|
| Рельефный декор по копирам
|
| [Раздел: Техника работ по дереву] |
Копированием в металло- и деревообработке называют процесс получения заданного профиля (формы) детали с помощью механического копировального устройства или следящей системы. При копировании одна из подач (обычно криволинейная) производится от копира.
Фрезерная машина может довольно успешно использоваться в таких устройствах в качестве режущего инструмента.
Копировальные приспособления применяют при обработке сложных поверхностей, которые нельзя получить обычными традиционными способами, или когда требуется тиражировать одинаковые детали практически в неограниченном количестве. При этом различают контурное и объемное фрезерование. Первое применяют при обработке плоских фасонных поверхностей, второе - пространственно-сложных (объемных) наружных и внутренних поверхностей. Для изготовления объемных изделий с плавными переходами используют копировально-фрезерные станки, которые имеют задающее устройство в виде копира (шаблона, эталонной детали, модели и пр.). Оно связано с исполнительным органом через промежуточный элемент, в качестве которого может выступать щуп (копировальный палец, ролик или фотоэлемент). Исполнительный орган и соединенный с ним режущий инструмент повторяют движения копировального устройства и воспроизводят заданную форму изделия.
Существуют две схемы копировальных устройств: без следящей системы и с ней. В первой согласование взаимного положения, скажем, щупа с копиром, осуществляется благодаря жесткой связи между задающим и исполнительным механизмами. Вторая система имеет следящий механизм, связанный с задающим устройством.
Управляющие сигналы последнего подаются в следящий механизм, а тот в свою очередь сравнивает заданную программу с уже выполненной и при их расхождении подает сигнал исполнительному устройству для корректирования траектории режущего инструмента.
Рассматривается простое копировальное устройство без следящей системы в виде шаблона и опорного кольца, используемое при фрезеровании плоских криволинейных поверхностей.
В настоящей статье мы расскажем о подобных устройствах, позволяющих еще более расширить круг работ, выполняемых фрезерной машиной. Речь будем вести, в частности, о торцовом фрезеровании с копиром, фрезеровании с пантографом и работе со специальным копировальным приспособлением. Поскольку эти механизмы рассчитаны на подготовленных людей, имеющих опыт конструирования и изготовления различных приспособлений, мы, дабы сократить объем материала, ограничимся общими положениями, касающимися разработки конструкций копиров в целом и отдельных их узлов в частности. Каждый умелец, решившийся их повторить, безусловно сможет это сделать, исходя из имеющихся в его распоряжении материалов и возможности по их обработке. В любом случае затраченные им время, силы и средства окупятся сторицею.
Торцовое фрезерование. Суть такого фрезерования, применительно к фрезерной машине, заключается в следующем. Машину закрепляют на стойке при верхнем размещении шпинделя. В резьбовое отверстие вставки рабочего стола сносно с фрезой ввертывают палец-копир. Заготовку помещают в шаблон, который имеет на нижней стороне паз заданной формы и ширины, и вместе их укладывают на стол так, чтобы копир оказался в пазу шаблона. Отрегулировав глубину врезания фрезы в заготовку, приступают к ее обработке. Для этого заготовку вместе с шаблоном вручную перемещают по столу и получают на ее поверхности узор, заданный формой паза шаблона.
Все просто и оригинально! Недаром такое фрезерование дало название целому виду его. Возможности подобной обработки деталей впечатляют. Таким порядком выбирают пазы, канавки, гнезда, выемки, выполняют сложные контуры, аналогичные резным.
Теперь о самой конструкции приспособления. Палец-копир представляет собой металлический стержень диаметром 5 мм с одного конца и резьбой Мб с другого. Для более прочного закрепления его в резьбовом отверстии стола служит еще и контргайка. С ее помощью палец-копир можно выставлять на заданную высоту.
В качестве шаблона применяют плиту из толстой фанеры, гетинакса, текстолита или ДСП. Размер ее зависит от размера обрабатываемой детали и фрезерного стола. Часто шаблон делают сборным: корпус из цельной плиты с выборкой снизу под сменяемую вкладку с пазами. Это значительно упрощает изготовление шаблонов и пользование ими. Заготовку в шаблоне закрепляют по-разному: с помощью нескольких шпилек (тонких гвоздей с откусанными головками), забитых не до конца в нижнюю пласть заготовки, тисков, эксцентриковых и винтовых прижимов или даже обыкновенных прихватов и планок.
Важным моментом при торцовом фрезеровании является установка режущего инструмента по высоте, т.е. регулирование глубины его врезания в заготовку. При этом возможны тоже разные варианты. Если, скажем, сверлильная стойка имеет лишь механизм плавного перемещения рабочего органа по высоте, то можно применить один только шпиндельный узел фрезерной машины, а стойку дополнить механизмом регулирования глубины фрезерования. Бывают две возможные конструкции таких поворотных головок с винтами-ограничителями глубины врезания фрезы. Их можно закреплять на фрезерном столе или на сверлильной стойке с помощью кронштейна. Если же в распоряжении мастера оказывается стойка, подвижный узел которой не только перемещается по штанге, но и поворачивается относительно вертикальной оси под углом, то в этом случае обязательно пользуются машиной в ее первозданном виде. Дело в том, что при врезании фрезы под углом к плоскости детали нельзя обойтись без механизма регулирования глубины фрезерования, установленного на самой машине.
А теперь о вырезании пазов на поверхности шаблона. Дело это ответственное. От качества паза во многом зависит конечный успех. Подскажем несколько способов получения пазов в домашних условиях. Некоторые из них фрезеруют вручную по разметке с применением штатных или самодельных направляющих линеек и упоров. Это же можно сделать с помощью шаблонов, используемых при обработке прямо- и криволинейных поверхностей, о которых говорилось ранее. При определенных навыках пазы пропиливают в тонкой фанере обычным лобзиком и его электрическим собратом или даже прожигают резаком из раскаленной проволоки. Полученную деталь подправляют напильниками, шлифовальной шкуркой и закрепляют на твердой основе. Шаблон высокого качества, нужного размера и любой сложности получают с помощью станка с пантографом. Но об этом речь позже
Способов изготовления шаблонов немало. Умельцы сами могут предложить некоторые из них. Во всех случаях следует добиваться, чтобы шаблон был точным, с минимальными зазорами между пальцем-копиром и стенками паза, с плавными контурами последнего без острых углов и крутых «виражей».
Изготовление шаблонов предполагает умение мастера разрабатывать орнаменты, рисовать и чертить. Всему этому никогда не поздно учиться.
Высказанных сведений вполне достаточно, чтобы ими пользоваться. При творческом отношении к делу можно добиться замечательных результатов. Подскажем лишь несколько приемов торцового фрезерования. Шаблон позволяет оперативно и качественно выполнять как простые, так и сложные орнаментальные композиции. Для простого рисунка используют один шаблон, содержащий все элементы данного рисунка, а для сложного изображения применяют несколько шаблонов, каждый из которых имеет только свой рисунок. Меняя шаблоны в заданной последовательности, получают на обрабатываемой поверхности комбинацию всех этих узоров. При этом используют фрезы разного профиля, резание ведут в одной плоскости или на разную глубину. Так получают контурные и рельефные изображения. Более того, стенки одного и того же паза могут выглядеть по-разному, если для обработки их использовать разные фасонные фрезы.
Фрезерно-копировальный станок с пантографом. Среди копировальных устройств особое место занимают станки с пантографом. Их часто используют для изготовления художественных изделий из дерева, таких, например, как декоративно-орнаментальные детали мебели и элементы интерьера.
Пантограф - это приспособление для копирования как плоских изображений, так и объемных моделей в увеличенном или уменьшенном виде. В нем использован принцип параллелограммного механизма, который дает возможность при одном жестко закрепленном конце двум другим точкам совершать абсолютно одинаковые движения в зависимости от выбранного масштаба.
Масштаб - это отношение длины линии, скажем, к длине соответствующей линии в натуре. Он обозначается в виде дроби, числитель которой равен 1, а знаменатель - числу, показывающему степень уменьшения длин линий (например, 1:2), или наоборот, числитель равен числу, показывающему степень увеличения длин линий, а знаменатель равен 1 (например, 2:1).
В пантографе уменьшение или увеличение масштаба в заданных пределах достигается за счет изменения длины его плеч. При этом положение точек сопряжения звеньев пантографа между собой можно рассчитать по формуле: ±х = 1.2-1.у, длина звена пантографа между центрами; у - масштаб.
Например, для рычагов длиной 420 мм положение плеч пантографа при уменьшении изображения в два раза (1:2) получим 420.2 -420.2 = 0. В этом случае точки сопряжения будут находиться строго посередине регулируемых звеньев прибора. При уменьшении изображения, скажем, в четыре раза (1:4) эти точки сместятся отточки 2 на 105 мм вправо. В случае же уменьшения изображения, например, в 1,3 раза (1:1,3).
Отсчет новых точек производят в определенную сторону от штриха 2, в зависимости от того, является ли заданное изменение больше (или меньше) чем в два раза. При правильных расчетах три точки, обозначающие центры стойки пантографа, фрезы и ощупывающего пальца, окажутся на прямой линии, соединяющей их.
Простой станок с пантографом из доступных материалов показан на том же рисунке. Он предназначен для выполнения граверных и легких фрезерных работ на плоскости и допускает уменьшение копий в пределах от 1:1,3 до 1:4.
Станок состоит из основания, пантографа, шпинделя, ощупывающего пальца и копира. Основание размером 600x600x25 мм может быть изготовлено из наборного щита, толстой фанеры или чертежной доски. Тонкий листовой материал склеивают в несколько слоев и придают плите дополнительную прочность за счет ребер жесткости из деревянных брусков или металлических уголков. Все поле основания расчерчивают вертикальными и горизонтальными линиями. Первые наносят через каждые 50 мм, а вторые через 25 мм. Щит покрывают лаком в несколько слоев.
Пантограф собран из одного стального уголка 32x32 и трех металлических полос шириной 60 мм и толщиной не менее 4 мм. В качестве шарниров для горизонтального перемещения пантографа применены шарикоподшипники размером 13x5x4. Они прикреплены к рычагам с помощью гнезд, выточенных из металла. Осями вращения служат винты М5 х 10 мм. Под них в нижних рычагах просверлены резьбовые отверстия М5.
Пантограф прикреплен к стойке тоже с помощью шарнирного узла. Стойка из стального стержня имеет на одном конце гнездо под два подшипника, а на другом - отверстие М10 для болта. С его помощью стойку крепят к основанию через металлическую подкладку либо кронштейн, применяемый при обработке крупногабаритных деталей, когда требуется устанавливать шпиндель в пределах рабочего стола. Ось вставляют в подшипники на тугой посадке так, чтобы рычаг мог свободно вращаться. В шарнирном узле используют подшипники, имеющие отверстия диаметром не менее 8-10 мм.
На конце звена 2 просверлены три отверстия: одно диаметром 12 мм и два резьбовых - М5. Они предназначены для установки корпуса ощупывающего пальца. Все детали пальца вытачивают из стали или латуни. Закругленный конец стержня тщательно полируют. Для выполнения разнообразных фрезерных работ рекомендуется иметь несколько щупов с разными радиусами закругления их рабочих концов. Иногда используют стержни от шариковых ручек.
К пантографу привернуты опоры: одна рядом с правым верхним шарнирным узлом, а вторая - около левого нижнего шарнира. Вес плеч пантографа скомпенсирован противовесом. В нашем случае это металлические шайбы, привернутые болтом к концу рычага. Противовес может иметь иную конфигурацию в зависимости от места установки шпиндельного узла и его массы. Такой балансир придает прибору большую устойчивость, легкость и плавность хода.
В качестве шпинделя используют малогабаритную фрезерную машину в заводском варианте, такую, например, как МФ2-620Э завода Фиолент. Ее закрепляют на поперечном рычаге в трех фиксированных позициях в зависимости от масштаба копирования. Учитывая, что в основании машины, которую мы избрали в качестве примера, нет ни одной пары диаметральных отверстий, поэтому ее прикрепляют к пантографу металлической пластиной толщиной 1,5-2 мм. Эта пластина в свою очередь привернута к основанию машины вместо пластмассовой подошвы. Она имеет дополнительные ушки с отверстиями диаметром 5 мм под винты. Если же просверлить в основании машины два сквозных отверстия диаметром 5 мм, то можно обойтись без монтажной пластины.
Фрезы, используемые при гравировании, имеют различные профили, конструкцию и заточку. Помимо них используются и режущие инструменты, применяемые в других фрезерных операциях. Диаметр их хвостовиков должен соответствовать посадочному отверстию шпинделя машины.
Для установки и прикрепления обрабатываемых деталей и копиров могут применяться тиски, прихваты, прижимные планки и пр. Рисунки на бумаге обычно фиксируют резиновым клеем или же липкой лентой.
Со станком используют прочный стол. Его рекомендуется покрыть линолеумом и обить со всех сторон рейками в виде бортика, чтобы исключить падение любых предметов со стола. Его, кроме того, выравнивают по уровню так, чтобы прибор, поставленный на крышке стола, во всех направлениях давал нулевые показания. Добиваются такого положения подкладками под ножки стола либо регулировочными винтами станка при их наличии.
Важной составной частью станка является копир. Именно он «задает тон» фрезерованию. А потому ему следует уделить должное внимание при изготовлении. Делают это разными способами: рисованием изображения на плотной бумаге, вырезанием резаком из картона, выпиливанием лобзиком из тонкой фанеры (оргстекла, гетинакса), вырубанием зубильцами из жести и других листовых материалов, выжиганием раскаленной проволокой узора в фанере или оргстекле, фрезерованием бормашиной, химическим травлением металла, а также гравированием штихелем или фрезой на самом станке с пантографом.
|
| [1] 2 3 » |
|
|
|
