Usprawnienia wykonywania woblerów - cz.1 - korpus

Na poniższym rysunku (rys.1) pokazano budowę typowego woblera. Składa się on z korpusu, steru, stelaża oraz obciążenia. Oczka w stelażu służą do umieszczenia kotwic poprzez kółka łącznikowe.

Rys.1. Budowa woblera

Wszystkie te elementy składowe wykonujemy samodzielnie, oprócz obciążenia, kółek oraz kotwic. Czasami też wykonywane jest obciążenie pod konkretną konstrukcję woblera. Ręcznie stworzenie tych elementów jest często praco- i czasochłonne. Na pewno prace te można usprawnić poprzez odpowiednie urządzenia i maszyny wspomagające.

Zapewne wielu z was swoją przygodę z wykonywaniem woblerów zaczynała od ręcznego strugania ich korpusów z drewna. Kształtów korpusów jest nieskończenie wiele. Zależą one od tego co mają imitować, na jakie gatunki ryb są przeznaczone, w jakiej strefie wody mają być zastosowane itp. Zaledwie wycinek ich różnorodności prezentuję w swojej książce „Odkrywanie tajemnic woblera. Podstawy”. Niemniej przy każdym korpusie trzeba nieźle nastrugać się i nieważne czy to jest lipa, balsa, topola, samba, brzoza itp. Pewnikiem każdy z was ma swój patent na ich wykonanie. Czasami jest to wyłącznie ręczna praca, a czasami wspomagana prostymi urządzeniami, np. typu szlifierka. Początkowo są to zabawy, struganie na własne potrzeby, ale wystarczy że pochwalicie się nimi kolegom i już kolejka chętnych ustawia się po następne. A zwłaszcza, gdy są łowne. Chcąc robić więcej woblerów stajecie przed problemem: Jak zwiększyć produkcję zachowując jednocześnie powtarzalność kształtu i pracy woblera? Daje się to rozwiązać w wielu kierunkach. Można zmienić materiał z jakiego wykonywane są korpusy na piankę, żywicę. Jednakże tutaj pojawiają się następne problemy związane z tymi materiałami: jaka pianka, żywica, skurcze, formy itd. Wszystko to da się rozwiązać zwłaszcza, gdy mamy dużą determinację w dojściu do celu. A co zrobić, gdy chcemy zostać wierni drewnu? Czy możliwe jest usprawnienie produkcji woblerów? Osobiście znam jedną osobę, która od wielu lat potrafi miesięcznie ręcznie zrobić 200÷300 szt. woblerów w zależności od ich wielkości, przy zachowaniu powtarzalności kształtu, pracy i jakości ich wykonania.

Usprawnienia wykonywania korpusu
Jednym ze sposobów możliwych do realizacji w celu usprawnienia wykonywania korpusów woblerów jest zastosowanie kopiarko-frezarki. Niestety gotowych urządzeń jest jak na lekarstwo. Niezbędne jest zaprojektowanie i wykonanie samodzielnie, bądź zlecenie jego wykonania. Przystępując do realizacji tego przedsięwzięcia warto uświadomić sobie z jakich podstawowych elementów powinna składać się ta obrabiarka oraz jakie rodzaje ruchów będą wykonywać elementy decydujące o wykonaniu korpusu. Zatem kopiarko-frezarka powinna składać z:
- kopiału, czyli elementu odwzorowującego;
- narzędzia skrawającego;
- elementów mocujących klocek drewna i korpus odwzorowywany;
- układu napędowego ze sterowaniem;
- konstrukcji nośnej.

Każde urządzenie można rozwiązać na wiele sposobów i podobnie jest z kopiarko-frezarką. Te różnice mogą być znaczne lub niewielkie. Poniżej przedstawiam wariantowość rozwiązań poszczególnych węzłów konstrukcyjnych obrabiarki.

· Rodzaje kopiałów
Na rys.2 pokazano podstawowe rodzaje kopiałów, którymi mogą być kula (rys.2a), tarcza (rys.2b) oraz trzpień (rys.2c).

a. kula

b. tarcza

c. trzpień

Rys.2. Rodzaje kopiałów [1]

· Rodzaje narzędzia skrawającego
Narzędziem skrawającym jest najczęściej frez w kształcie trzpienia lub tarczy zamocowany w u chwycie frezarki typu: dremel lub kress.

· Układ pracy kopiarko-frezarki
Układ pracy zależy od położenia narzędzia skrawającego względem kopiału. Rozróżnić można układ pracy poziomy (rys.3) i pionowy (rys.4).

Główne elementy składowe kopiarko-frezarki mogą być usytuowane w poziomie, co pokazano na rys.3. Na rys.3a widać kopiał znajdujący się po lewej stronie klocka drewna, a rys.3b przedstawia kopiał z prawej strony przedmiotu obrabianego.

a.

b.

Rys.3. Poziomy układ pracy kopiarko-frezarki [1]

Poziomy układ pracy tej obrabiarki wymusza zastosowanie długiego stołu, na którym będzie stać. Korzystniej jest zastosować koparko-frezarkę z pionowym układem pracy. Takie rozwiązanie pokazano na rys.4. Może to być taki, w którym kopiał znajduje się nad klockiem drewna (rys.4a) lub gdy kopiał jest umieszczony poniżej klocka drewna (rys.4b).

a.

b.

Rys.4. Pionowy układ pracy kopiarko-frezarki [1]

Analizując te dwa układy z rys.4 można zauważyć, że w rozwiązaniu pokazanym na rys.4b kopiał będzie brudzony wiórami z obrabianego klocka drewna, co może prowadzić do błędów odwzorowywania kształtu wzorca przez kopiał.

· Położenie narzędzia skrawającego
Na rys.5 zaprezentowano wariantowość położenia narzędzia skrawającego względem klocka drewna. Podobny układ dotyczy kopiału. Zatem narzędzie skrawające może być umieszczone nad klockiem drewna (rys.5a), przed (rys.5b) lub z tyłu (rys.5c). Raczej umieszczenie narzędzia skrawającego od dołu klocka drewna jest mało praktyczne.

a.

b.

c.

Rys.5. Położenie narzędzia skrawającego względem obrabianego przedmiotu [1]

· Mocowanie narzędzia skrawającego i kopiału
Mocowanie obu tych elementów składowych może odbywać się na różne sposoby, co pokazano na rys.6÷rys.8. Na rys.6 pokazano mocowanie narzędzia skrawającego i kopiału na dwóch ramionach do siebie równoległych i w kształcie bramki. Ramiona te oddzielnie wprawiane są w ruch postępowy względem elementu odwzorowywanego i obrabianego.

Rys.6. Mocowanie na dwóch ramionach [1]

Z kolei rys.7 pokazuje mocowanie narzędzia skrawającego i kopiału na jednym ramieniu, na obu końcach. Z kolei to ramie mocowane jest do prostopadle usytuowanego wysięgnika. Wysięgnik wprawiany jest w ruch postępowy względem elementu odwzorowywanego i obrabianego.

Rys.7. Mocowanie na jednym ramieniu [1]

Narzędzie skrawające i kopiał mogą być także mocowane na oddzielnych wysięgnikach, co pokazano na rys.8. Wysięgniki te oddzielnie wprawiane są w ruch postępowy względem elementu odwzorowywanego i obrabianego.

Rys.8. Mocowanie na dwóch wysięgnikach [1]

· Realizacja ruchu narzędzia skrawającego i kopiału
Podczas pracy kopiarko-frezarki zarówno przedmiot odwzorowywany jak i przedmiot obrabiany obracają się z tą samą prędkością obrotową. Natomiast narzędzie skrawające i kopiał wykonują ruch postępowy względem tych przedmiotów. Realizację tych ruchów za pomocą śruby i nakrętek pokazano na rys.9.

Rys.9. Sposób realizacji ruchu narzędzia skrawającego i kopiału [1]

Istotne też jest to, aby narzędzie skrawające i kopiał poruszały się po prowadnicy, w celu poruszania się po linii prostej i zabezpieczeniu nakrętek przed obrotem.

· Konstrukcja nośna
Wszystkie elementy składowe kopiarko-frezarki należy zamocować do jej konstrukcji nośnej. Rys.10 przedstawia konstrukcję nośną dla poziomego układu pracy.

Rys.10. Konstrukcja nośna poziomego układu pracy [1]

Natomiast na rys.11 pokazano konstrukcję nośną dla pionowego układu pracy.

Rys.11. Konstrukcja nośna pionowego układu pracy [1]

Na podstawie przedstawionych powyżej rozważań zbudowano schemat konstrukcyjny frezarko-kopiarki, który pokazano na rys.12. Zatem obrabiarka ta pracuje w poziomym układzie (rys.3b) z kopiałem umieszczonym po lewej stronie klocka drewna. Jako kopiał użyto tarczy (rys.2b). Narzędzie skrawające znajduje się nad przedmiotem obrabianym (rys.5a). Mocowanie narzędzia skrawającego i kopiału jest identyczne jak na rys.6, a do realizacji ich ruchu postępowego wykorzystano mechanizm śrubowy, składający się ze śruby i nakrętek (rys.9). Całość zamknięta jest w konstrukcji nośnej z rys.10. Obrót przedmiotu odwzorowywanego i klocka drewna zapewnia silnik elektryczny umieszczony z prawej strony konstrukcji nośnej, a silnik elektryczny znajdujący się po lewej stronie kopiarko-frezarki napędza mechanizm śrubowy odpowiedzialny za ruch postępowy narzędzia skrawającego i kopiału. Układ sterowania powinien umożliwiać regulację prędkości obrotowej wałków obu silników elektrycznych.

Rys.12. Schemat konstrukcyjny kopiarko-frezarki z poziomym układem pracy [1]

Realizując w sposób szczegółowy zaproponowany na rys.12 schemat konstrukcyjny kopiarko-frezarki otrzymuje się ostateczną postać tej obrabiarki, co zaprezentowano na rys.13.

Rys.13. Konstrukcja kopiarko-frezarki z poziomym układem pracy [1]

Inne rozwiązanie, z pionowym układem pracy prezentuje rys.14. Przedmiot odwzorowywany znajduje nad klockiem drewna.

Rys.14. Konstrukcja kopiarko-frezarki z pionowym układem pracy [2]

Podsumowanie
Jednym z możliwych sposobów usprawniania wykonywania korpusów jest zastosowanie kopiarko-frezarki. Zaletą tego rozwiązania jest powtarzalność otrzymywanych kształtów i wymiarów korpusów wykonanych z drewna. Korpusy wykonywane są szybciej niż ręcznie strugane, a powierzchnia o wiele gładsza. Prostota obsługi polegająca na zakładaniu klocka drewna i zdejmowaniu korpusu. Po ustawieniu parametrów pracy i narzędzia skrawającego proces skrawania zachodzi automatycznie. Wadą może być koszt poniesiony związany z zakupem lub wykonaniem kopiarko-frezarki oraz to, że przedmiot obrabiany musi być powiększony o wymiar dobiegu i wybiegu narzędzia.

To jest jeden ze sposobów usprawnienia sobie prac związanych z korpusem i wcale nie musi być najlepszy. Jednakże może ktoś z was użytkuje taką kopiarko-frezarkę i chciałby podzielić się z nami swoimi uwagami. Zachęcam też do przedstawiania innych sposobów rozwiązania problemu związanego z przyspieszeniem i zmniejszeniem nakładu sił na wykonanie korpusu z drewna.

Literatura
[1] Kuska K. – Opracowanie nowego produktu na przykładzie kopiarko-frezarki do drewna. Praca dyplomowa magisterska. Wrocław 2014.
[2] Malec R. – Projekt koncepcyjny frezarko-kopiarki do drewna. Praca dyplomowa inżynierska. Wrocław 2014.

SŁAWOMIR BEDNARCZYK (Banjo), 2015