Фрезерование по шаблону с применением копировальной втулки

Фрезерование по шаблону является одной из часто используемых операций при работе со фрезером.

Возможны два способа фрезерования по шаблону:

1. фрезерование вдоль шаблона фрезой, имеющей подшипник, диаметр которого равен диаметру фрезы
2. фрезерование вдоль шаблона фрезером, снабжённым копировальной втулкой.

При фрезеровании вдоль шаблона фрезой, имеющей подшипник, диаметр которого равен диаметру фрезы, фреза совершает режущее движение точно вдоль шаблона. Например, фрезеруя вдоль круглого отверстия в шаблоне мы получим отверстие в заготовке диаметром, равным диаметру отверстия в шаблоне.

При фрезеровании вдоль шаблона фрезером, снабжённым копировальной втулкой, фреза отодвинута от шаблона.

Рассмотрим два примера фрезерования - фрезерование круглых отверстий по шаблону и фрезерование выемки под определённый предмет.

Фрезерование круглых отверстий по шаблону с применением копировальной втулки

Расположение шаблона, копировальной втулки и фрезы при таком способе работы проиллюстрировано на схеме:

Расстояние А от шаблона до профрезерованной фрезой канавки будет зависеть от диаметра копировальной втулки и диаметра фрезы.

Чем больше диаметр копировальной втулки, тем дальше фреза будет находится от шаблона. Чем больше диаметр фрезы, тем ближе к шаблону будет находится фрезеруемая канавка.

Расстояние А от шаблона до канавки = Радиус копировальной втулки - Радиус фрезы.

В реальности фрезер с установленной в нём копировальной втулкой и фрезой выглядит так:

На фото выше изображён фрезер Festool 1400 с установленным в него специальным адаптером копировальной втулки, копировальной втулкой диаметром 30 мм и спиральной фрезой 12,7 мм.

При работе фрезером с копировальной втулкой взаимное расположение шаблона, копировальной втулки и фрезы выглядит примерно так:

Таким образом, имея один или несколько шаблонов и большой ассортимент копировальных втулок можно получать различные траектории фрезерования по одному и тому же шаблону.

Например, имея один несколько шаблонов для круглых отверстий, путём комбинации копировальных втулок и фрез можно фрезеровать окружности самых различных диаметров.

Как пример, можно привести зависимость диаметра отверстия шаблона, диаметра копировальной втулки и диаметра фрезы:

Скачать эту табличку в формате Excel можно по ссылке.

По-другому - задав диаметры отверстия в шаблоне, диаметр копировальной втулки и диаметр фрезы, можно получить диаметр получаемого отверстия:

Скачать эту табличку в формате Excel так же можно по ссылке.

Как понятно из приведённых выше иллюстраций, копировальные втулки бывают "родные", выпускаемые производителями фрезеров под конкретную модель фрезера, и стандартные (универсальные), которые можно закрепить на любом фрезере:

Для крепления стандартных (стандарта Porter Cable) копировальных втулок (таких, как, например, в наборах копировальных втулок), используются специальные переходники - адаптеры копировальных втулок (переходные кольца для крепления копировальных втулок).

Фрезерование углубления для утапливанная в нём предмета.

Если необходимо выполнить углубление (выемку) для утапливанная (вставления) в него предмета, можно предусмотреть либо точное прилегание предмета к углублению, либо предусмотреть некий зазор между углублением и предметом. Такие задачи стоят, например, при изготовлении футляров для ножей, фрезеровании выемки во фрезерном столе под пластину, к которой крепится фрезер или вставки в кухонную столешницу встраиваемых электроплит. Решая эту задачу придётся изготовить шаблон для фрезерования выемки. Замечательно, что абсолютно точный шаблон можно изготовить непосредственно по самому предмету. По этому шаблону будет выполняться фрезерование выемки.

На первом этапе мы "обгоняем" предмет фрезером с установленными в него копировальной втулкой № 1 и фрезой № 1. Шаблон от предмета при этом будет отстоять на расстояние, равное СУММЕ радиуса копировальной втулки №1 и радиуса фрезы № 1:

На втором этапе мы "обгоняем" шаблон фрезером с установленными в него копировальной втулкой № 2 и фрезой № 2. Углубление от шаблона при этом будет отстоять на расстояние, равное РАЗНИЦЕ между радиусом копировальной втулки № 2 и радиусом фрезы № 2:

Определённой сложностью является предварительный подбор двух пар копировальных втулок и фрез. Общим правилом является следующее: на сколько при фрезеровании шаблона по предмету мы отодвигаемся вовне от предмета, на столько же мы должны будем отодвинуться вовнутрь при фрезеровании выемки по шаблону, другими словами, СУММА радиуса копировальной втулки №1 и радиуса фрезы № 1 должна быть равна РАЗНИЦЕ между радиусом копировальной втулки № 2 и радиусом фрезы № 2.

Например, если мы возьмём для первого фрезерования (шаблона) копировальную втулку № 1 диаметром 20 мм. и фрезу № 1 диаметром 8 мм., то сумма их радиусов будет равна: 10 + 4 = 14 мм. Для соблюдения этой же разницы при втором фрезеровании (углубления), мы должны взять, например, копировальную втулку № 2 диаметром 40 мм. и фрезу № 2 диаметром 12 мм., так как разница их радиусов будет равна те же 14 мм.: 20 - 6 = 14 мм. Таким образом мы соблюдём правило: на сколько при фрезеровании шаблона по предмету мы отодвигаемся вовне от предмета, на столько же мы должны будем отодвинуться вовнутрь при фрезеровании выемки по шаблону.

Сочетаний копировальных втулок и фрез может быть множество, придётся подбирать из имеющихся в наличии у вас. Так же надо учесть, что размеры втулок и фрез лучше замерить самому с высокой точностью, так как номинальный размер не всегда соответствует реальному.

При необходимости оставить зазор между предметом и углублением при фрезеровании по сделанному шаблону, РАЗНИЦА между радиусом копировальной втулки № 2 и радиусом фрезы № 2 должна быть МЕНЬШЕ, чем СУММА радиуса копировальной втулки №1 и радиуса фрезы №1. Насколько меньше - настолько велик будет и получающийся зазор.

Фрезерование двух совпадающих профилей.

Если необходимо изготовить две детали, имеющих совпадающие профили, так называемые "Профиль" и "Контрпрофиль", то можно использовать технологию предыдущего раздела: сначала делаем любым способом, например, по шаблону, первый профиль, потом по нему делаем шаблон, по которому затем делаем контрпрофиль.

Если с расчетами у вас возникнут сложности, напишите нам, мы вам поможем рассчитать пары для фрезерования шаблона по предмету и фрезерования углубления по шаблону.

В заключении можно отметить, что чем больше копировальных втулок и фрез, тем легче подобрать нужное вам их сочетание. Если фрезы, особенно твёрдосплавные спиральные - дорогое удовольствие, то копировальных втулок реально иметь достаточно широкий выбор.

Евгений Фукс.
технический консультант компании LeighJigs.ru