Для полноценной работы с ручным фрезером кроме самого инструмента, материала и соответствующего набора фрез необходимо иметь еще один компонент - приспособления. Чтобы фреза могла формировать заготовку в соответствии с замыслом мастера, - срезая материал именно там, где требуется, - она в каждый момент времени должна находиться в строго определенном положении относительно заготовки. Для обеспечения этого и служат многочисленные приспособления для ручного фрезера. Некоторые из них - самые необходимые - входят в комплект поставки инструмента. Другие приспособления для фрезерования, приобретаются или изготавливаются своими руками. При этом самодельные приспособления так просты, что для их изготовления можно обойтись и без чертежей, используя только их рисунки.
Параллельный упор
Наиболее используемым приспособлением, идущим к комплекте практически к каждому фрезеру, является параллельный упор, обеспечивающий прямолинейное движение фрезы относительно базовой поверхности. В качестве последней может выступать прямая кромка детали, стола или направляющей рейки. Параллельный упор может применяться как для фрезерования различных пазов, находящихся на пласти заготовки, так и для обработки кромок.Параллельный упор для ручного фрезера: 1 - упор, 2 - штанга, 3 - основание фрезера, 4 - винт стопорения штанги, 5 - винт точной настройки, 6 - подвижная каретка, 7 - винт стопорения подвижной каретки, 8 - накладки, 9 - винт стопорения упора.
Чтобы установить приспособление в рабочее положение, необходимо штанги 2 вдвинуть в отверстия станины 3, обеспечивая необходимое расстояние между опорной поверхностью упора и осью фрезы, и зафиксировать их стопорным винтом 4. Для точного позиционирования фрезы, нужно отпустить стопорный винт 9 и вращением винта точной настройки 5 установить фрезу в нужное положение. У некоторых моделей упора, размеры опорной поверхности можно менять, сдвигая или раздвигая опорные накладки 8.
Если к параллельному упору добавить одну простую деталь, то с его помощью можно фрезеровать не только прямолинейные, но и криволинейные пазы, например, обрабатывать круглую заготовку. Причем внутренняя поверхность бруска, расположенного между упором и заготовкой, не обязательно должна иметь округлую форму, повторяющую кромку обрабатываемой детали. Ей можно придать и более простую форму (рисунок "а"). При этом траектория движения фрезы не изменится.
Конечно, и обычный параллельный упор, благодаря выемке в центре, позволит ориентировать фрезер вдоль округлой кромки, однако положение фрезера может быть недостаточно устойчивым.
Направляющая шина по своим функциям схожа с параллельным упором. Как и последний, она обеспечивает строго прямолинейное движение фрезера. Основная разница между ними состоит в том, что шину можно установить под любым углом к кромке детали или стола, обеспечивая тем самым любое направление движения фрезера в горизонтальной плоскости. Кроме этого, шина может иметь элементы, упрощающие выполнение некоторых операций, например, фрезерование отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга (с определенным шагом) и т.п.
К столу или детали направляющая шина крепится струбцинами или специальными зажимами. Шина может быть укомплектована адаптером (башмаком), который соединен с основанием фрезера двумя штангами. Скользя по профилю шины, адаптер задает прямолинейное движение фрезы.
Иногда (при слишком близком расстоянии шины от фрезера) опорные поверхности шины и фрезера могут оказываться в разных плоскостях по высоте. Для их выравнивания некоторые фрезеры оснащают выдвижными опорными ножками, которые изменяют положение фрезера по высоте.
Подобное приспособление легко сделать своими руками. Самый простой вариант - это длинный брусок закрепленный на обрабатываемой детали струбцинами. Конструкцию можно дополнить боковыми упорами.
Положив брусок сразу на две, и более, выровненные заготовки, у них можно сделать пазы за один проход.
При использовании в качестве упора бруска, неудобно располагать брусок на определенном расстоянии от линии будущего паза. Этого неудобства лишены два следующих приспособления. Первое сделано из скрепленных вместе доски и фанеры. При этом расстояние от края упора (доски) до края основы (фанеры) равно расстоянию от фрезы до края базы фрезера. Но это условие соблюдается только для фрезы одного диаметра . Благодаря этому приспособление быстро выравнивается по линии края будущего паза.
Следующее приспособление можно использовать с фрезами разного диаметра, плюс при фрезеровании фрезер упирается всей своей подошвой, а не половиной, как в предыдущем приспособлении.
Выравнивание упора происходит по краю откидываемой на петлях доски и центральной линии паза. После фиксации упора, откидываемая доска откидывается, освобождая место для фрезера. Ширина откидываемой доски вместе с зазором между ней и упором (если он есть) должна быть равна расстоянию от центра фрезы до края базы фрезера. Если ориентироваться на край фрезы и край будущего паза, то приспособление будет работать только с одним диаметром фрезы.
При фрезеровании пазов поперек волокон, на выходе из заготовки, при фрезеровании открытого паза, нередки случаи задира древесины. Минимизировать задиры помогут следующие приспособления, которые прижимаю волокна в месте выхода фрезы, не давая им отщепиться от заготовки.
Две доски, строго перпендикулярно, соединяются шурупами. С разных сторон упора используются разные фрезы, чтобы ширина паза в приспособлении совпадала с шириной паза фрезеруемой детали.
Другое приспособление для фрезерования открытых пазов, можно сильнее прижать к заготовке, что еще больше минимизирует задиры, но оно подходит для фрезы только одного диаметра. Состоит оно из двух L-образных частей соединяемых на заготовке струбцинами.
Копировальные кольца и шаблоны
Копировальное кольцо - круглая пластина с выступающим буртиком, скользящим вдоль шаблона и обеспечивающим необходимую траекторию движения фрезы. Копировальное кольцо крепят к подошве фрезера различными способами: вворачивают его в отверстие с резьбой (такие кольца на фото ниже), вставляют усики кольца в специальные отверстия на подошве или прикручивают винтами.
Диаметр копировального кольца должен быть как можно ближе к диаметру фрезы, насколько это возможно, но при этом кольцо не должно касаться её режущих частей. Если диаметр кольца больше диаметра фрезы, то шаблон должен быть меньше чем готовые детали, чтобы компенсировать разницу между диаметром фрезы и диаметром копировального кольца.
Шаблон закрепляется на заготовке двухсторонним скотчем, затем обе части прижимаются струбцинами к верстаку. Закончив фрезерование, проверьте, что кольцо прижималось к краю шаблона в течение всей операции.
Можно сделать шаблон для обработки не всей кромки, а только для закругления углов. При этом, используя шаблон изображенный ниже, можно сделать закругления четырех разных радиусов.
На рисунке выше используется фреза с подшипником, но шаблон можно использовать и с кольцом, только либо кольцо должно точно соответствовать диаметру фрезы, либо упоры должны давать возможность отодвинуть шаблон от края на разницу радиуса фрезы и кольца. Это касается и более простого варианта изображенного ниже.
Шаблоны используются не только для фрезерования кромок, но и пазов на пласти.
Шаблон может быть регулируемым.
Фрезерование по шаблону - отличный метод для того, чтобы вырезать пазы для петель.
Приспособления для фрезерования округлых и эллиптических пазов
Циркули предназначены для движения фрезера по окружности. Простейшим устройством этого вида является циркуль, состоящий из одной штанги, один конец которой соединен с основанием фрезера, а второй - имеет винт со штифтом на конце, вставляющимся в отверстие, служащее центром окружности, по которой движется фреза. Радиус окружности устанавливается смещением штанги относительно основания фрезера.
Лучше конечно, чтобы циркуль был из двух штанг.
Вообще, циркули являются очень распространенным приспособлением. Существует большое количество фирменных и самодельных приспособлений для фрезерования по окружности, различающихся размерами и удобством пользования. Как правило, циркули имеют механизм, обеспечивающий изменение радиуса окружности. Обычно он выполняется в виде винта со штифтом на конце, перемещающегося по пазу устройства. Штифт вставляется в центральное отверстие детали.
Когда нужно фрезеровать окружность маленького диаметра, штифт должен находиться под базой фрезера, и для таких случаев используют другие приспособления, прикрепляемые к низу базы фрезера.
Обеспечивать движение фрезы по кругу с помощью циркуля довольно просто. Однако нередко приходится сталкиваться с необходимостью выполнения эллиптических контуров - при врезке зеркал или стекол овальной формы, устройстве окон или дверей арочного типа и т.п. Приспособление PE60 WEGOMA (Германия) предназначено для фрезерования эллипсов и окружностей.
Оно представляет собой основание в виде плиты, крепящейся к поверхности с помощью вакуумных присосок 1 или винтами, если характер поверхности не позволяет закрепиться с помощью присосок. Два башмака 2, движущиеся по пересекающимся направляющим, обеспечивают движение фрезера по эллиптической траектории. При фрезеровании окружности используется только один башмак. В комплект приспособления входят две монтажные штанги и кронштейн 3, с помощью которых производится соединение фрезера с плитой. Пазы на кронштейне позволяют установить фрезер таким образом, чтобы его опорная поверхность и основание плиты находились в одной плоскости.
Как видно из фотографий выше, фрезер использовался вместо лобзика или ленточной пилы, при этом, за счет высоких оборотов фрезы, качество обработанной поверхности получается гораздо выше. Так же при отсутствии ручной циркулярной пилы, фрезер может заменить и её.
Приспособления для фрезерования пазов на узких поверхностях
Пазы под замки и дверные петли, при отсутствии фрезера, выполняют с помощью долота и электродрели. Эта операция - особенно при изготовлении паза под внутренний замок - занимает немало времени. Имея фрезер и специальное приспособление, ее можно выполнить в несколько раз быстрее. Удобно иметь такое приспособление, которое обеспечивает фрезерование пазов широкого диапазона размеров.Для выполнения пазов в торце, можно изготовить простое приспособление в виде плоского основания, крепящегося к подошве фрезера. Его форма может быть не только круглой (по форме основания фрезера), но и прямоугольной. С двух его сторон нужно закрепить направляющие штыри, которые будут обеспечивать прямолинейное движение фрезера. Главное условие при их устройстве заключается в том, чтобы их оси находились на одной линии с центром фрезы. При обеспечении этого условия, паз будет располагаться точно по центру заготовки, независимо от ее толщины. Если потребуется сместить паз в ту или иную сторону от центра, на один из штырей нужно надеть втулку с определенной толщиной стенки, в результате чего паз сместится в ту сторону, с которой расположен штырь с втулкой. При использовании фрезера с таким приспособлением, его нужно вести таким образом, чтобы штыри прижимались с двух сторон к боковым поверхностям детали.
Если к фрезеру прикрепить второй параллельный упор, тоже получится приспособление для фрезерования пазов в кромке.
Но можно обойтись и без специальных приспособления. Для устойчивости фрезера на узкой поверхности, с двух сторон детали закрепляют доски, поверхность которых должна образовывать с обрабатываемой поверхностью единую плоскость. При фрезеровании фрезер позиционируется с помощью параллельного упора.
Можно сделать усовершенствованный вариант, увеличивающий площадь опоры для фрезера.
Устройство для обработки балясин, столбов и прочих тел вращения
Многообразие работ, которые выполняются ручным фрезером, диктует иногда необходимость самостоятельного изготовления устройств, облегчающих выполнение тех или иных операций. Фирменные приспособления не в состоянии охватить весь комплекс работ, да и стоят они довольно дорого. Поэтому самодельные приспособления для фрезера очень распространены среди пользователей, увлекающихся работой с деревом, а порой приспособления сделанные своими руками либо превосходят фирменные аналоги, либо вовсе не имеют фирменных аналогов.Иногда возникает необходимость во фрезеровании различных пазов в телах вращения. В этом случае полезным может оказаться приспособление, изображенное ниже.
Устройство служит для фрезерования продольных канавок (каннелюр) на балясинах, столбах и т.п. Оно состоит из корпуса 2, передвижной каретки с установленным фрезером 1, диска установки угла поворота 3. Работает приспособление следующим образом. Балясина помещается в корпус и закрепляется там с помощью винтов 4. Поворот на нужный угол и фиксация заготовки в строго определенном положении обеспечивается диском 3 и стопорным винтом 5. После фиксации детали, приводится в движение каретка с фрезером (по направляющим планкам корпуса), и осуществляется фрезерование паза по длине заготовки. Затем производится расстопорение изделия, поворот его на требуемый угол, стопорение и выполнение следующего паза.
Подобное приспособление можно использовать вместо токарного станка. Заготовка должна медленно вращаться помощником или простеньким приводом, например, из дрели или шуруповерта, а лишний материал снимается движущимся по направляющим работающим фрезером.
Приспособления для фрезерования шипов
Шипорезные приспособления используются для фрезерования профиля шиповых соединений. При изготовлении последних требуется большая точность, обеспечить которую вручную практически невозможно. Шипорезные приспособления позволяют быстро и легко выполнить профиль даже таких сложных соединений, как "ласточкин хвост".
На рисунке ниже представлен промышленный образец шипорезного устройства для изготовления трех видов соединений - "ласточкин хвост" (глухой и сквозной вариант) и сквозное соединение прямым шипом. Две сопрягаемые детали устанавливаются в приспособление с определенным сдвигом друг по отношению к другу, контролируемым штифтами 1 и 2, затем производится их обработка. Точная траектория фрезы задается формой паза в шаблоне и копировальным кольцом фрезера, которое скользит по кромке шаблона, повторяя его форму.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Любой фрезерный станок по металлу и дереву с ЧПУ оборудован шпинделем (в переводе с немецкого слова «Spindel», то есть «веретено»), специальным устройством, представляющим собой вращающий вал, который передает вращательное движение фрезе, главному рабочему механизму станка.
Именно за счет шпинделя приводится в работу вся система станка с ЧПУ по металлу и дереву, и именно поэтому знать особенности данного устройства, а также правила его эксплуатации и как проводить его ремонт своими руками, предельно важно и попросту необходимо.
1 Общие сведения о шпинделях
Шпиндель, по сути, это обыкновенный вращающийся вал, который прикреплен к элементу фрезерного станка по металлу и дереву с ЧПУ. Этот механизм для фрезерного станка является двигателем передачи так называемого вращательного движения от прибора скоростей на станочную фрезу, являющуюся главным режущим инструментом.
В свою очередь прибор скоростей является механизмом передачи количества оборотов на вал фрезерного станка.
Именно от точности вращения вала, а также от виброустойчивости его бесколлекторного двигателя, зависит то, насколько точной и аккуратной будет происходить обработка деталей и запчастей станком с ЧПУ по металлу и дереву.
На самодельный или заводской фрезерный станок по металлу и дереву с системой ЧПУ шпиндель устанавливают на специальном подвижном портале, который в процессе работы перемещает шпиндель вместе с закрепленной в нем по трем осям: в плоскости станочного стола и по оси «Z» (то есть, в глубину).
Проще говоря, движение передает станочной фрезе через узел, без возможных дополнительных искажений от передаточных станочных механизмов.
1.1 Технические параметры
Шпинделя различаются как по техническим параметрам, так и по предназначению, существует:
- двухшпиндельный фрезерный станок с ЧПУ (для фрезерного станка с ЧПУ по дереву и металлу);
- с вертикально-поворотным действием (для произведения сложных работ своими руками по дереву и металлу на фрезерных установках с системой ЧПУ);
- электрошпиндель (в том числе и самодельный, изготовленный своими руками);
- самодельный, сделанный своими руками электрошпиндель или шпиндель с вертикально-поворотным механизмом работы. Как правило, данные детали, сделанные своими руками, имеют достаточно малый эксплуатационный срок и им нужен постоянный ремонт;
- шпиндель для обработки торца. В такой модели головка шпинделя соединена двумя твердосплавными кассетами, а также головка оснащена двумя кассетами для обработки фаски с заданным углом.
Кроме того, валы для фрезерного станка различаются еще по затрачиваемой мощности и предельно возможному количеству совершаемых оборотов.
Предельно возможное количество совершаемых оборотов определяется имеющимся де-факто режимом эксплуатации и работы станка и его сферы применения:
- гравирование;
- раскрой;
- фрезеровка.
Более того, имеются дополнительные режимы, где попросту неизбежно привлечение дополнительного инструментария. В целом же, для гравировальных работ чаще всего пользуются вертикально-поворотным шпинделем.
Для скоростной фрезеровки вертикально, наиболее предпочтителен электрошпиндель (в том числе самодельный электрошпиндель, произведенный своими руками).
Для работы со специфическими материалами каждый из возможных перечисленных режимов определяет необходимые требования, и именно поэтому станочные шпинделя следует приобретать с хорошим запасом вращающей скорости (наиболее предпочтителен в таком случае двухшпиндельный вариант, который можно изготовить своими руками).
Затрачиваемая мощность шпинделя полностью зависит от типа расходного материала. Например, мощности в 800 Вт будет более чем достаточно для точной и скоростной обработки картона и фанеры, тогда как шпиндель имеющий мощность в 1,5 кВт (двухшпиндельный вариант) идеально подойдет для фрезерной обработки пластика, древесины и различных тонких металлов.
Модель с мощностью 3-4 кВт и вертикально-поворотным механизмом работы будет наиболее предпочтительна для скоростной и точной обработки каменных элементов.
Узел частотного преобразователя станка (инвертор) без вала работать не может, и именно поэтому, дабы не допустить перебоев и различных поломок, требующих затем дорогостоящий и долгий ремонт, мощности двух этих механизмов всегда должны быть абсолютно идентичными.
Важно понимать, что в случае необходимости замены шпинделя (например, если производится ремонт) с небольшими рабочими оборотами на куда более мощный, обязательно следует убедиться в том, что был заменен и узел частотного преобразователя (инвертор).
1.2 Преимущества применения
Основные и наиболее значимые преимущества шпинделей следующие:
- предельно высокий коэффициент полезного действия (так называемый КПД), который достигает отметки в 80-95%;
- прочные элементы конструкции. Шпиндель весьма износоустойчив и прочен. Головка шпинделей новейших моделей и их внешняя оболочка сделана из бронзы и ей редко нужен ремонт;
- высокий эксплуатационный срок работы механических элементов шпинделя (головка, механизм крепежа и так далее), не требующих частый ремонт.
И все это благодаря тому, что как обычные шпиндели, так и шпиндели вертикально с двумя головками не имеют трущихся или же истирающихся элементов и у них почти полностью отсутствует эффект размагничивания магнитных элементов (головка, ротор и так далее).
2 Устройство и охлаждение
Ротор-магнит, который, как правило, изготавливается из редкоземельных прочных металлов, совершает вращательные движения внутри станочного статора имеющего обмотки.
Для бесперебойного и стабильного выполнения работы шпиндель фрезера оснащен трехфазными двигателями и специальным частотным преобразователем, который передает трехфазный сигнал на обмотку статора.
В процессе работы станочный шпиндель постоянно нуждается в хорошем охлаждении (что особенно применимо к вертикально-поворотным моделям), которое можно обеспечить лишь двумя известными способами: с помощью использования воды и с помощью использования воздуха.
Схема водной системы охлаждения представляет собой замкнутый контур, по которому циркулирует вода и попадает в специально предназначенные для охладительной системы полости шпинделя.
И хотя такая схема работы охладительной системы не всегда работает идеально (что особенно часто бывает на вертикально-поворотных моделях), но, как правило, такое охлаждение обычно справляется со своей обязанностью.
Схема же воздушной системы охлаждения несколько более сложная. Здесь прогон воздуха осуществляется через предназначенные для охлаждения так называемые «воздухозаборники» и специальные полости вала.
И, несмотря на то, что данный способ более предпочтителен и чаще всего используется для охлаждения валов, он имеет существенный минус.
Дело в том, что постепенно система воздушного охлаждения засоряется и требуется ее ремонт (особенно фильтры бесколлекторного двигателя и головка шпинделя). И случается это, как правило, чаще всего с пыльными материалами вроде древесины и на вертикально-поворотных видах шпинделей.
Поэтому, хотя и данный метод весьма эффективен, требуется постоянный ремонт и чистка, как фильтров воздушной системы охлаждения, так и ремонт всей конструкции в целом.
2.1 Полезная информация о фрезерных шпинделях (видео)
Уверен, что большинству людей приходилось хотя бы раз иметь в быту дело с древесиной. Для простейших работ у каждого хозяина имеется пила или ножовка по дереву, но этим инструментом можно лишь резать материал.
Однако собственнику частного дома часто приходится делать и более сложные работы, чем простой раскрой древесины ножовкой. Поэтому рачительному хозяину, который привык все делать самостоятельно, всегда пригодится устройство для выполнения фрезеровочных работ по дереву.
Сегодня рынок предлагает большое количество самых разнообразных инструментов и можно приобрести простейшее фрезеровочное оборудование примерно за 17 000-21 000 рублей. Однако недорогие модели имеют и свои недостатки, да и не всех устроят функциональные возможности такого оборудования.
Поэтому неплохим решением будет самодельный агрегат для фрезерования древесины, собрать который может любой мастер даже с минимальным опытом обращения со слесарным инструментом. К тому же в интернете имеется довольно много чертежей и инструкций.
Все ниже приведенные чертежи с размерами необходимо рассматривать только в качестве рекомендации и ознакомления. Фрезерные станки, собранные в домашних условиях не могут иметь каких-либо стандартов. Независимо от того какое оборудование решено собрать своими руками главное чтобы оно решало поставленные задачи.
Пример: фрезер, прикрепленный снизу.
Существует несколько видов фрезера, поэтому прежде чем приступать к изготовлению станка, стоит определиться, для каких целей будет использоваться станок.
Поскольку для работы со сложными заготовками необходим мощный и высокооборотистый фрезер, большинство умельцев советует выбирать оборудование с автостабилизацией и ручной регулировкой шпинделя.
Большим удобством в работе отличаются устройства, оснащенные системой плавного пуска и быстрой остановки. Большим преимуществом считается, если можно заменять щетки электродвигателя не разбирая корпус оборудования.
Такому фрезеру будет рад любой умелец. В большинстве инструкций не рекомендуется использовать оборудование «вверх ногами». Как правило, подобное ограничение не имеет обоснований и его можно не соблюдать.
Подбор материалов и комплектующих
Фрезерный станок для домашней мастерской , как и для производства, состоит из следующих основных элементов:
- станина;
- столешница;
- устройство, приводящее фрезу в действие (дрель или электродвигатель).
Станина
Важной частью фрезерного станка является станина, поскольку именно на ней крепятся все остальные элементы оборудования. Рама должна быть очень надежной и в состоянии
Станина фрезерного станка.
выдерживать большие динамические нагрузки. Для изготовления станины лучше всего использовать металл. Оптимальнее всего использование квадратной или прямоугольной трубы или массивного уголка. Это обусловлено тем, что:
- можно не задействовать сварку и использовать болтовое соединение. К тому же разборная модель удобна, особенно в случаях, если ее придется на время перемещать в другое место или просто выносить из мастерской на время ремонта помещения;
- станок собирается не одноразового применения. Опоры стола можно сделать регулируемыми, что упростит настройку станка по горизонтали в любом месте с незначительным уклоном поверхности, что очень важно при работе с таким оборудованием.
Габариты особо не имеют значения, все зависит от того с насколько большими заготовками предполагается работать. Главное чтобы рама была прочной и устойчивой.
Столешница
Схема самодельной столешницы.
Если для изготовления рамы лучшим материалом считается металл, то для столешницы, как раз наоборот, необходимо использовать древесину или материалы на ее основе. Для столешницы можно использовать:
- строганную доску;
- многослойную фанеру;
- плиты ДСП, ОСБ или МДФ.
При выборе материала следует ориентироваться на специфику дальнейшего использования станка. В соответствии с этим выбирается тип материала и его толщина.
Поверхность столешницы должна иметь гладкую поверхность, иначе не удастся добиться точности фрезерования. Также нужно исключить вероятность возникновения царапин на обрабатываемой детали. Получить ровную поверхность рабочей поверхности можно следующими способами:
- облицовка пластиком;
- тщательная подгонка строганных досок;
- обшивка железом.
Важно! Создавая фрезерный станок в домашних условиях стоит помнить о технике безопасности. Необходимо обязательно сделать защитный кожух вокруг режущей части фрезера.
Электрооборудование
Как уже говорилось, существует много конструкций фрезерного станка. Соответственно для вращения фрезы можно использовать готовый фрезер заводского производства, электродвигатель или ручную дрель. При использовании в станке электромотора в первую очередь следует определиться с его типом:
Асинхронный
Неприхотлив в эксплуатации и дает возможность использовать большие фрезы. К недостаткам можно отнести шумную работу, но насколько это важно для деревообработки. решать каждому мастеру индивидуально.
Коллекторный
Является наиболее доступным вариантом, но сильно изнашиваются щетки электродвигателя. Степень изнашиваемости зависит непосредственно от интенсивности эксплуатации оборудования.
Не последнюю роль играет и мощность используемого электродвигателя:
- до 500 Вт. Станок с маломощным электромотором пригоден для поверхностной обработки древесины. Можно также выполнять выборку пазов, но лишь небольшими фрезами и в мягких породах дерева;
- до 1 200 Вт. Оборудование с электромотором такой мощности более универсально и на нем можно выполнять даже глубинную обработку древесины. Обычно для бытовых нужд электродвигателя на 1.2 кВт хватает;
- до 2 000 Вт. В принципе это уже оборудование, на котором можно работать с любой древесиной и фрезами. На таком станке можно обрабатывать пластиковые детали и даже алюминий.
Также при подборе электродвигателя следует уделять внимание числу оборотов. Но здесь все просто — чем выше обороты, тем чище обработка древесины. К тому же высокооборотистый электродвигатель позволяет легко и без проблем справиться с такими дефектами древесины, как сучки.
Электропитание
Обычно для домашнего фрезерного станка используют электродвигатели, работающие отправлено обычной сети 220В. С монтажом и подключением данного оборудования проблем не возникает.
А, вот с трехфазными моделями дело обстоит иначе. Необходимо решить для себя, стоить проводить отдельную линию для станка или нет. Однако если к мастерской уже подведено трехфазное питание, то соответствующий асинхронный двигатель будет самым лучшим вариантом.
Высокая мощность, плавный пуск и мгновенная остановка — на таком станке можно эффективно работать практически с любыми видами древесины и выполнять самые различные операции.
Порядок сборки
Двигатель расположенный под столешницей.
Перед тем как сделать оборудование для фрезеровки работ по древесине нужно определиться с расположением электродвигателя.
Многие считают, что лучше всего размещать его внизу под столешницей. На направленном вверх валу со специальным зажимным патроном и крепится та или иная фреза.
В этом случае с изнаночной стороны столешницы монтируется монтажная пластина с круглым вырезом, к которой крепится электродвигатель станка. Можно конечно использовать ременную передачу, но это только усложнит конструкцию.
Также можно расположить двигатель горизонтально. Вполне возможно, что кому-то такой вариант будет предпочтительнее.
Дополнительно
Не стоит забывать, перед тем как собрать станок, о грамотной схеме включения оборудования и защитных устройствах. Обязательно фрезеровочное оборудование должно быть оснащено следующими элементами:
- тумблер аварийного торможения;
- подсветка рабочей зоны;
- защитный кожух;
- пылесборник.
Во время работы с фрезеровочным оборудованием иногда возникает потребность в специальных зажимах, с помощью которых, например, можно закрепить на столешнице небольшую планку, выполняющая роль направляющей. Это довольно удобно, особенно когда нужно обработать тонкие или маленькие детали.
Установленные стационарно струбцины являются не самым лучшим вариантом. Согласитесь, что намного удобнее использовать съемные зажимы, которые легко переустановить в зависимости от выполняемой задачи.
В том случае, если вы предполагаете заниматься созданием небольших деревянных поделок, то можно сделать фрезерный станок из дрели .
Она довольно легко может быть закреплена на специальном штативе (как на фото ).Такая установка довольно компактна и ее можно легко перенести в любое место, к тому же она может использоваться и как сверлильный станок.
А можно разместить электродрель горизонтально. Это неплохой вариант если нужно снять фаску или выбрать пазы. Фреза зажимается в патроне и готова к работе, но область применения таких устройств довольно мала.
Заключение
Сейчас довольно много информации чтобы самостоятельно собрать несложный фрезерный станок по дереву. Создание более сложных устройств, например, с ЧПУ требует наличия знаний, опыта и проведения точных вычислений. Однако, на практике для выполнения бытовых задач такие конструкции практически не используются, поскольку это почти полупрофессиональное оборудование и поэтому оно даже не рассматривалось.
Видео
Показан самодельный фрезерный станок в действии и непосредственно процесс его создания.
Чтобы изготовить фрезер своими руками, потребуется сделать чертежи. На схемах указывают ключевые детали конструкции и их параметры.
Точность выполняемой работы зависит от мощности фрезера.
Особенности конструкции
Фрезерная машина используется для обработки кромок, снятия фаски и декоративной резьбы. Фрезер, который используется для работы с мягким металлом, оснащен специальными ножами. Рассматриваемый агрегат состоит из следующих деталей:
- мотор;
- шпиндель;
- фреза.
Схема устройства станка для фрезеровки.
Рабочая фреза располагается на шпинделе, на который подается вращение от мотора. Некоторые инструменты этого типа работают от 1-фазной электросети с переменным напряжением. Изготовить ручной самодельный фрезер можно с небольшим двигателем постоянного тока.
Выбор фрезы зависит от материала, который будет обрабатываться, и назначения инструмента. Для работы по дереву используют простые конструкции с небольшой скоростью. Агрегат для работы по металлу сконструировать сложнее, потому что этот материал обладает более высокой прочностью и жесткостью.
При подключении аппарата к электросети шпиндель вращается, а острые ножи режут материал (дерево, металл). Шпиндель должен быть изготовлен из прочного материала, соответствующего определенным стандартам твердости и жесткости. Скорость вращения оказывает влияние на точность работы. Количество оборотов зависит от плотности сырья. Специалисты рекомендуют изготавливать самодельный аппарат с регулятором.
Классификация агрегатов
По способу применения ручные фрезеры классифицируются как верхний, ламельный и кромочный агрегаты. Верхние фрезеры бывают погружные (с подвижным мотором) и неподвижные (с мотором, зафиксированным в одном положении). Классификация узкопрофильных агрегатов зависит от обрабатываемого материала и деталей:
- для работы с ГКЛ;
- шипорезные станки;
- для создания пазов.
Собрать своими руками вертикальный фрезер для работы по дереву можно из электромотора, фрезы и патрона. Двигатель снимают с любого электроприбора, а патрон с перфоратора. Основание (листы ДСП или ПВХ) крепят к мотору. Двигатель и патрон соединяют специальным переходником. При необходимости эту работу доверяют специалистам. Затем подбирают и устанавливают ножи. Аппарат готов к использованию. Самостоятельное ЧПУ устройство используется для создания изделий, спроектированных на компьютере (лазерная резка, сверление, фрезерование и гравировка).
Универсальное устройство
На основе полученного аппарата можно изготовить универсальный станок. Для этого применяется станина. Станок подойдет для грубой работы по дереву, но выполнять точную качественную работу с его помощью не получится из-за того, что он не работает на высокой скорости.
Для создания многофункционального станка потребуется:
- плита МДФ (1, 5х1, 5 м);
- фурнитура.
Для вырезания деталей используют дрель и электролобзик. Готовый станок не подойдет для работы с твердым металлом. При изготовлении ЧПУ станка потребуется алюминиевый профиль сечением 80х40х4 мм, который нарезают на балки (4 — по 460 мм, 2 — по 1300 мм).
К преимуществам ручного фрезера своими руками специалисты относят:
- подходит для обработки большинства поверхностей;
- доступная стоимость;
- простота в использовании;
- простота сборки;
- недорогое обслуживание.
Оборотов стандартного мотора от бытового прибора недостаточно для обеспечения высококачественной обработки. Устранить этот недостаток помогает оснащение конструкции мощным двигателем. Для этого используют мотор от современного перфоратора.
Для неглубокой выборки заготовок из древесины используют мотор мощностью до 500 Вт, но он будет глохнуть. Специалисты рекомендуют устанавливать мотор мощностью от 1100 Вт. Обрабатывать дерево в обычном режиме с любым типом фрез позволяет привод 1 — 2 кВт.
Затем необходимо определиться с оборотистостью. Рез будет более точным, если оборотов больше. С моторами, рассчитанными на сеть 220 В, подключение не вызовет трудностей. Трехфазный асинхронный двигатель подключают по особой схеме «звезда — треугольник». Схема подключения обеспечивает плавный запуск аппарата и работу с высокой мощностью.
Заключение по теме
Прежде чем сделать самодельное устройство, рекомендуется выяснить его принцип работы. Когда ось начинает вращаться, каретка с двигателем движется по ней вверх или вниз. Полозья выполняют функцию направляющих ограничителей. Винт необходим для неподвижной фиксации каретки после ее регулирования по высоте. Несущий корпус прикрепляется снизу к крышке верстака, удерживая конструкцию.
Каретка с мотором должна быть надежно зафиксирована и обездвижена, чтобы обеспечить равномерную выборку. Вынос поворотного рычага сбоку и оснащение самодельными шестернями сделает конструкцию удобной в использовании.
Если готовый стол отсутствует, тогда при его изготовлении учитывают тот факт, что разные материалы в процессе эксплуатации ведут себя по-разному. Деревянный стол не устойчив к воздействию влаги, но хорошо поглощает вибрации.
Направляющие для упора можно изготовить из фанеры или ДСП. Это позволит регулировать положение по горизонтали. При изготовлении и использовании инструмента необходимо соблюдать меры безопасности.
Небольшие деревянные детали гораздо удобнее обрабатывать на столе с плавной подачей. Сегодня мы выясним, как из ручного фрезера сделать полноценный станок для домашней обработки дерева. Также определимся с наиболее подходящими материалами для сооружения станины и стола.
Какой фрезер подойдёт
Самостоятельное изготовление обывателем привода и трансмиссии для фрезерного станка по дереву не представляется возможным. Поэтому мы предлагаем использовать обычный ручной фрезер . Подойдёт практически любая модификация за возможным исключением небольших одноручных моделей и гравёров. Фрезер будет быстросъёмный, но если видите смысл целенаправленной покупки — не обращайте внимания на изыски эргономики и дополнительные приспособления.
Маленькие фрезеры нет возможности нормально закрепить — не позволяют размеры подошвы. Инструмент должен иметь достаточно мощную раму, ведь усилие будет передаваться корпусу не напрямую, а через железное основание и его направляющие.
Всевозможное навесное оборудование, вроде упорных планок реек подачи, не представляет интереса для изготовления станка, а вот механизм регулировки заглубления может оказаться очень полезным при копировальных работах и точной установке высоты фрезы. Впрочем, сам станок имеет механизм, использующийся для предварительной подгонки, поэтому на нём возможна обработка даже негабаритных деталей.
Вопрос мощности и оборотов — сугубо индивидуальный и зависит от обрабатываемых материалов, равно как и от желаемого качества обработки. Важно, чтобы узлы станка соответствовали мощности и весу фрезера. Ниже описана конструкция станка под средний фрезер — мощностью до 1,5 кВт и с предельной частотой холостого хода в 20 тыс. об/мин.
Фрезер будет крепиться к станку посредством специальной конструкции, напоминающей вилочный погрузчик. Два уголка 30х30 мм свариваются горизонтальными полками друг к другу с такой дистанцией, чтобы между вертикальными бортиками точно помещались плоские грани основания электрической машины. Если основание круглое, не проблема — четырёх точек крепежа будет достаточно, чтобы надёжно зафиксировать инструмент на уголках болтами М10 с шестигранным шлицем.
Отверстия, соответственно, должны быть 10,5-11 мм в диаметре, их центр располагается точно на кромке уголка. В технике сверления есть нюансы: нужно обязательно соблюдать безопасное расстояние от края, сверлить только с нижней стороны и затем зенковать, тщательно обработать края до полного устранения задиров.
Вилка изготавливается П-образной формы с длиной «рогов» около 250-350 мм, средняя часть выполнена 50 мм уголком. Вилка приваривается сбоку к отрезку профильной 60 мм квадратной трубы длиной 20-25 см. Приваривать нужно в нижней части трубы, а потом соединить концы вилок с верхним краем укосами из стальной полосы. Возможен и более значительный «вылет» фрезера, например, для обработки филенчатых дверей, но кронштейн нужно сперва усилить — использовать 50 мм уголок на боковых частях вилки и правильно разнести точки скрепления с укосами.
На внутренних кромках вилки нужно изготовить серию полукруглых прорезей радиусом в 5 мм. Оптимально сперва сделать неглубокие надрезы болгаркой, а затем расширить их круглым напильником. Располагаться отверстия должны таким образом, чтобы фрезер легко переставлялся с определённым интервалом. Таким образом, расстояние между центрами прорезей должно быть в два или три раза меньше, чем межосевое у отверстий.
Использовать винты под шестигранник очень удобно: если они буду вкручиваться в пластину с двумя резьбовыми отверстиями, то не понадобится никакого дополнительного ключа, и затяжку можно вести одной рукой. То есть, снизу имеем две планки, расположенные поперёк вилки, чем полностью исключается смещение болтов и соскок фрезера с крепления. Помните также, что внутренний угол у угловой стали имеет радиусное сопряжение, поэтому если на подошве фрезера нет фаски, нужно сделать УШМ небольшой зарез.
Каркас станины из стали
На изготовление станины и прочих деталей пойдёт профильная квадратная труба двух типоразмеров: 50х50х4 мм и 60х60х5 мм. Чтобы создать систему направляющих для регулировки по высоте, мы используем принцип сложенных труб «телескопом». Чтобы как можно более точно подогнать внутренний размер одной трубы под наружный другой, можно подобрать изделия с разной толщиной стенки.
В идеале ощутимого зазора быть не должно, но даже если есть разбег до двух миллиметров, такой люфт легко устранить. В стенках внешней трубы нужно просверлить отверстия и наварить гайки. Вкручивая в них винты, можно распереть гильзу и добиться точного выравнивания. При большом зазоре можно добавить в конструкцию дистанционный вкладыш, имеющий два неглубоких керна для поддержки за края винтов.
Основа станины — конструкция П-образной формы со сторонами 70х70 см, сваренная из квадратной трубы 50х50 мм. На центр среднего звена перпендикулярно устанавливается вертикальная стойка из такой же трубы, нижний узел крепления усиливается двумя косынками из листовой стали.
Для стола необходимо изготовить конструкцию из двух параллельных труб, между которыми перпендикулярно приварен отрезок трубы. Таким образом, в станке может регулироваться высота как стола, так и фрезера. Концы трубы следует немного вынести назад, чтобы при закреплении на столе массивной детали на этих «хвостах» можно было разместить противовес.
Механизм вертикального перемещения
Будет хорошим решением снабдить кронштейн и вилку стола механизмом, при вращении рукоятки которого будет происходить подъём или опускание последних. Конечно, потребуется дополнительная фиксация этих элементов затяжкой после их регулировки, но с приводом эту операцию проводить не в пример проще.
На одной из стенок установочных гильз (которые скользят по направляющей стойке) нужно вырезать прямоугольный фрагмент, чтобы получить доступ ко внутренней трубе. Есть два варианта исполнения механизма подачи:
- Просверлить вдоль трубы отверстия с шагом велосипедной звёздочки и использовать последнюю как шестерёнку реечной передачи.
- Использовать наборной полиуретановый валик, посаженный на ось с ручкой.
Резиновые изделия в последнем случае применять не стоит, они плохо переносят контакт со смазкой. Ось фиксируется в П-образной обойме, на средней полке которой просверлено отверстие, и наварена гайка. Болт, вкрученный в неё, притягивает валик и обеспечивает нужное сцепление.
Возможен и другой вариант. Пропил делать не нужно, а вместо валика или звёздочки вставляется отрезок кругляка диаметром 50-60 мм. Вдоль всей вертикальной стойки на талрепах натянут 3 мм стальной трос, он же обмотан вокруг валка 2-3 витками. При правильной регулировке такая система способна полностью поддерживать собственный вес.
Стол и устройство плавной подачи
Второй важный элемент любого фрезерного станка — подача стола — осуществляется за счёт винтовой шпильки длиной 50-60 см. Она может иметь как обычную резьбу М12 или М14, так и протачиваться по индивидуальному профилю, если есть цель поиграть с передаточным числом изменением шага.
Стол будет скользить по направляющим — тем самым двум трубам, которые служат ему основанием. Под салазки можно распустить надвое отрезок 60 мм трубы или приспособить швеллер соответствующих размеров. Трущиеся плоскости предварительно должны быть зачищены до металлического блеска.
Швеллеры устанавливаются на трубы по общей линии, затем свариваются короткой перемычкой из уголка. В её центре — отверстие и гайка, соответствующая резьбе на шпильке. Гайка приваривается заранее, а вот приваривать вставку нужно только тогда, когда весь механизм в сборе, и соосность передачи не нарушена.
Передний край шпильки должен быть посажен в скользкую муфту и снабжён рукояткой. Поэтому передние края труб стола соединяются накладной П-образной скобой, средняя часть которой выполнена из 30 мм уголка, а боковые — из стальной полосы. В центре нужно просверлить отверстие под шпильку, чтобы она проходила свободно.
Из вариантов узла скольжения можно рекомендовать обычный подшипник, подобранный под диаметр шпильки и закреплённый в самодельной оправке. Возможна также установка упорного подшипника с обратной стороны уголка. На шпильку в любом случае должны быть предварительно накручены две гайки и широкая шайба, чтобы иметь возможность распереть её внутри каркаса основания стола. При этом шпилька упрётся в стенку установочной гильзы: на ней нужно сделать сверлом небольшой керн, как и на торце винта, и вставить стальной шарик от подшипника.
Что касается столешницы, то это может быть любой листовой материал достаточной прочности. Рекомендуется использовать толстую (16-20 мм) фанеру. Крепить её лучше винтами с потайной шляпкой, которые вкручиваются в швеллеры-салазки, главное, чтобы с изнанки не выступали края болтов. После сборки на оси фрезера крепится карандаш и прокручивается подача стола, чтобы на поверхности очертился вектор его движения. По перпендикуляру, отложенному от этой линии в обе стороны, нужно закрепить упорный брусок.
Также для удобства рекомендуется разместить на вертикальной стойке отрезки ленты из рулетки, а на установочных гильзах сделать зубилом по одной насечке. Останется лишь проверить станок в работе и приступить к долгожданному творческому процессу.
