При изготовлении изделий из дерева применяют различный инструмент, который значительно ускоряет процесс и снижают количество затрачиваемых усилий. К ним относится фрезер, но он совершенно бесполезен без дополнений. Его невозможно удержать руками на нужной траектории. Для этого используют дополнения для фрезы по дереву, своими руками их легко можно изготовить.
Дополнения для фрезера должны решать одну задачу - удерживать инструмент в нужном положении при обработке материала. При покупке дорого аппарата часто применяемые приспособления для фрезерования идут в комплекте. Но для более дешёвых или узкоспециализированных вариантов приходится их отдельно покупать. Конструкция таких дополнений довольно проста и не потребует чертежа для самостоятельного изготовления.
Это дополнение позволяет делать прямолинейные резы и его часто применяют при работе с деревом. Оно позволяет работать на любой поверхности, а не только на рабочем столе. Пазы вырезаются с его помощью.
Конструкция дополнения состоит из:
- Стержней, которые крепятся к корпусу инструмента.
- Винта точной настойки, используется для регулировки промежутка между фрезой и поверхностью.
- Стопорного винта, с его помощью стержни крепятся в нужном положении.
- Накладок, на них ставится инструмент.
Конструкция основы довольно проста и её можно изготовить самостоятельно.
Для подготовки дополнения к работе нужно:
- Установить стержни в отверстия корпуса инструмента и зафиксировать их винтом.
- Выставить нужное расстояние между поверхностью и фрезой.
Дополнительно поставив специально обработанный брусок (с одной закруглённой гранью), можно значительно повысить функциональность и делать рез по кривой. Эту деталь устанавливают между инструментом и поверхностью. Из-за неустойчивого положения с ним нужно работать очень аккуратно.
Дополнение применяют для перемещения инструмента над рабочей поверхностью под любым углом, чем и отличается от параллельного упора. Конструкция облегчает фрезеровку отверстий, находящихся на расстоянии друг от друга. Специальные зажимы держат приспособление на обрабатываемой поверхности. Если их не было в комплекте поставки, то используются струбцины. Некоторые варианты оснащаются адаптером для регулировки направления движения инструмента.
Конструкцию лучше применять вместе с электроинструментом, у которого регулируется опорная площадка. Это поможет устранить проблему, когда шина и фреза расположены в разных плоскостях, что происходит при близком нахождении инструмента и обрабатываемой детали.
Конструкция довольно простая, но отличается большой эффективностью. Если присутствуют минимальные навыки работы с инструментом, её легко сделать в домашних условиях. Для этого достаточно взять брусок, который крепят к обрабатываемой поверхности с помощью струбцины. Если зафиксировать конструкцию на двух и более брусках одновременно, то можно сделать паз за один раз. Основной недостаток - трудность точной фиксации конструкции по отношению к будущему резу. Но нижеперечисленные дополнения лишены этого.
Первое приспособление состоит из листа фанеры и направляющей, соединённых вместе. Оно используется для работы с лезвиями одного размера.
Когда нужно использовать фрезы разного диаметра, то подойдёт другое приспособление. Главным его плюсом является то, что инструмент контактирует всей нижней частью с материалом. В направляющей предусмотрена доска (откидная), которая держит электроинструмент в нужном положении к материалу.
Очень часто при работе с деревом фрезеруют материал против волокон, в результате чего появляются сколы. Для уменьшения этого явления используют дополнение, которое прижимает дерево в месте входа фрезы, что не даёт ей отщепиться. Приспособление состоит из двух направляющих, соединённых под углом в 90°. А другая разновидность собирается из двух деталей в форме буквы L, которые крепятся к материалу с помощью фиксаторов. Его часто используют для вырезания пазов.
Копировальная втулка ходит по краю шаблона и тем самым задаёт лезвию нужное направление. Дополнение крепится к нижней части инструмента с помощью винтов или специальных усиков. Пользоваться копировальной втулкой для фрезера довольно просто, но нужно чтобы размер режущего лезвия и кольца был одинаковым, а во время работы они не должны соприкасаться.
Шаблон фиксируется на материале с помощью скотча или струбцин. Кольца должны плотно лежать на заготовке. С помощью этого приспособления округляют углы деталей и вырезают кромку. Для повышения удобства на шаблоны устанавливают подшипники или кольца. Но существует несколько условий: их диаметр должен совпадать или дополнительно нужно установить ограничитель, который будет держать шаблон на расстоянии от заготовки. А для фигурного фрезерования применяют гибкие шаблоны.
Перед тем как сделать шаблон для фрезера, нужно определиться с пазами, которые он будет вырезать. Для его изготовления лучше всего применять оргалит толщиной не менее 6 мм. А чтобы увеличить долговечность, используют берёзу: она обладает лучшими характеристиками.
Фрезерование с помощью шаблонов часто используется установщиками мебели, когда требуется вырезка большого количества отверстий и пазов. Это позволяет значительно сократить время монтажа, а также увеличить качество работы.
Для получения хорошего результата от использования шаблона нужно учитывать несколько моментов:
- Перед выставляется на полную глубину.
- Максимально точное смещение деталей может быть достигнуто с помощью двух дополнительных стержней.
- Шиповые детали, выполненные с помощью шаблона, не требуют дополнительной фиксации клеем.
Для вырезания пазов в форме эллипса или круга применяют циркулярные приспособления. Простой циркуль для фрезера можно сделать из штанги, конец которой соединяется с основанием инструмента, а второй оснащается штифтом или винтом. Для получения круга штангу вставляют в отверстие, которое служит центром, а потом по контуру формируется паз. Чтобы изменить диаметр круга, необходимо подвинуть инструмент ближе к другому концу. В более удобном варианте такого циркуля применяется две штанги вместо одной.
Такая оснастка достаточно распространена и часто идёт в комплекте с фрезером. С её помощью удобно вырезать фигурные пазы с разными радиусами. А когда требуется получить отверстия небольшого диаметра, применяют другую оснастку. Её особенностью является то, что штифт, который устанавливает в центр заготовки, располагается под инструментом.
Конструкция такого циркуля включает в себя:
- Основание, которое фиксируется на обрабатываемом материале с помощью винтов или вакуумных присосок.
- Две штанги.
- Два башмака, которые одеваются на направляющие.
- Кронштейн, соединяющий фрезер и приспособление.
С помощью отверстий в кронштейне опорная плита оснастки легко выставляется на одном уровне с инструментом. Если фрезеруется круг, то используют только один башмак, а для овала применяют оба. Вырезы, сделанные с помощью такого дополнения, отличаются более высоким качеством, чем если бы были выполнены ленточной пилой или лобзиком. Это происходит из-за особенностей инструмента, который вращается на очень большой скорости.
Домашний мастер часто сталкивался с необходимостью вырезания пазов для дверного замка или петель. Как правило, для этого использовалось долото и дрель. Но эту процедуру можно осуществить значительно быстрее и легче, если применять фрезер со специальной оснасткой. Такая конструкция позволяет легко создавать пазы на узких поверхностях и представляет собой плоскую основу, крепящуюся на инструмент. А также дополнительно устанавливаются два штыря, которые обеспечивают движение фрезы по прямой.
Основное требование к данной конструкции: штыри должны находится по центру обрабатываемого материала. Если это условие было соблюдено, то паз будет находиться строго посередине. Чтобы сместить направление обработки, достаточно одеть втулку необходимого размера на один из штырей. При использовании такой насадки необходимо следить, чтобы её края плотно прижимались к бокам в процессе обработки.
Если нужно вырезать паз на узкой поверхности, а необходимой оснастки нет, то эта проблема решается при помощи двух досок. Они крепятся с обеих сторон изделия в одну плоскость. А сам электроинструмент фиксируется параллельным упором.
Применение такой насадки для фрезера под дверные петли позволяет:
- Сделать максимально точную выемку не затратив много усилий.
- Минимизировать возможность появления ошибки, вероятность которой очень высока без использования шаблона.
Многие мастера изготавливают оснастки для фрезера исходя из своих потребностей, так как ассортимент серийных аналогов довольно ограничен. Одним из таких устройств является дополнение для вырезания на вращающихся телах. При помощи такого дополнения можно сделать вырез на столбах и других изделиях похожей формы.
Конструкция такой оснастки состоит из:
- Корпуса.
- Диска, которым выставляется угол поворота.
- Подвижной фрезерной каретки.
- Винтов, с помощью которых фиксируется материал.
- Стопорных винтов.
Если дополнительно установить привод, то можно не использовать токарный станок для обработки.
Шипорезка предназначена для вырезания на деталях соединения «шип-паз». Существует специальные оснастки, которые вырезают большинство типов шипов. В своей работе дополнение использует кольцо, которое перемещается по шаблону, тем самым обеспечивает движение инструмента в нужном направлении.
Перед изготовлением шаблона нужно определиться с пазами, для выреза которых он будет использоваться. При его изготовлении следует применять прочные материалы, стойкие к износу, так как со временем они стачиваются и точность деталей снижается. Хорошо зарекомендовало себя использование текстолита и многослойной фанеры.
Для получения хорошего результата при работе с деревом следует придерживаться правил техники безопасности. Необходимо удостовериться:
- Фреза закреплена в цанге.
- Дополнительное приспособление соответствует мощности электроинструмента.
- При использовании кромочного фрезера необходимо удостовериться, что подшипник или направляющее кольцо установлено.
- Выставлена правильная глубина врезки (при использовании погружного устройства, это можно посмотреть на специальном ограничителе).
- Обрабатываемая деталь должна иметь опору.
- Для сокращения количества пыли при работе используйте пылесос.
Применение насадкок, специально разработанных под обрабатываемый материал, позволяет значительно улучшить результат. А в зависимости от угла их использования получается разный рез. Опытные мастера часто самостоятельно изготавливают такие насадки. Для этого режущую кромку затачивают под необходимым углом. Но если нет желания тратить время на самодельные фрезы, то их вполне можно купить, ассортимент в магазинах довольно широк.
Приспособления для фрезера по дереву своими руками изготовить довольно легко, а польза от них большая. Такой вариант подойдёт для тех, кто не желает много тратить при покупке инструмента или когда нет нужного оборудования в продаже. А применение фрезера с мебельными шаблонами значительно сокращает время на сборку, а также повышает качество работы и не даёт ошибиться.
В этом видеоуроке показано, как сделать фрезу из сверла, анализируются отличия двух инструментов, достоинства и недостатки каждого из них. Результат повторяемости этого метода своими руками очень хороший, но от полученного изделия не ждите каких-то сверхъестественных способностей, все же твердосплавная спиральная фреза гораздо лучше. Хотя с другой стороны сверло стоит 20 руб. Фреза восьмерка около полутора тысяч. Поэтому решать вам. Дело мастера показать, как это сделать проще.
В этом китайском магазине вещи для мастеров.
Начать нужно с маркера. Прежде всего будем точить две одинаковые спирали, и чтобы не ошибиться, нужно одна спираль пометить маркером. Нужно понять, какие действия надо произвести и какой результат нужен. Рассмотрим, какое сечение в срезе. Они делаются из цилиндра, одинаковые у них выемки, которые обеспечивает наличие режущей кромки. У сверла возле нее полочка. Это цилиндрическая часть, которая присутствует у любого такого инструмента. Дальше идет ступенька и цилиндрическая часть.
Если рассмотреть фрезу, то максимальный диаметр у нее только в одной точке. Это режущая кромка. Дальше в любой точке в сечении радиус или диаметр меньше.
Кстати, посмотрите видео о этого мастера.
Для чего нужна затыловка?
Воздушные потоки, которые проходят, лучше охлаждают фрезу. Если мы возьмем цилиндрическое отверстие, в котором происходит вращение, то здесь происходит движение воздуха, рабочая поверхность лучше охлаждается. Во-вторых режущая кромка. Здесь резанию не препятствует ничего, у нас только одна точка касания. Вихревые потоки способствуют удалению стружки.
Если мы берем сверло и стачиваем вдоль по спирали, за один проход мы снимаем слои, пока не дойдем до нужного профиля. Мелкими полосками мы снимаем и делаем затыловку. Она должна быть обязательно на одной грани и на другой.
Рассмотрим станок. Он бытовой, но подходит очень хорошо для заточки фрез. Здесь сверло приходится держать под определенным углом и в данном случае ему ничего не мешает. В других станках эта щека отстоит дальше от камня, там совсем полого расположить к камню не получается.
Как происходит нарезка спиральных канавок для затыловки
Если приложим сверло, положим его так, чтобы оно касалась двумя точками на это ребро. Мы можем видеть, в какой точке нарезки происходит касание камня. Если меняем угол на более пологий, то точка касания смещается к режущей кромке. Не следует сразу приближаться к ней. Нужно как можно полого задать положение сверла. Так же в зависимости от наклона. При горизонтальном расположении происходит затыловка задней части.
Затачивать будем следующим образом. Будем прижимать сверло пальцем и протаскивать, прижимать и протаскивать. Но поскольку кромка затачивается, а пальцем прижимаем, она режет палец. Намотайте пластырь или изоленту, что защитит пальцы.
Для чего одна канавка черная, одна белая? Сначала протачиваем белую канавку, потом под тем же углом черную. Это обеспечит равномерное снятие граней. Потом задаем угол, опять протачиваем белую канавку. Дальше – черную.
При вращении сверла, на сколько хватает длины пальцев, не следует стремиться к тому, чтобы заточить все режущую кромку. Все равно рабочей длиной работать не сможете. Кроме того, оно ослабнет и получившаяся фреза будет очень мягкая, она будет петь, вибрировать. При этом она из-за дребезга начинает выхватывать материал.
Продолжение на видео канала с 8 минуты.
Любой, кто более-менее серьезно работает по дереву, рано или поздно приходит к выводу, что получить высококачественное изделие без фрезеровки невозможно. Но за приличный бытовой фрезерный станок для обработки древесины придется выложить вряд ли менее 20 тыс. руб. Окупятся ли такие затраты и когда? Будет ли и насколько выбранный агрегат приспособлен для наиболее употребительным вами фрезеровочных операций? Решить такие вопросы умозрительно чрезвычайно сложно и далеко не всегда возможно. Выход – сделать фрезерный станок по дереву своими руками. Это по меньшей мере даст возможность точно понять, что может тот или иной станок и что вы на нем можете. Возможно, и потребность в покупке отпадет – самоделка, изготовленная для себя, придется по рукам на годы. Материал настоящей статьи призван привести читателя именно к такому повороту событий.
Какой делать?
Для обработки материалов используются десятки различных фрезеровочных операций и не менее десятка разновидностей станков для них. В домашних условиях далеко не все их конструкции повторимы начинающими и средней руки мастерами. 2-х и 3-х координатные станки с ЧПУ (2D и 3D фрезеры по дереву) в этой статье не рассматриваются. Сделать 2D или 3D фрезер самостоятельно возможно (поз. 1 на рис. ниже), но уже имея достаточно большой опыт работы на простом станке, значительный объем заказов и настоятельную потребность в резком увеличении производительности труда. Заодно придется освоить программирование микроконтроллеров, т.к. готовые образцы рассчитаны на станок вполне определенной конструкции; немалыми будут также затраты на шаговые двигатели и прецизионные детали привода.
Для начала, у себя дома, можно изготовить самодельный фрезерный станок какой-либо из след. разновидностей:
- Горизонтальный (поз. 2 на рис.).
- Вертикальный (поз. 3).
- Плоскокопировальный с пантографом (2D дупликарвер, поз. 4).
- Станок для объемного копирования (3D дупликарвер, поз. 5).
Инструмент…
Выбор станка того или иного типа определяется, конечно, наиболее употребимыми мастером рабочими операциями. Чтобы конкретизировать их номенклатуру, нужно сначала определиться, какие рабочие органы (фрезы) вам наиболее понадобятся. Большинство из них применимы и в горизонтальном, и в вертикальном станке.
Насадными фрезами (поз. 1 на рис.) обрабатывают преим. прямые кромки досок: вырезают пазы и гребни (в т.ч. фасонные) во всю длину, наводят калёвку (фасонную фаску). Шпиндельный узел станка под насадные фрезы (см. далее) конструктивно наиболее прост; его детали способен выточить токарь 3-го разряда. Потребная мощность привода на глубину обработки до 60 мм от 1,5 кВт. Качество материала практически любое, начиная от сырого прямо из-под пилорамы с лесопилки. Наиболее пригоден под насадные фрезы вертикальный фрезер по дереву, см. напр. ниже видео в 4-х частях:
Видео: самодельный фрезерный станок по дереву с насадными фрезами
Фрез с цилиндрическим хвостовиком (посадочных, посадных) гораздо больше разновидностей, т.к. их функциональные возможности шире. Но для такой фрезы нужно будет выточить шпиндельную насадку с конусом Морзе под зажимной патрон; возможно также применение готовых шпиндельных узлов от сверлильного станка.
Торцевые фрезы, напр. фреза Форстнера (поз. 2 на рис. выше) – специализированный инструмент; ими выбирают круглые лунки с плоским дном в тонких досках с декоративным покрытием, которое нельзя портить. Вам приходилось навешивать дверцы на мебель? Лунки под их петли выбраны именно фрезой Форстнера. Качество материала – не хуже прямослойной древесины 1-го сорта камерной сушки. Потребная мощность привода от 150 Вт. Работают торцевыми фрезами только на вертикальном станке или, при определенном навыке, вручную.
Примечание: выбрать фрезой Форстнера в шуруповерте на 170 Вт лунки D32 под дверные петли в мебельной ЛДСП толщиной 16 мм вполне реально, сам делал.
Концевую (пальцевую) фрезу, поз. 3, можно заправлять и в горизонтальный, и в вертикальный шпиндель. Концевыми фрезами выбирают глухие пазы (не во всю длину доски) и вырезают шипы для столярных соединений шип-паз. Работать концевой фрезой удобнее на горизонтальном станке. На вертикальном ею можно на пластях досок и брусьев выбирать длинные пазы (канавки) прямоугольного профиля. Конические концевые фрезы (поз. 4) также специализированный инструмент для подготовки деталей к соединению в ласточкин хвост. Работают коническими концевыми фрезами только на вертикальном станке. Для тех и других потребная мощность привода на глубину обработки до 80-100 мм от 1 кВт. Качество материала – от деловой древесины 2-го сорта воздушной сушки (с лесобиржи).
Концевые фасонные (фигурные) фрезы, поз. 5, также специализированный, но весьма востребованный инструмент. Ими наводят калёвку (в т.ч. на криволинейные кромки) и выбирают в пластях досок фасонные канавки (декоративные пазы) любой конфигурации. Мощность привода от 1,2-1,5 кВт; требования к качеству материала такие же, как для торцевых фрез. Для обработки кромок фасонную фрезу можно заправлять как в горизонтальный, так и в вертикальный шпиндель; для работы по пластям только в вертикальный.
Шарошечными фрезами (борфрезами, поз. 6) также можно выбирать фасонные канавки и наводить калёвку как на горизонтальном, так и на вертикальном станке, но вообще-то они специальный инструмент для копировальных фрезерных станков. Требования к качеству материала высокие, как для торцевых фрез, но мощность привода в копире может быть от 250-300 Вт.
И, наконец, циркульной фрезой (поз. 7) в вертикальном фрезерном или сверлильном станке вырезают круглые отверстия большого диаметра практически в любом не чрезмерно толстом материале (в т.ч. в листовом металле). Потребная мощность привода на отверстие D200 в дубовой доске толщиной 60 мм ок. 2-2,5 кВт.
…и его подача
Фрезерование может производиться двумя способами: встречным и попутным, см. рис. ниже. Что касается дерева, то обычную прямослойную древесину (особенно – не весьма высокого качества воздушной сушки) фрезеруют только попутно, иначе фреза очень даже может расщепить и/или разлохматить заготовку. Но в таком при чрезмерной скорости подачи случае немала вероятность увода заготовки фрезой и порчи профиля обработки. Удаление пыли, опилок и стружки из рабочей зоны (а это серьезная проблема) на вертикально-фрезерном станке при попутном фрезеровании затруднено, т.к. пылеулавливатель (см. далее) приходится ставить в поле зрения перед фрезой и он заслоняет рабочую зону.
Примечание: на горизонтальном фрезерном станке проблем с удалением отходов обработки при попутном фрезеровании нет, т.к. пыль (опилки) тогда летят вниз, а раструб пылеулавливателя можно расположить прямо на плите станка (см. поз. 2 на рис. в начале и далее).
Встречное фрезерование дает лучшую точность и чистоту обработки, но только на достаточно качественных и однородных материалах. Из древесных – на твердой мелкослойной древесине камерной сушки. Удаление отходов обработки на вертикальном фрезерном станке при этом облегчается, но на горизонтальном затруднено – пыль и опилки летят вверх. Увод заготовки практически невероятен, но зато появляется опасность ее закусывания фрезой. Поведенный профиль довольно часто можно доработать; закушенная и надломленная заготовка безусловный брак.
Мотор
Исходя из вышеизложенного, фрезерный станок своими руками оптимально делать с приводом мощностью 1,5-2 кВт. Причина – моторы до такой мощности выпускаются в т.ч. асинхронные с конденсаторным пуском на напряжение 220 В 50 Гц. Их можно включать в обычную бытовую розетку, а переключение направления вращения детская задача для электрика-любителя; скорость вращения – 700-2850 об/мин, что подходит для фрезеровки. Возможно также применение электродвигателя того же типа от стиральной машины; в таком случае появляется возможность переключения скорости вращения (в асинхронных моторах стиралок для этого есть разные обмотки). Мотор на 2 кВт обеспечит глубину обработки до 80-100 мм; если же требуется большая, придется ставить в станок трехфазный мотор на 380 В 50 Гц от 3 кВт, см. напр. ролик:
Видео: самодельный вертикально-фрезерный станок по дереву
Примечание: коллекторные электродвигатели на 1,5-2 кВт 220 В 50/60 Гц (напр. от другой стиралки или пылесоса) для привода фрезерного станка мало пригодны – вследствие их чрезмерно мягкой внешней характеристики фреза при неидеальной ручной подаче заготовки может застревать в дереве, рвать и лохматить его (если сыроватое).
Какой лучше фрезер по дереву
Теперь мы знаем достаточно, чтобы выбрать горизонтальное или вертикальное расположение оси вращения шпинделя станка. Сравнительные эксплуатационные характеристики горизонтального и вертикального фрезерных станков по дереву сведены в табл:
Горизонтальный или вертикальный?
Из данных табл. следует, что горизонтальный фрезер по дереву имеет смысл делать самостоятельно, если вы столкнулись с необходимостью массовой несложной обработки пиломатериалов из сырья невысокого качества. Не обязательно на продажу; возможно, для обшивки деревянным сайдингом или вагонкой своего дома. Экономия выйдет такой, что впору покупать фирменный фрезер, да у нормального застройщика лишних денег не бывает. Или, допустим, все-таки на продажу, если вы ИП с пилорамой и циркуляркой. Сравните рыночные цены на необрезную и шпунтованную доску, подсчитайте рентабельность – стоит ли игра свеч?
Детали для самого сложного модуля горизонтального фрезера по дереву – шпиндельного узла – сделает любой токарь-умелец аналогично тому же узлу циркулярной пилы; конструктивно они одинаковы (чертежи см. на рис; красным выделены подшипники скольжения).
Тумба, пылеулавливатель и опорная плита такие же, как для вертикального станка (см. далее). Плита даже проще – не нужен вырез для подвеса мотора с виброгашением. Собственные вибрации горизонтального фрезера на порядок меньше, чем вертикального. Передача с мотора на шпиндель еще их уменьшает, а шкивы или звездочки для нее отыщутся в собственном хламе или на железном базаре. Во вполне приличный горизонтальный фрезерный станок по дереву можно переделать и наличную циркулярную пилу, см. напр. видео:
Видео: фрезерный станок из циркулярки / фуговального станка
Делаем вертикальный
Вертикальный фрезерный станок по дереву имеет много большие функциональные возможности и обеспечивает лучшее качество обработки материала, чем горизонтальный. Именно вертикальные фрезеры и строят более всего любители-самодельщики. Однако проблема борьбы с вибрациями в вертикальном фрезерном станке стоит много острее. Если в горизонтальном фрезере вибрации через подошву шпиндельного узла отдаются преим. вниз и эффективно гасятся, переотражаясь в толще материала, то в вертикальном станке волны упругости в плите станка распространяются в основном в стороны. При этом возможна их инерференция и возникновение стоячих волн с пучностями (фокусами) такой величины, что заготовку отбрасывает от фрезы. Поэтому одна из основных задач конструирования самодельного вертикального фрезера – подавление вибраций станка.
Конструктивная схема
Наименее подвержены вибрации вертикальные фрезерные станки с нижним приводом свободной (закрепленной только снизу) фрезы. Рабочий орган насаживается непосредственно на вал мотора. Весь привод выполняется по возможности виброустойчивым. Под воздействием биений фрезы на неоднородностях заготовки привод шатается, покачиваясь. При этом в волнах упругости появляется заметная поперечная (вертикальная) составляющая, эффективно поглощаемая станиной, а тяжелый мотор с массивным быстро вращающимся ротором играют роль инерционного поглотителя механических колебаний.
Устройство промышленного и самодельного домашнего вертикальных фрезерных станков по дереву показано на рис.:
Основное их отличие в откидном (подъемном) упоре 7. Поскольку в любительских конструкциях приводы на 5 кВт и более с высокопроизводительными фрезами не применяются, откидной упор заменяется подъемным, предотвращающим выдавливание заготовки вверх от фрезы. Также для любительского станка вытачивается на заказ насадка-переходник с конусом Морзе на вал мотора такая же, как для самодельного сверлильного станка. На конус устанавливается стандартный зажимной патрон под цилиндрический хвостовик. В таком исполнении возможно использование также и насадных фрез: переходники к ним с цилиндрическим хвостовиком есть в продаже или входят в комплект фрез. Самые ответственные конструктивные узлы такого станка это:
- Опорная плита – основной гаситель продольных (горизонтальных) волн упругости в станке;
- Ввиброгасящая плата привода;
- Гребенчатые упоры (упор) – гасят вертикальные вибрации заготовки;
- Статический боковой упор – обеспечивает правильную подачу заготовки, а в самодельном станке еще и некоторую регулировку выхода фрезы (глубины обработки по горизонтали);
- Пылеулавливатель – отводит отходы обработки в пылесборник.
Последнее при фрезеровании совершенно необходимо, т.к. древесной пыли, опилок и стружки фреза дает в несколько раз больше, чем образуется их при распиловке. Опорная плита чаще всего выполняется заодно с виброгасящим подвесом привода. Тумба (станина) может быть любой, лишь бы плита с остальными частями вниз не грохнулись.
Плита и подвес привода
Окно (проем) для подвеса привода с плите станка чаще всего вырезают квадратный (см. рис. справа), так дома проще. Но станок в работе будет дрожать много меньше, если окно для привода выполнить круглым. В любом случае мотор не должен непосредственно касаться плиты (снова см. рис. справа), иначе вместо гашения вибраций получится их усиление.
Лучшие материалы для плиты и платы привода – волокнисто-слоистые пластики: текстолит, стеклотекстолит толщиной от 12-15 мм; чем толще, тем лучше. Оргалит и др. массивные пластики подходят меньше: они хорошо гасят вибрации, но со временем от нагрева мотором коробятся и станок теряет точность. Гетинакс и пр. термореактивные слоистые пластики непригодны: они от вибраций очень скоро расслаиваются.
Однако делать всю плиту цельной и нельзя, и нецелесообразно: сложно, дорого, вибрации самого привода будут беспрепятственно передаваться плите. Из пластика нужно сделать только плату мотора, а плиту – из пропитанной вибропоглощающим составом и переклеенной фанеры, причем сгодится низкосортная строительная и упаковочная. Переклеивать плиту нужно не менее чем из 5-ти листов так, чтобы волокна наружных слоев соседних были ориентированы взаимно перпендикулярно.
Схема раскроя стандартного листа фанеры 1550х1550х4 мм на листы для опорной плиты фрезерного станка по дереву дана слева на рис. Листы для плиты горизонтального фрезера выкраиваются без окон под мотор, но с раструбом пылеулавливателя (см. выше и далее). Размер плиты до 750х500 мм. Облой по 50 мм по контуру листа нужен, чтобы отсечь некачественный материал по краям.
Лист вначале 2-3 раза с каждой стороны обильно пропитывают строительным экогрунтом (водно-полимерной эмульсией), он отлично гасит вибрации. Интервал между пропитками не менее 3,5 час. Затем лист раскраивают, на полу расстилают пластиковую пленку (не ПВХ, приклеится!). Лист №1 кладут на пленку и кистью (лучше – «лохматым» малярным валиком) наносят на него тонкий ровный слой монтажного (усиленного) ПВА; такой же слой – на смежную сторону листа №2. Кисть (валик и его лоток) немедленно по нанесении клея бросают в ведро с водой, а по окончании всей поклейки промывают в воде.
Листы перед складыванием выдерживают 15-20 мин (или по инструкции на упаковке клея), складывают и поправляют, не разнимая, чтобы точно сошлись края окна привода. Затем таким же образом приклеивают листы №№3, 4 и 5. Весь пакет накрывают пленкой и нагружают по всей площади рассредоточенным грузом от 30-40 кг (лучше всего – навалить побольше книг или подшивок журналов). Сушат не менее 3-х суток при комнатной температуре: монтажный ПВА прочен, его клеевой слой вязок и отлично поглощает вибрации, но сохнет до полной прочности долго.
Конструкция подвеса мотора показана в разрезе справа на рис. Между платой мотора и плитой станка нужно оставить зазор в 0,5-1 мм. Вычищать из него опилки не надо: они будут дополнительной боковой виброгасящей подушкой. Мотор желательно подыскать с крепежными лапами, выступающими за габарит корпуса: тогда можно будет устанавливать (не оперативно) вынос фрезы вверх. Для установки фрезы по высоте крепежные винты мотора берут длинные, а самый вынос выставляют, надевая на них, между резиновой подушкой подвеса и корпусом мотора, стальные шайбы поочередно с прокладками из той же камерной грузовой авторезины.
Проверяется плита с подвесом на качество изготовления карандашом. Если его поставить торчмя в 5 см от края платы подвеса, то при включенном двигателе на холостом ходу карандаш не должен падать.
Упор и пылеулавливатель
Чертеж простейшего, но хорошего статического бокового упора с раструбом пылеулавливателя см. на след. рис. Материал – переклеенная фанера из того же листа. Отверстия под гребенчатый и подъемный упоры насверливаются по 3-5 шт: первые в 50 мм от краев выреза под фрезу (прямоугольного); остальные через 25-30 мм. Положение упоров подбирается в зависимости от размеров заготовки и качества ее материала. Боковой вынос фрезы в небольших пределах регулируется поворотом упора и закреплением струбциной.
Пылесборник
Поскольку промышленной пневмосистемы с отбором воздуха дома не бывает, отсасывать фрезеровочную пыль приходится бытовым пылесосом. Если его подключить непосредственно к патрубку пылеулавливателя, нужный недешевый бытовой прибор скоро выйдет из строя. Дорогой хорошо чистящий пылесос с гидроулавливателем скорее всего, немедленно. Так что к самодельному фрезеру по дереву кроме пылеулавливателя необходим и пылесборник, через который и подключается пылесос.
Устройство пылесборника для фрезерного станка показано на рис. справа. Емкость – круглая в плане от 10-15 л (лучше от 20 л). Идеальный вариант – бытовое ведро с плотной крышкой, посаженной на уплотнитель и снабженной накидными защелками (то и другое вполне выполнимо своими руками).
Входной патрубок – диаметром ок. 20 мм (по внутри). Его конец скошен на 45 градусов и повернут на 20-30 градусов наружу; устанавливается в 15-20 мм от борта посудины (считая от наружного края патрубка). Вытяжной патрубок шире, ок. 30 мм по внутри; устанавливается точно по вертикальной оси емкости. Его отборной конец заужен до 15-20 мм (конусность не критична). Все вместе работает как циклон, и воздух в пылесос идет достаточно чистый, чтобы не испортить прибор.
Примечание: дополнительное преимущество пылесборника – пыль из него отличный наполнитель качественной шпаклевки по дереву. Для нее пыль замешивается на ПВА (3-4):1 по объему.
Гребенка
Чертеж гребенчатого упора фрезерного станка по дереву дан на след. рис. Материал – твердая упругая мелкослойная древесина (дуб, бук, орех) без дефектов – свилей, гнили, косослоя, сучков – толщиной 20 мм. Гребенок нужна пара, правая и левая, чтобы заготовку можно было подавать с любой стороны.
Первый по ходу заготовки зуб гребня (обратите внимание!) укорочен на 3 мм. Он непосредственно не контактирует с заготовкой, но служит отбойной пружиной для всего гребня. Без нее гребенка может защемиться не заготовке и поломаться.
Крепление гребенок к боковому упору – болтом с гайкой-барашком сквозь продольный паз (щелевое отверстие на рис.); фиксация нерабочей винтом-саморезом к тому же упору сквозь отверстие D7. В рабочее положение гребенку ставят так, чтобы она касалась заготовки всеми зубьями, кроме первого, и фиксируют барашком.
Делаем копировальный фрезер
Копирование по дереву фрезерованием заготовки дело очень тонкое. Принцип 2- и 3-координатного (2D и 3D) копирования одинаков: щупом копира обводят контур плоского образца (шаблона) или водят по поверхности объемного. Фреза фрезерующей головки точно повторяет движения щупа, снимая лишнее дерево с заготовки. Водить щупом нужно осторожно и не спеша, чутко чувствуя сопротивление материала: заготовка-то не из воздуха. Начинать осваивать копирование по дереву лучше с 2D. Таким способом уже возможно неплохо зарабатывать: плоские декоративные детали с наведенной на вертикальном фрезере калёвкой пользуются хорошим спросом, а делаются довольно быстро. Но и для 2D, и для 3D копирования понадобится специальная фрезерующая головка.Головка
Копировальные фрезерующие головки отдельно есть в продаже, но стоят дорого. Заменить фирменную головку можно дрелью без ударного механизма: «долбежные» дрели непригодны для копирования в силу конструктивных особенностей из шпиндельного узла. Для начала подойдет любая дрель или шуруповерт, но лучше приобрести инструмент повышенной точности. Такая дрель дороже обычной, но намного дешевле фрезеровочной головки, а по качеству работы ей не уступает. Распознать точную дрель просто по виду: на шейке ее корпуса – металлический воротник для установки в станину сверлильного станка под дрель.
2D
Для 2D копирования по дереву применяются станки с пантографом, настольным и навесным. Настольный станок-пантограф сделать своими руками проще, но точности копирования лучше 1 мм добиться будет трудно. На станке с навесным пантографом можно буквально рисовать и оставлять автографы на заготовке.
Устройство 2D копировально-фрезерных станков по дереву показано на рис: слева настольного; справа с навесным пантографом. Последний в сущности гравировальный станок. Щуп там и там игольчатый с радиусом закругления конца ок. 0,5 мм (в гравировальном до 0,1 мм и менее). Фреза шарошечная коническая; установкой ее на разный вынос в патроне головки регулируются ширина и глубина выбираемой канавки.
Нужен ли масштаб?
Рисовальные и чертежные пантографы делают масштабирующими (см. рис.). Копирование по дереву производят как правило в масштабе 1:1. Дело в том, что вследствие сопротивления материала погрешность копирования по дереву сильно увеличивается из-за люфтов в шарнирах; профессиональный гравировальный станок сложный прецизионный дорогостоящий агрегат. Но если копировальный пантограф настроен на масштаб 1:1, наблюдается интересное явление: биения в шарнирах как бы компенсируют друг друга, и общая погрешность из-за люфтов возрастает незначительно.
3D
3-координатные фрезерно-копировальные станки (дупликарверы) довольно активно расходятся на рынке инструментов несмотря на высокие цены. На дупликарвере можно делать по объемному образцу (не обязательно деревянному; напр., по лепному) его копии, на взгляд среднего потребителя не уступающие оригиналу по художественным достоинствам.
Устройство фабричного дупликарвера показано слева на рис. Его копир (фрезер + щуп) имеют 4 степени свободы: качаются вверх-вниз, вперед-назад, поворачиваются в вертикальной плоскости перемещаются вправо-влево. Без «лишней» степени свободы по сравнению с числом геометрических измерений копируемой фигуры можно было бы обойтись, если бы перемещения копира по всем трем осям были прямолинейны (как в станках с ЧПУ), но это технически сложно и дорого. Те же степени свободы могут быть реализованы в иной кинематической схеме, применяемой в большинстве самодельных дупликарверов (в центре на рис.).
Опытные копировщики работают цилиндрическими щупом и шарошкой. Шаблон при этом обводят самым краешком щупа (кольцевой гранью его нижнего торца); рабочей оказывается и соотв. грань фрезы. Образец и заготовку закрепляют в точно одинаковом положении на совершенно одинаковых подставках. Их в процессе работы приходится класть на бок и переворачивать вверх ногами, каждый раз фиксируя подставки в точно определенном положении относительно друг друга. Таким образом действительно возможно точно скопировать фигуру сложности как слева на рис.
Начинающим копировщикам лучше учиться делу на менее сложных образцах, применяя сферические щуп и шарошку, справа на рис. Щуп нужно точить на заказ. «Микронной» точности не требуется; вместо сферы на конце щупа может висеть капля. Но наконечник щупа нужно дома зашкурить мелкой наждачкой и отполировать войлоком или кожей со спиртом и пастой ГОИ. Диаметр фрезы берется равным поперечнику наконечника щупа, иначе контуры слева и справа (сверху и снизу) не сойдутся. Рукоять щупа также лучше точеная из дерева грушевидная; щупом из отвертки с ребристой пластиковой рукояткой «отдача» материала заготовки чувствуется гораздо хуже.
Ошибки в конструкции
Основных ошибок в конструкциях самодельных дупликарверов три. Первая – недостаточное уравновешивание механизма. Копир в пределах рабочей зоны должен перемещаться легко и замирать с том положении, в котором его оставили. Вторая – копир на штанге вместо П-образной рамы, поз. А на рис. Жесткость на кручение штанги на порядок(ки) меньше, чем рамы; соотв. растет и погрешность копирования. Третья – «висячая» горизонтальная штанга копира, поз. Б; здесь сказывается уже недостаточная жесткость свободной с одного конца штанги на изгиб.
1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Работа с различными материалами требует использования качественного режущего инструмента. Большинство необходимых видов имеют стандартные параметры и свободно продается в магазинах, но некоторые образцы имеют специфические размеры или форму. Они не производятся или чрезвычайно редки. В большей степени вопрос касается фрез, имеющих множество вариантов профиля, разновидностей или типов конструкции.
Поиски нужного вида могут занять слишком много времени, поэтому иногда не находится иных вариантов, кроме как сделать фрезу в домашних условиях.
Как сделать фрезу
Фреза – общее название для обширной группы режущих инструментов. Различают два основных вида:
- по дереву;
- по металлу.
Существует множество типов конструкции фрез, используемых для выполнения разных технологических операций:
- Цельные.
- Составные (сборные).
- Концевые.
- Торцовые.
- Фасонные.
- Со сменными пластинами и другие.
Производство режущего инструмента является высокотехнологичным и требовательным к качеству материала процессом. Например, изготовление концевых фрез состоит из нескольких этапов:
- Токарная обработка заготовки (придание формы).
- Фрезеровка зубьев.
- Обработка режущих кромок (заточка и затылование).
- Термическая обработка материала (закалка, отпуск, иные операции, дающие в результате качественную структуру металла).
Для изготовления других разновидностей производятся подобные или иные операции, определяемые типом и конструкцией инструмента. Самодельные фрезы представляют собой лишь доработку готовых образцов.
Внимание! Технология изготовления режущего инструмента сложна и требует использования точного оборудования. В домашних условиях производство «с нуля» невозможно, доступна лишь обработка готового инструмента, изменение его формы или размера.
Необходимость применения того или иного вида, получения определенного профиля или размера режущего органа, заставляет решать вопрос самостоятельно. Рассмотрим, как сделать фрезу своими руками в домашних условиях.
Самодельные фрезы по дереву
Изготовление фрезы по дереву своими руками возможно при наличии соответствующей заготовки и станка, куда она будет устанавливаться. В домашних условиях обычно используются электродрель или ручной фрезерный станок. Наиболее доступный вариант – изменение формы обычного сверла по металлу, но могут применяться и другие способы.
Рассмотрим, как из сверла сделать фрезу по дереву. В зависимости от назначения инструмента, понадобится заготовка (сверло по металлу) определенного размера. Если планируется изготовление фасонной фрезы, то диаметр заготовки должен равняться максимальному диаметру конечного изделия. Изготовление состоит из двух этапов:
- Придание профиля.
- Создание хвостовика.
Обе операции требуют использования промышленного оборудования. Во всяком случае, для изготовления хвостовика потребуется участие токарного станка. Цанга ручного фрезера рассчитана на диаметр 8 мм (есть варианты на 6 и 7 мм). Поэтому для больших диаметров сверл перед созданием профиля следует подготовить хвостовик. Это позволит исключить биения, опасные при обработке древесины. Профиль проще всего придать методом шлифования. Предварительно следует изготовить шаблон, по которому надо постоянно проверять состояние профиля. Для работы понадобится шлифовальный станок (наждак), болгарка или отрезной круг, закрепленный в патроне электродрели.
Для создания сменных пластин для фрезерной головки используются либо готовые образцы, которым придается нужная форма, либо заготовки из качественного металла. Профиль придается путем шлифования на имеющемся под рукой станке.
Завершающей операцией является затылование. Это процесс установки определенного угла режущей кромки, обеспечивающего отсутствие контакта задней части кромки и детали.
Важно! Затылование – процесс довольно трудоемкий, но необходимый, только он придает фрезе способность нормально работать.
Фреза по металлу своими руками
Изготовление фрез по металлу в домашних условиях ограничивается перешлифовкой имеющихся инструментов, изменением профиля или диаметра режущей части. Более активное вмешательство потребует использования промышленного оборудования, так как понадобится выполнить сложные процедуры:
- Отпуск металла (процедура, обратная закалке).
- Станочная обработка, включающая придание формы, заточку, затылование).
- Закалка фрезы.
Качественное выполнение этих действий в домашних условиях практически невозможно. Кроме того, для работ подобного рода требуется немалая профессиональная подготовка и опыт, что имеется не у всех. Поэтому ограничиваются лишь доступными процедурами, предполагающими незначительное вмешательство в исходное состояние заготовки.
Изготовление режущего инструмента в домашних условиях требует наличия необходимого оборудования и подходящих заготовок. Кроме того, надо иметь навыки и опыт, иначе можно получить весьма опасное изделие, способное испортить обрабатываемую поверхность и навредить самому мастеру. Неподготовленному человеку производить такие работы не рекомендуется, лучше обратиться за помощью к специалисту.
Вопрос о том, как может быть изготовлена фреза по дереву своими руками, волнует не только домашних мастеров, которые самостоятельно занимаются плотницкими работами и моделированием, но и профессиональных отделочников. И главное тут не только в желании сэкономить, а в том, что серийные инструменты для обработки дерева, которые сегодня несложно приобрести в специализированных магазинах или на строительных рынках, часто не имеют требуемую конфигурацию рабочей части. Именно поэтому специалистам и домашним мастерам, применяющим такой инструмент, приходиться дорабатывать его серийные модели или изготавливать его с нуля, используя для этого стальные заготовки цилиндрической формы.
Самодельная фреза имеет ограничения по материалам, которые могут быть обработаны с ее помощью. Изготовление фрез для собственных нужд, как правило, связано с работой со сталью мягких сортов. Именно поэтому такой самодельный инструмент способен достаточно эффективно резать дерево, но при обработке более твердых материалов быстро затупляется.
Для того чтобы изготовить свой фрезерный инструмент, мастера используют обрезки стальных прутков или арматуры. Если в качестве заготовки применяться арматура, то ее ребристую поверхность выравнивают при помощи токарного станка.
Технология изготовления самодельной фрезы по дереву из такой заготовки заключается в следующем:
- На той части цилиндрической заготовки, где будет формироваться режущая часть самодельного инструмента, срезается половина диаметра.
- Между частями заготовки с разными диаметрами формируется плавный переход.
- С обработанного участка заготовки снимается еще четверть диаметра, с необработанной частью прутка такой участок заготовки также соединяют плавным переходом.
- Обработанной части заготовки придается прямоугольная форма, для чего срезается ее нижняя часть. Толщина той части заготовки, на которой будет сформирована рабочая часть инструмента для обработки дерева, должна составлять 2–5 мм.
Самодельная фреза может быть использована для обработки дерева, при этом ее внутренний угол должен совпадать с центром вращения.
Чтобы фреза по дереву, изготовленная своими руками, могла быть использована для выполнения эффективной обработки, при ее изготовлении надо придерживаться следующих рекомендаций.
- Режущую кромку нужно затачивать под углом 7–10°. Если сделать ее более острой, то она будет слабо держать заточку и обладать низкими режущими свойствами.
- Для придания режущей части инструмента требуемой конфигурации используются надфили с алмазным напылением или угловые шлифовальные машинки с дисками, специально предназначенными для выполнения работ по металлу.
- Если самодельная фреза по дереву должна отличаться сложной конфигурацией, то допускается выполнять ее загиб или расплющивание.
При небольшой толщине режущей части фрезерный инструмент, сделанный своими руками, имеет достаточно невысокий рабочий ресурс. Чтобы несколько увеличить срок эксплуатации такой фрезы по дереву, угол на нижней части инструмента, расположенный напротив его режущей кромки, можно немного закруглить.
Самодельная фреза не может сразу справиться с большим объемом древесины, снимаемой с поверхности обрабатываемого изделия, поэтому обработку выполняют за несколько заходов.
Фрезы конусной конфигурации
Фрезы по дереву, рабочая часть которых имеет конусную конфигурацию, используются для обработки поверхностей сложного рельефа. В частности, при помощи таких фрез выполняется финишная обработка пазов в элементах мебельных конструкций. Для изготовления подобных фрез по дереву в производственных условиях применяются заготовки сложной формы, которые проблематично обрабатывать в домашних условиях. Такая фреза своими руками может быть изготовлена из сверла, рабочей части которого придается требуемая конфигурация.
За счет того, что самодельная фреза по дереву используется для обработки достаточно мягкого материала за несколько заходов, дополнительно упрочнять структуру материала, из которого изготовлен такой инструмент, нет необходимости.
Типы самодельных фрез для обработки древесины
Конусные фрезы, обработка при помощи которых осуществляется на средних и высоких оборотах, используются для того, чтобы снимать лишний слой дерева с торцевых элементов заготовки. Оптимальным вариантом самостоятельного изготовления инструмента данного типа является фреза из сверла.Такая фреза из сверла изготавливается в домашних условиях следующим образом: инструмент обрезается ближе к его хвостовику (от половины до четверти его длины), затем каждая режущая кромка обрезанного сверла стачивается на величину 1/2 – 1/3 его диаметра. Если режущие кромки сточить на большую величину, то не только оголится его тело, но он также утратит свои режущие свойства. Восстановить своими руками режущие кромки самодельных фрез по дереву, которые имеют спиралевидную форму, сложно.
Фреза по дереву торцевого типа может быть изготовлена и из тонкостенной трубки. Как сделать фрезу из такой заготовки? Следует придерживаться следующих рекомендаций.
- В качестве заготовки берется отрезок трубы, длина которого составляет 15–20 см.
- Со стороны будущей режущей кромки (на расстоянии 2–3 см от нее) с двух сторон трубы выполняются проточки овальной формы.
- Будущей режущей части фрезы по дереву придается конусная форма, ее стачивают под углом 2–3°.
- Зажав заготовку в тисках, на ее торцевой части выполняют крестообразный надрез, для чего используется угловая шлифовальная машина.
- Со стороны режущей части на заготовке прорезаются пазы – вплоть до овальных отверстий.
Загрузка...
