быстро. Рулетка нужна, если требуется измерить длину до одного метра, ведь обычная линейка рассчитана всего на 35-40 сантиметров. Рулетку можно заменить складным метром или так называемым сантиметром - измерительной лентой, применяемой при швейных работах.

Членам кружка следует приучиться пользоваться циркулем не только для черчения окружностей, но и для измерений. Циркуль удобен в тех случаях, когда линейку почему-либо нельзя применить: например, она не помещается внутри самоделки. Ножки циркуля устанавливают на двух точках, расстояние между которыми хотят измерить, затем, не меняя раствора циркуля, прикладывают ножки к масштабной линейке и узнают расстояние. Циркулем удобно также сверять величину нескольких деталей, которые должны быть одинаковы.

Члены кружка не будут еще пользоваться специальными инструментами для измерения диаметров круглых стержней или отверстий - штангенциркулем, нутромером, кронциркулем, микрометром. Им вполне достаточно будет измерять диаметры линейкой или циркулем. Вспомогательными мерителями при измерении круглых отверстий могут быть также монеты:

диаметр 20-копеечной монеты равен 22 миллиметрам, диаметр 15-копеечной монеты равен 20 миллиметрам, диаметр 10-копеечной монеты равен 17,5 миллиметра, диаметр 5-копеечной монеты равен 25,5 миллиметра.

Членам кружка полезно также запомнить, что диаметр обыкновенного карандаша равен 7 или 8 миллиметрам.

Иногда в описаниях изделий указывается, какого диаметра надо взять проволоку. Диаметр тонкой проволоки вычисляют так: на круглый карандаш плотно, виток к витку, наматывают кусок проволоки; линейкой измеряют длину получившейся спирали и делят ее на число витков. Например, если на расстояние в 2 сантиметра уложилось 40 витков проволоки, значит диаметр ее равен 0,5 миллиметра (20 мм: 40 = 0,5 мм).

Длину любой окружности легко измерить шнурком или ниткой. Затем шнурок или нитку растягивают по делениям масштабной линейки и узнают длину окружности в сантиметрах.

Для приготовления клейстера и клея, а также в других случаях в кружке потребуется иногда отмерять какое-то количество воды и отвесить какие-то доли сухого клея, муки и пр. Большая точность измерений в этом случае не нужна, поэтому можно обойтись самыми простыми средствами.

Количество и вес воды измеряют мензуркой (1 кубический сантиметр воды весит 1 грамм) или имеющейся посудой. Граненый чайный стакан вмещает 200 граммов (или кубических сантиметров) воды, гладкий тонкостенный стакан - 250 граммов, столовая ложка - от 12 до 15 граммов, а чайная ложка - от 3 до 4 граммов.

Небольшое количество сухих веществ можно взвешивать на самодельных весах (описание их смотрите на стр. 149), а в качестве разновесок пользоваться монетами:

5-копеечная монета весит 5 граммов,

3-копеечная монета весит 3 грамма,

2-копеечная монета весит 2 грамма,

копеечная монета весит 1 грамм.

Для точного взвешивания, если оно потребуется, с разрешения учителя можно воспользоваться весами, имеющимися в физическом и химическом кабинетах школы.

Разметка материала

Размечают материал во всех случаях, когда из него хотят вырезать какую-нибудь деталь по чертежу или хотя бы отделить (отрезать, отпилить) кусок нужного размера. Для членов кружка «Умелые руки», еще не имеющих достаточного опыта в работе с инструментами, особенно важно приучиться пилить и резать материал точно по проведенным линиям.

Бумагу, картон, фанеру, бруски и доски размечают мягким черным карандашом. Пригоден для этой цели, например, школьный карандаш «Пионер» или еще более мягкий. Карандаш с твердым графитом оставит на материале вдавленный след, что иногда нежелательно. След химического карандаша трудно счистить, он растворяется в жидкостях и окрашивает материал. Поэтому химическим карандашом для разметки никогда не пользуются. Неудобны и цветные карандаши: у них толстые грифели, которые оставляют широкие линии.

При переводе рисунков для выпиливания на фанеру, наоборот, лучше брать твердый карандаш. Его легче заострить, им удобнее обводить тонкие линии рисунка, след от твердого карандаша на копировальной бумаге получается четкий.

При разметке деревянного бруска или доски (но не фанеры) вместо карандаша можно пользоваться шилом.

Жесть и другие металлы в листах размечают металлической чертилкой, которую вполне можно заменить острым гвоздем, шилом, обломком вязальной спицы и другим заостренным прутком. Любая чертилка оставляет ясный след на поверхности жести.

Прямые линии размечают по линейке. Сначала линейку ставят на материал ребром, отмечают карандашом крайние точки. Затем линейку кладут плашмя и проводят по ней линию между намеченными точками. Карандаш прижимают к ребру линейки и держат почти перпендикулярно, с очень небольшим наклоном. Так же работают и чертилкой.

Прямую линию на длинной доске можно наметить способом, которым пользуются плотники. Тонкий шнурок натирают мелом. Один конец его закрепляют на доске, например, шилом. Второй конец, туго натянув, держат рукой. Пальцами другой руки слепка оттягивают шнурок кверху и сейчас же отпускают. Он ударяет по доске и оставляет на ней четкую меловую линию. Удобнее такую разметку производить вдвоем, держа в руках оба конца шнура. Вместо мела его можно натереть кусочком древесного угля.

Проводя разметочную линию по доске, листу бумаги или фанеры, необходимо следить, чтобы линия прошла не косо, а строго параллельно или перпендикулярно одной из кромок доски или листа. Проверить, правильно ли легла линия, можно, измерив расстояние до параллельной кромки на обоих концах линии.

Если необходимо вырезать из какого-нибудь материала прямоугольник, то сперва проводят по линейке одну из сторон его - вертикальную или горизонтальную линию. Затем, приложив к этой линии треугольник одним из катетов, по второму катету чертят перпендикулярную линию. Все прямые углы разметки обязательно проверяют угольником. Это особенно важно, когда размечается развертка картонной коробки или геометрической фигуры. Малейшая ошибка приведет к перекосу коробки.

Острые и тупые углы размечают по транспортиру .

По линейке проводят прямую линию и отмечают на ней точку, откуда хотят провести косую линию, чтобы образовался угол. Транспортир накладывают так, чтобы середина нижнего края его легла на намеченную точку. У верхней дуги транспортира ставят вторую точку - у деления, соответствующего размечаемому углу. После этого транспортир убирают, а между намеченными точками проводят прямую линию, продолжив ее до необходимой длины.

На рисунке или чертеже величина угла иногда не обозначается цифрами. Измерить ее можно тем же транспортиром.

Кривые линии проводят по изогнутым рейкам. Тонкую рейку изгибают по чертежу и в таком виде слегка закрепляют двумя-тремя гвоздями или булавками на размечаемом материале. По рейке проводят линию карандашом.

Можно разметить кривые линии иначе: по сетке сделать на бумаге в натуральную величину чертеж и перевести его через копировальную бумагу на дерево - так же, как переводятся рисунки для выпиливания. К этому же чертежу потом прикладывают для сверки готовые детали.

Окружности проводят циркулем. Если же надо начертить большую окружность и размер циркуля недостаточный, пользуются самодельным кругорезом, описанным на странице . В этом случае в отверстие кругореза вместо ножа вставляют кончик карандаша или шило. Есть еще более простой способ разметки больших кругов на фанере: в центре забивают гвоздь, к нему привязывают нитку (не затягивают ее туго), а к другому концу ее - карандаш. Длина нитки берется равная радиусу окружности. Нитку натягивают и чертят окружность.

Надо научить ребят пользоваться циркулем и в других случаях. Например, при помощи циркуля легко разделить пополам, точно посредине, прямую линию. Для этого достаточно из крайних точек провести две дуги одинакового радиуса - больше половины линии. Точки пересечения дуг соединяют по линейке прямой вертикальной линией. Она пройдет перпендикулярно горизонтальной линии и разделит ее на две равные части.

Иногда требуется вырезать из картона, фанеры или жести несколько одинаковых фигур. Лучше всего для этого вырезать из картона выкройку - шаблон - такой фигуры, а затем прикладывать ее к материалу и обводить карандашом. Все фигуры получатся одинаковые.

Размечать всякий материал надо экономно, чтобы получилось как можно меньше отходов и облегчалась работа. Например, отрезать небольшой прямоугольник от листа картона или фанеры следует в углу этого листа, где достаточно сделать два прореза, а не в середине, где потребуется сделать три или четыре прореза и могут остаться ненужные полосы картона.

Каждую изготовленную деталь обязательно проверяют: соответствует ли она чертежу по форме и размерам, правильно ли срезаны ее углы, плотно ли она прилегает к другим деталям и т. д. Для проверки пользуются теми же измерительными и разметочными инструментами: линейкой, угольниками, циркулем.

Только после тщательной проверки всех деталей их соединяют вместе, чтобы получилась задуманная вещь.

В наше время часто возникает необходимость в создании копии какого-то предмета. Для этих целей на современных предприятиях используются специальные копировальные станки, форма которых максимально соответствует нужному образцу. Такие фрезерные копиры дают возможность изготавливать разнообразные по своей сложности и форме детали. При этом оборудование должно за короткое время осуществлять обработку и изготовление требуемого элемента.

Заводской или самодельный станок?

Современный рынок предлагает приобрести фрезерно-копировальные станки различного уровня сложности и конструкции. Но не всегда есть возможность сделать такую покупку, да и стоимость такого оборудования по дереву является довольно ощутимой. Именно поэтому в народных умельцев часто возникает вопрос о самодельном фрезерно-копировальном станке, изготовление которого по сравнению с самостоятельной сборкой является менее затратным. Сейчас в случае наличия соответствующих чертежей, материалов и навыков такое оборудование можно изготовить и своими руками.

Понятно, что такая разновидность самодельной техники по своим параметрам и удобству в использовании не может конкурировать с оборудованием заводского производства. Но при надежном исполнении со станком, сделанным своими руками, можно изготавливать достаточно высококачественные копии определенных предметов из дерева.

Следует сразу же отметить, что устанавливать копировальное оборудование на заводской практически невозможно, поскольку это подразумевает кардинальное переоборудование всего станка.

Именно поэтому сделать своими руками копировальный станок по дереву можно только «с нуля», воспользовавшись системами тяг, электрического двигателя и специального патрона, в котором будет удерживаться фреза, осуществляющая обработку заготовки.

Из чего состоит копировальный фрезерный станок?

Конструкций самодельного оборудования такого назначения существует в наше время довольно много в зависимости от используемого чертежа и задач, которые будут выполняться на этой технике. Типичный копир для дерева состоит из таких основных элементов:

• подходящая по размерам рабочая поверхность;
• несущая рама;
• устройство для установки фрезера.

Фрезерную головку нужно оборудовать передаточным механизмом с электродвигателем, которые смогут обеспечить несколько скоростей работы самодельного фрезерно-копировального станка по дереву.

Большое количество народных умельцев, которые своими руками сделали такой станок по чертежам, отмечают, что в результате копирования готовая деталь имеет достаточное количество изъянов. Они появляются во время смены направления работы фрезы, дрожании и вибрациях всей конструкции. Кроме того, несоответствия также происходят и из-за искривления обрабатываемой детали, которая возникает при увеличении внутреннего напряжения в результате выработки деревянной заготовки.

Исключить вероятность возникновения определенных недочетов в процессе изготовления самодельного станка практически нереально. Чтобы свести их к минимуму, своими руками рекомендуется производить не универсальные, а узкопрофильные станки, на которых можно будет изготавливать и копировать детали какого-то одного определенного типа.

Особенности самостоятельного создания копира

Таким образом, копировально-фрезерные станки при изготовлении своими руками необходимо оптимизировать под обработку конкретных деталей, которые будут на нем производиться. В противном же случае могут возникать различные побочные эффекты, которые зачастую очень трудно исправить.

Довольно важным фактором, который обязательно необходимо учитывать при собственноручном изготовлении станка-копира – это его размеры и общий вес. Чем большие изделия на нем будут обрабатываться, тем массивнее должна быть вся конструкция. Это даст возможность оборудованию поглощать вибрации, которые возникают в процессе работы фрезы. Направляющие оси нужно делать так, чтобы они обладали значительным запасом прочности, не прогибаясь при повышенных нагрузках.

Оптимальные свойства копировально-фрезерного станка по дереву при изготовлении его своими руками можно подобрать опытным путем, так как это зависит от конструкции оборудования и целей, в которых оно будет эксплуатироваться.

Что нужно учитывать при разработке станка?

Создавая чертеж копировального станка по дереву и конструируя его, необходимо делать все в зависимости от деталей, которые будут изготавливаться на нем. Так, чтобы фрезеровать длинные заготовки или выполнять граверные работы требуются совершенно разный способ закрепления заготовок и тип рабочего стола.

Также от изготавливаемых и копируемых на станке деталей зависит и необходимая для качественной работы мощность электрического двигателя, который обеспечивает вращение фрезы. Но в большинстве случаев для обработки деталей из дерева бывает достаточно 150-220 Вт двигателя постоянного тока.

Чтобы обеспечить максимальную точность копирования деталей, устройство, удерживающее фрезер и копирующий щуп должны как быть как можно прочнее закреплены между собой. Вместе с этим их плоскости вместе с высотой над рабочей поверхностью должны совпадать в полной мере.

Созданная жесткая конструкция должна быть установлена на поверхности стола таким образом, чтобы была она имела возможность перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Таким образом, самостоятельно сделать копировальный станок для изготовления разнообразных деталей из дерева не очень сложно, поэтому справиться с такой работой могут многие. Но нужно помнить, что в случае изготовления подобного оборудования своими руками оно подойдет только для производства изделий какого-то определенного типа. В противном же случае подойдет только современное универсальное оборудование заводского производства.