Приспособление для увеличения рисунка. ЧПУ на мускульной тяге (3D Пантограф)

Пантограф является инструментом, с помощью которого можно с большой точностью и в желаемом масштабе перечертить план или карту, рисунок или чертеж и т. п. (рис. 1).

Такой самодельный пантограф представляет интерес для специалистов многих профессий - архитекторов, художников, инженеров, изобретателей, рационализаторов.

В пантографе используется принцип параллелограммного механизма, который дает возможность при одном жестко закрепленном конце двум точкам механизма совершать абсолютно одинаковые движения. В зависимости от величины выбранного плеча масштаб изображения может быть различным и изменяться в желаемую сторону. Масштаб фиксируемый, выставляется по отметкам с соответствующей цифровой маркировкой.

Как сделать пантограф - самодельный пантограф своими руками

Пантограф достаточно высокого качества может сделать своими руками каждый желающий, при условии соблюдения точных размеров всех деталей (рис. 2).

Конструкция самодельного пантографа, которую мы хотим предложить вашему вниманию, состоит из четырех рычагов-линеек (трех длинных и одного короткого), в которых в определенном порядке просверлены отверстия для закрепления осей. В отверстия линеек вставлены латунные втулочки.

Оси механизма пантографа различной конструкции, две центральные оси представляют собой шпильку со шляпкой. Оси для крепления грифеля (копира) и следящего стержня сделаны наподобие устройства для зажима грифеля в ножке циркуля. В качестве следящего стержня желательно использовать пластмассовый наконечник. Такой наконечник не портит оригинала и обеспечивает хорошую мягкость скольжения. Одна ось (крайняя) с пяточкой, на которую опирается механизм пантографа, и, наконец, ось, закрепляющая весь механизм на бобышке-основании.

Все оси имеют в верхней части кольцевую проточку, служащую для закрепления проволочной шпильки-зажима.

Бобышка - металлическая. Снизу в бобышку вделаны три жала (патефонные иголки), позволяющие легко фиксировать основание на чертежной доске.

Линейки лучше всего делать пластмассовыми, например, из оргстекла (плексигласа), толщиной 5 мм. Наиболее ответственной операцией является разметка и сверление отверстий в линейках, поэтому к ней нужно отнестись с особым вниманием. Чтобы обеспечить высокую точность и соосность отверстий, достаточно произвести разметку на одной линейке, сложить все линейки в пакет и просверлить по размеченной линейке отверстия во всех линейках за один прием. Диаметр отверстий старайтесь делать таким, чтобы втулочки входили в них плотно, с небольшим натягом.

Втулки вытачиваются из латуни по размерам, данным на рис. 2. Оси - стальные. Длина осей находится в прямой зависимости от длины втулки. Проволочные шпильки-зажимы согните из стальной проволоки диаметром 1,2-1,5 мм.

Бобышку-основание можно сделать из алюминиевого блока толщиной 39 мм. В нижней пласти бобышки в глухие отверстия заделайте кернением три иголки (можно от патефона), так, чтобы их острие выходило на 2-3 мм.

Спецификация деталей самодельного пантографа

Буквенное обозначение детали	Наименование детали	Количество	Размеры в мм
Буквенное обозначение детали	Наименование детали	Количество	Длина	Ширина	Толщина
А	Линейка большая	3	406	20	5
Б	Линейка малая	1	220	20	5
В	Основание (бобышка)	1	60	40	30
Г	Втулочка	12	8	-	Ø8
Д	Ось фиксирующая	1	-	-	-
Е	Ось-опора с пяткой	1	-	-	-
Ж	Ось копира (оригинала)	2	-	-	-
З	Ось средняя	2	-	-	-
И	Шпилька-зажим	6	-	-	1,2-1,5

Когда все детали будут готовы, соберите механизм . При сборке и подгонке деталей старайтесь добиться легкости движения всех звеньев механизма, для чего их трущиеся поверхности можно слегка смазать.

Заключительной операцией изготовления своими руками самодельного пантографа является маркировка отверстий на линейке, согласно которой легко будет выбрать масштаб увеличения (уменьшения) копии.

Соответствие маркировки с получающимися размерами обязательно проверьте опытным путем.

Фрезерование – это вид механической обработки материалов при помощи специального режущего инструмента – фрезы. Метод позволяет получить высокий квалитет точности и степень шероховатости обрабатываемой поверхности. К тому же его отличает значительная производительность.

Обработка поверхностей осуществляется методом встречного фрезерования, когда вращение режущего инструмента противоположно направлению подачи, и попутным фрезерованием – способом, при котором направление вращения фрезы и подачи идентичные. Используя фрезы с режущими кромками из современных сверхтвердых материалов, можно заменить операцию шлифования.

Фрезерное оборудование разделяется на универсальное и специализированное. В первом случае это станки общего назначения для выполнения продольного и непрерывного фрезерования, с инструментом, установленным на консоли и нет. Во втором – механизм для нарезания резьбы, шлицов, изготовления шестерен и шпоночных пазов и фрезерования по копиру.

В производстве зачастую возникает потребность в изготовлении нескольких штук, партии, а то и серии идентичных деталей. Для этого используют фрезерное оборудование, оснащенное пантографом.

В домашнем хозяйстве функции фрезерного станка, как правило, выполняет ручной фрезер. Для выполнения максимального перечня работ фрезер оснащается целым комплектом приспособлений. Основная оснастка поставляется вместе с оборудованием, дополнительная приобретается или изготавливается самостоятельно. Это самые различные упоры, прижимы, шаблоны. Но можно пойти еще дальше и изготовить копир для фрезерования объемных деталей.

Фрезерно-копировальное оборудование: принцип работы

Принцип работы такого устройства заключается в четкой передаче движений копировальной головки через профиль-держатель режущему инструменту.

Приобрести копировальный фрезерный станок довольно трудно, поэтому народные умельцы изготавливают его своими руками из подручных материалов. Все происходит методом проб и ошибок. Поэтому мастера советуют сначала собрать дупликарвер, а уж потом внедрять его в серийное производство. Как правило, этому этапу предшествует не одна серьезная подгонка и переделка.

Фрезерно-копировальное оборудование: сферы применения

На фрезерных копировальных станках можно обрабатывать не только плоские, но и объемные детали. С их помощью, наравне с простыми фрезерными операциями, можно выполнять гравировку, повторять рисунки, узоры и надписи. Конструкция станка довольно проста, и ее под силу изготовить любому мастеру.

Копировально-фрезерные станки позволяют обрабатывать не только деревянные детали, но и чугунные, стальные и пластмассовые заготовки, а также изделия из цветных металлов. Это обеспечивается качественным инструментом из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Копировальный станок позволяет фрезеровать не только прямые, но и криволинейные поверхности. При этом детали получаются совершенно идентичные.

Фрезерно-копировальное оборудование: конструкция

Типовая конструкция копировально-фрезерного станка совершенно простая. Она состоит из рабочего стола и системы направляющих с зажимами для крепления фрезера и копира.

Изготовить универсальный копировально-фрезерный станок в домашних условиях довольно сложно, да и в этом нет большой необходимости. Для домашних условий создается обычно оборудование с узконаправленной специализацией.

Изготовление копировально-фрезерного станка: материалы

Чтобы создать дупликарвер в домашних условиях своими руками, следует начертить элементарный эскиз, который и станет руководством к дальнейшим действиям. Кроме того, нужно запастись некоторыми материалами. Это:

Коленный цементированный полированный вал Ø 16 мм.
Линейные подшипники в количестве 2 шт.
Рельсовые направляющие длиной 900 мм – 2 шт. Для удобства крепления их длина принимается кратной 150.
Разрезные линейные подшипники в количестве 4 шт. Желательно применение подшипников с поджимным винтом для регулировки плотности посадки на направляющую.
Профильная труба 30×60 с толщиной стенки до 3 мм.
Металлическая пластина длиной 900 и шириной 100 мм.
Концевые стойки в количестве 2 шт.
Подвижный элемент в виде пластины – 1 шт.
Коромысло для крепления копира и фрезера – 2 шт. Длина выбирается произвольно.
Подвижные муфты – 2 шт.
Профильная труба 40×40 с толщиной стенки до 3 мм.
Корончатая муфта для поворота детали и шаблона.

Изготовление копировально-фрезерного станка: инструмент

После этого нужно подготовить инструмент, который обязательно пригодится для сборки конструкции станка. Это:

угловая шлифовальная машинка;
отрезной и зачистной диск;
сварочный аппарат;
маска для сварки;
лепестковый диск или щетка;
саморезы для крепления рельсовых направляющих и подвижных элементов;
электродрель;
шуруповерт;
измерительные инструменты: рулетка, штангенциркуль;
кернер и чертилка.

Изготовление копировально-фрезерного станка: пошаговая инструкция

После того как все готово, начинается непосредственная сборка копировально-фрезерного станка.

Шаг №1

Из профильной трубы 30×60 необходимо отрезать два куска длиной 950 мм для крепления рельсовых направляющих. Запас в 50 мм нужен для установки концевиков, дабы исключить соскакивание линейных подшипников.

Шаг №2

Профильную трубу 40×40 нужно порезать на заготовки для основания. Руководствуясь имеющимся эскизом, нужно отрезать два куска по 1350 мм и два куска по 900 мм.

Шаг №3

Из этой же трубы необходимо отрезать небольшие стойки. Их линейный размер зависит от высоты обрабатываемых впоследствии деталей.

Шаг №4

Теперь необходимо убрать с труб ржавчину. Для этого можно воспользоваться лепестковым диском или щеткой.

Важно ! Перед использованием щетки обратите внимание на максимальное количество рабочих оборотов на ней и болгарке. Величина частоты вращения на щетке должна превышать число оборотов оборудования.

Шаг №5

После этого обвариваем все стыки и зачищаем швы зачистным кругом толщиной 6 мм.

Шаг №6

Затем необходимо добиться параллельности рельсовых направляющих. Для этого нужно сделать соединение стойки и основания рельсовой направляющей разъемным. Необходимо взять шайбу по внутреннему размеру стойки, приварить к ней гайку и вкрутить болт. Болт на этом этапе нужен для того, чтобы установить гайку с шайбой в полости трубы-стойки заподлицо и в строго вертикальном положении, а при ее сварке не повредить резьбу. Проделать это нужно со всеми четырьмя стойками.

Шаг №7

Стойки приварить к основанию.

Шаг №8

В основании рельсовой направляющей в месте соединения со стойками нужно просверлить отверстия: в верхней полке под головку болта, в нижней – под резьбу.

Шаг №9

Установить рельсовые направляющие на основание (трубу 30×60), предварительно просверлив отверстия, и закрепить саморезами по металлу.

Шаг №10

Произвести монтаж оснований с рельсовыми направляющими и затянуть болтами.

Шаг №11

Проверить параллельность направляющих. В случае ее отсутствия необходимо произвести регулировку путем подкладывания фольги разной толщины на стойки под направляющую.

Шаг №12

На металлической пластине нужно разметить и просверлить отверстия для крепления разрезных линейных подшипников и концевых стоек.

Шаг №13

После этого нужно изготовить подвижный элемент путем сварки к металлической пластине коромысел длиной 300 мм для щупа и фрезера, затем прикрепить к нему линейные подшипники.

Шаг №14

После этого подвижный элемент нужно надевать на полированный вал, по краям которого установить концевые стойки.

Шаг №15

Всю конструкцию необходимо установить на металлическую пластину шириной 100 мм и закрепить концевые стойки саморезами.

Шаг №16

Затем на металлическую пластину с нижней стороны необходимо установить разрезные линейные подшипники.

Шаг №17

После этого навесная конструкция надевается на рельсовые направляющие разрезными подшипниками и устанавливаются концевики.

Шаг №18

На окончание коромысел устанавливаются подвижные муфты и крепятся щуп и фрезер.

Шаг №19

Для того чтобы заготовка и деталь синхронно вращались, необходимо связать их муфтами. Для управления подойдет звездочка и коронка. Копировально-фрезерный станок готов. В конструкции достигнуто 5 степеней свободы. Перемещение по оси X обеспечивается движением конструкции по рельсовым направляющим, перемещение по оси Y – движением подвижного элемента по полированному валу, перемещение по оси Z – движением коромысел.

Дополнительно за счет подвижных муфт щуп и фрезер могут перемещаться влево и вправо по оси коромысла, и есть возможность синхронного движения шаблона и заготовки. Это дает возможность обрабатывать детали практически любой формы.

Копировально-фрезерные станки по металлу в массовом и серийном производстве

Копировально-фрезерные станки по металлу применяются в массовых производствах. С их помощью изготавливаются гребневые винты для кораблей, турбины двигателей с реактивной тягой, рабочие колеса насосов, штампы для кузнечно-прессового производства, заготовки для механического и литейного производства. В быту копировальное оборудование по металлу практически не используется.

Пантограф для фрезера: конструктивные особенности

Для масштабирования копировальных процессов существует специальное приспособление, называемое пантографом. Он облегчает процессы изготовления деталей с криволинейными поверхностями, позволяет выполнять орнаменты и узоры любой сложности в уменьшенном виде. Стоимость такого приспособления достаточно велика. Но сделать пантограф в домашних условиях своими руками вполне реально.

Пантограф для фрезера: принцип работы

Принципиальная схема пантографа выглядит довольно просто. Она представляет собой квадрат, разделенный пополам. Все соединения на шарнирах, поэтому все стороны подвижны, и квадрат при воздействии легко превращается в ромб. Нулевая точка, расположенная в одном из углов квадрата, закрепляется жестко. Относительно ее конструкция может видоизменяться, превращаясь в ромб. В середине квадрата устанавливается режущий инструмент. В противоположном углу квадрата по диагонали закрепляют копир. Расстояние от нулевой точки до фрезы составляет некую величину А, а до копира 2А. Это дает масштаб 2:1. Линейный размер длинных и коротких сторон пантографа тоже должен отличаться друг от друга в 2 раза.

Пантограф для фрезера: материалы

Для того чтобы изготовить пантограф своими руками, потребуются следующие материалы:

Квадратный металлический профиль 12×12
Подшипник 180201.
Втулки под наружную обойму подшипника.
Пальцы по внутреннему размеру подшипника и резьбой М12.
Гайка М12.
Болты М6×45
Гайки М6.
Втулка под закрепление копира.
Профильная труба 40×40
Петля металлопластикового окна.
Краска.
Малярный скотч.
Металлическая пластина.
Винт для фиксации копира.

Пантограф для фрезера: инструмент

Кроме перечисленных материалов, необходим инструмент:

Ручной фрезер.
Угловая шлифовальная машинка.
Сварочный аппарат.
Гаечные ключи.
Мерительный инструмент.

Пантограф для фрезера: поэтапная инструкция изготовления своими руками

Приступаем к непосредственному изготовлению пантографа.

Этап №1. Резка заготовок

Необходимо разметить и отрезать квадратный профиль по рассчитанным размерам. Для удобства можно воспользоваться малярным скотчем и металлической пластиной. Скотч даст возможность четкой разметки, а пластина поможет сделать ровный и качественный рез. Заготовки для площадки под фрезер нужно отрезать под прямым углом, а на отрезках профиля для шатунов делать скос для максимального прилегания втулки подшипника.

Этап №2. Сверление технологических отверстий

На всех заготовках необходимо снять фаски и просверлить отверстия Ø 6,2 мм для дальнейшего соединения их в конструкцию.

Этап №3. Сварка площадки под фрезер

После этого нужно сварить площадку под фрезер.

Этап №4. Изготовление шатунов

На доске необходимо сделать подобие кондуктора и жестко закрепить все свариваемые детали. Для этого в доске сверлится отверстие, а подшипник во втулке зажимается болтом, квадратные профили шатунов крепятся струбцинами. Предварительно между ними необходимо вставить две шайбы и скрепить болтами. После этого все стыки конструкции обвариваются и зачищаются. Затем нужно разрезать подшипниковую втулку между квадратными профилями на каждом шатуне. Болты М6, шайбы и подшипники необходимо снять. На рамку необходимо приварить крепление для фрезера, а на короткий шатун в точке, противоположной нулевой – удлинитель для масштабирования. Шатуны можно окрасить для придания эстетичного вида.

Этап №5. Изготовление узла для крепления копира

Теперь необходимо выточить две втулки с внутренним диаметром, аналогичным размеру копира. С боковой стороны просверлить отверстие и нарезать резьбу для установки винта, фиксирующего копир. После этого нужно отрезать два кусочка квадрата 12×12 длиной 20–30 мм и приварить их на боковой стороне между втулками. Размер между квадратами должен составлять 12 мм.

Этап №6. Изготовление механизма подъема подшипника

Необходимо изготовить узел подъема подшипника. Для этого палец нулевой точки нужно приварить на кусок профиля 12×12 и закрепить к профильной трубе 40×40 при помощи петли с металлопластикового окна. Профильная труба будет служить местом крепления пантографа к столу струбциной.

Этап №7. Сборка пантографа

Подшипники нужно установить во втулки и надежно закрепить, стянув квадратные профили шатунов болтами М6. При помощи пальцев необходимо собрать шатуны в единую конструкцию. Закрепить пантограф на столе струбциной и установить фрезер. Устройство готово к работе.

Режущий инструмент для фрезерных работ: копировальные фрезы

Копировальные фрезы – инструмент, на котором, кроме режущей части, присутствует подшипник. Его размер равен диаметру режущей части фрезы. Подшипник может располагаться как в верхней, так и нижней части фрезы. Инструмент так и классифицируется. Стоит учесть, что маркировка означает положение подшипника при обычном размещении фрезы – хвостовиком вверх.

Служат они для выполнения копировальных работ по шаблону. При использовании фрезы с верхним подшипником шаблон располагается сверху детали, если с нижним положением подшипника, то снизу.

Работа ручным фрезером предполагает применение любых фрез. Это безопасно. Единственное, что при использовании режущего инструмента с верхним подшипником следует обращать внимание на вылет фрезы, чтобы не повредить верстак.

Фрезерование на деревообрабатывающем станке предусматривает использование фрез только с нижним положением подшипника. Это связано с тем, что у фрезы с верхним положением подшипника открытая вращающаяся режущая часть оказывается в зоне заготовки. Неосторожное движение может привести к серьезной травме. Такие фрезы применяются на станках только в особых случаях с максимальным соблюдением правил ТБ.

Копировально-фрезерные станки – это уникальное оборудование, с помощью которого выполняются сложнейшие работы по изготовлению идентичных деталей. Но для работы в домашних условиях можно изготовить несложные аналоги такого оборудования и приспособлений, которые помогут в быту или небольшом бизнесе.

Все фото из статьи

Копировально-фрезерные станки по дереву являются универсальными агрегатами,назначение которых — копировать изделия в двух- и трехмерной форме. Иными словами, данное оборудование может копировать плоские готовые изделия, а при применении особых копиров и объемные модели.

Такие устройства часто используются для гравировки профилей и разнообразных элементов декора. Их можно применять и для обычных не очень сложных фрезерных работ.

Что такое копировально-фрезерное оборудование

Такое оборудование является уникальным, т.к. при своей сравнительно простой конструкции способно копировать сложные изделия, даже тонкой ручной работы.

По сути, агрегат был разработан для фрезерования криволинейных элементов:

Осуществляется это способом копирования по шаблонам. Они позволяют делать операцию точной максимально, без использования ручной работы. Данное свойство агрегата гарантирует, что изготовленные элементы будут идентичны по размеру и форме.
Вы можете применять при этом один образец для всех заготовок или использовать как шаблон уже готовые изделия.
Когда таких параметров недостаточно – есть возможность значительно повысить точность станка.

Обратите внимание! Инструкция рекомендует комплектовать его для этого особым копирующим приспособлением. Называется оно «пантографом» и служит для точнейшего сообщения передвижения копирующего узла (головки) основному приспособлению, которое обрабатывает деталь.

Когда шаблон имеет много тонких изящных деталей, станок с пантографом незаменим.

Конструкция агрегата

Копировально-фрезерные агрегаты дают возможность обработки рельефов или профилей:

Заготовки обрабатываются особым инструментом — фрезой, сделанной из твердых сплавов.
Она повторяет в полном объеме передвижения копира, который воспроизводит очертания шаблона.
Копир оснащается электронной либо механической связью, имеющей систему слежения и отвечающей за траекторию перемещения инструмента.
Копиром может выступать плоский либо трехмерный образец, а также контурная схема либо модель-эталон.
При этом особый щуп регистрирует контуры детали. Далее эти данные сообщаются инструменту.
В наиболее современных станках щуп заменяется фотоэлементом, имеющим увеличенную точность.

Обратите внимание! Пантограф в описываемых агрегатах играет важнейшую роль. Он оборудуется специальным направляющим«пальцем».

Тот перемещается по копиру, при этом с максимальной точностью определяя геометрические параметры образца. От пропорций «плеч» пантографа зависит итоговый размер полученной копии.

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.

Рис. 61. Обозначения на чертежах и эскизах.

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.