Фрезерный станок по дереву, его характеристики. как выбрать инструмент

Устройство оборудования

Профессиональный фрезеровочный станок по дереву разработан по очень современным кинематическим схемам. Он оборудован непростыми механическими соединениями и очень современной электроникой. Важными элементами данных устройств считаются:

• мощная станина;
• специализированный стол, который именуется фрезерным;
• суппорт;
• шпиндель, имеющий специализированную форму;
• перемещение заготовок вдоль станка выполняется при помощи специализированных салазок;
• панель запуска шпинделя;
• система регулировок управления;
• набор инструмента для резки.

Некоторые изготовители собственный станок фрезерный по дереву 220 В укомплектовывают добавочной кареткой. Она воплощает фрезеровальный станок в аппарат с расширенными возможностями. На нём воплощена возможность делать обработку деталей под самым разным углом

Станина такого агрегата сделана из толстого куска стали или чугуна. Благодаря собственной массе она придаёт станку очень высокую стойкость. Она дает возможность потушить колебания во время работы.

На суппорт фиксируется специализированный вал. Его верхняя часть подымается над столом через специализированное отверстие. Во всех агрегатах предусматривается возможность регулировки высоты поднятия вала. Сверху поставлен вставной шпиндель с режущим инструментом. Заводской фрезер по дереву — это аппарат, способный исполнять очень много операций. Этого добиваются в силу использования разного инструмента для резки. Главными видами оснастки считаются: режущий диск, нож, фрезы разной формы.

Для проведения фрезеровки строго по прямой линии используют специализированную направляющую рейку. Благодаря специализированному узлу крепления её можно перемещать на нужную длину. Большая скорость вращения шпинделя значительно делает лучше качество обработки.

Современные профессиональные станки оборудуются промышленными сильными пылесосами. Они дают возможность создавать? уютные условия в период выполнения работ. Благодаря мощной системе всасывания убирается пыль от строительных работ.

Виды и конструкционные особенности

Принцип работы любого фрезерного станка состоит в том, чтобы при помощи набора фрез проводить профильную и плоскую обработку твёрдых материалов: искусственного камня, дерева, полимеров. Фрезы при этом могут быть самых разнообразных видов, начиная от дисковых, и заканчивая фасонными. С их помощью можно выполнить деталь практически любой формы.

Большинство домашних мастеров предпочитает использовать в своей деятельности ручной фрезерный станок по дереву

Такой же аппарат, как фрезерный станок с ЧПУ по дереву, может самостоятельно выточить любую заданную деталь без участия в этом деле человека. Однако такие станки дороги, и приобретать их для домашнего использования в принципе нецелесообразно.

Что же касается других видов подобного оборудования, то из них можно выделить:

• ручной фрезеровочный агрегат;
• бытовой настольный фрезеровочный агрегат;
• вертикально-фрезерный станок;
• агрегат копировально-фрезерный.

Большинство домашних мастеров предпочитает использовать в своей деятельности ручной фрезерный станок по дереву, так как им удобно работать при выезде на различные объекты или в мини-мастерских. При этом стоит отметить, что большие партии древесины с его помощью обрабатывать очень неудобно, но при этом такой станок очень прост в устройстве и обслуживании, а также высокомобилен.

Бытовой настольный фрезеровочный агрегат более мощный, легко монтируется на любой ровной вертикальной поверхности и оборудован рабочим столом

Кроме того, домашнему мастеру может весьма пригодится и такое устройство, как бытовой настольный фрезеровочный агрегат. Он более мощный, легко монтируется на любой ровной вертикальной поверхности и оборудован рабочим столом, имеющим небольшую площадь. Данное устройство очень подходит для вытачивания мелких поделок из древесины, разнообразных сувениров, изготовления различных типов шипов и пазов.

Если же вам нужно будет растачивать отверстия, выбирать пазы, зенковать и т.д., то понадобится такой вид стационарного оборудования как вертикально-фрезерный станок. Для других видов работ он приспособлен плохо, поэтому решать вопрос о том, нужен вам он, или нет, стоит, исходя из выбора вашего направления основной деятельности в домашней мастерской.

Выбор электрофрезера

Для того, чтобы фрезеровать в домашних условиях, рекомендуется выбрать универсальный инструмент, которым является электрофрезер со сменной базой – погружной и кромочной, благодаря которым он выполняет любые разновидности работ по дереву в зависимости от выбранного типа фрезы. Лучше, если он будет иметь регулировку скорости, работать с фрезой диаметром не менее 8 мм, оптимальная мощность должна составлять 800-1300 Вт

При выборе инструмента следует обратить внимание на реальную глубину погружения фрезы, от которой будет зависеть максимальная глубина получившегося паза. Самым лучшим вариантом для зажима фрезы является конусная цанга, а для выключателя – фиксирующая кнопка

Чем плавнее работа штангового механизма, тем долговечнее инструмент.

Немаловажным моментом работы электрофрезера является правильный выбор фрезы, которая состоит из цилиндрического хвостовика различного диаметра (6,8 или 12 мм) и части с режущей кромкой.

По конструкции разделяют фрезы на следующие виды:

• Монолитные
• Сборные
• Со сменными лезвиями.

В зависимости от вида обработки, выполняемой фрезой, она также бывает нескольких разновидностей:

• Пазовая фреза применяется для формирования пазов.
• Профильная – для придания кромке декоративного профиля.
• Кромочная и фальцевая фреза применяются для обработки краев изделия.
• Галтельная – для вырезания «U»-образной выемки на изделии.
• Конусная фреза скашивает кромку изделия под углом 45 градусов.
• Калевочная – формирует закругленную кромку.

Важные критерии при выборе для домашней мастерской

При выборе станка для домашней мастерской важно определиться, какие именно работы и в каком объеме будет выполнять данное оборудование. От этого зависят многие технические характеристики и конструктивные особенности подходящего агрегата

Мощность

Для домашней работы подойдет ручной фрезер легкого типа. Если работа предполагает сборку мебели или строительство, понадобится станок более высокого класса мощности. Например, 400 Вт вполне достаточно для выполнения мелких работ и сверления отверстий в мягких породах дерева.

Скорость вращения

Скорость, с которой вращается шпиндель, влияет на продуктивность агрегата. В зависимости от количества об/мин можно судить о возможностях оборудования. При выборе следует учитывать, своеобразие материала, который будет обрабатываться, а также ширина и глубина отделки.

Рабочий ход фрезы

Рабочий ход – это глубина, на которую способен погрузиться рабочий инструмент в материал. Для использования в бытовой мастерской достаточно параметров 20-50 мм. Толщина деталей, которые могут подвергаться обработке зависит от того, какая часть технологического процесса может быть выполнена за однократное перемещение инструмента.

Дополнительные функции

Стоит обратить внимание и на различные дополнительные опции, при наличии которых значительно облегчается рабочий процесс:

1. Система защиты от перегрузок. Она включается, если температура обмотки достигла критического значения. Чаще всего такая опция есть на профессиональных моделях. Действует по-разному: может загораться индикатор, а на некоторых моделях происходит автоматическое отключение двигателя.
2. Большинство фрезеров снабжены защитой от непреднамеренного пуска.
3. Константная электроника управляет работой двигателя, стабилизирует работу шпинделя и поддерживает качественную обработку заготовки.

На большинстве моделей имеется опция плавного пуска, которая сводит к минимуму порчу заготовки.

Конструкционные особенности

В каждом отдельном элементе конструкции также есть свои технические характеристики, на которые стоит обратить внимание при выборе станка для домашней мастерской

Подошва

Класс инструмента определяется по качеству литья подошвы. Она является важным элементом конструкции и изготавливается из металла. Штампованная основа устанавливается на недорогих моделях. Сверху покрывается съемной накладкой. Размер проема является ограничителем на максимальный размер инструмента, который можно установить на оборудование.

Узел крепления оснастки

В зависимости от модели меняется возможная оснастка и виды фрез, которые могут быть установлены на данное оборудование. чем больше типов инструмента есть возможность установить, тем более широкий круг технологических процессов данный агрегат способен выполнить.

Вспомогательные приспособления

Помимо основных узлов, при выборе фрезы для домашней мастерской важно обратить внимание и на дополнительные приспособления. Сбоку к базе при помощи двух жестких стальных перекладин применяется упор. Жесткая конструкция обеспечивает качественно проведение работы

Жесткая конструкция обеспечивает качественно проведение работы.

При прямолинейном фрезеровании необходимо соблюдать точность. это помогает сделать направляющая шина. С ее помощью можно фрезеровать отверстия с равными расстояниями между ними.

Ремонтопригодность

Важно, чтобы детали станка и основные узлы могли служить долго и выдерживали нагрузки, для которых созданы

Особое внимание стоит уделить наличию деталей для данного оборудования в продаже. Если после поломки не будет чем заменить поломавшийся узел, оборудования придется просто выкинуть

Степень загрузки

Каждая модель может вынести определённые нагрузки. От этого зависит, как долго можно эксплуатировать оборудование и насколько оно надежно. Если планируется использовать агрегат от случая к случаю, то степень нагрузки будет совсем небольшой.

Производитель

Наиболее качественное оборудование чаще всего у проверенных производителей. Есть бренды, которые гарантирую качество своей продукции. Приобретать малоизвестную модель – это значит рисковать.

Дилер

Не менее важен и продавец. Многие компании являются официальными дилерами конкретных производителей. Это поможет приобрести станок для домашней мастерской с оптимальным набором функций и по адекватной цене.

В данном случае каждый покупатель решает сам, какая именно цена для него подходящая

Но при этом важно помнить, что хорошее оборудование не может быть дешевым

Принцип работы фрезерного станка с ЧПУ

Современный станок с ЧПУ представляет собой сложный автоматизированный комплекс для фрезерования заготовок из дерева, пластика, металла, камня и пр.

Автоматизированный комплекс, помимо «классических» механизированных узлов включает в себя электронные компоненты автоматического контроля и управления режимами обработки.

Электронная система базируется на алгоритмах числового программного управления (ЧПУ) и в значительной степени упрощает работу на оборудовании (станок функционирует по заранее введённой программе и в течение рабочего цикла не требует вмешательства оператора).

Одним из главных элементов станка, непосредственно осуществляющих обработку заготовки, является фреза. Режущая часть фрезы бывает различных форм и размеров — в соответствии с задачами обработки и видом материала заготовки. Цилиндрическая часть фрезы (т. н.

«хвостовик») через цангу закрепляется в цанговом патроне, который, в свою очередь, закреплён на валу шпинделя. Электромотор шпинделя передаёт крутящий момент и сообщает фрезе вращательное движение. Соприкасаясь с обрабатываемой поверхностью, фреза снимает слой материала.

Шпиндель подвешен на подвижном портале. Электромоторы станка, по командам от контроллера ЧПУ, перемещают портал по трём координатным осям и позиционируют фрезу над поворотным столом с закреплённой заготовкой.

Таким способом и осуществляется фрезерование заготовки с целью получения готового изделия заданных форм и размеров.

Электронная часть станка включает в себя контроллер ЧПУ, вспомогательные электронные компоненты и их соединения. Для управления системой, станок может комплектоваться специальным DSP-контроллером, или подключаться к PC.

Электронная «начинка» станка работает под управлением собственного программного обеспечения (поставляется вместе с оборудованием). Задачей этого «софта» — перекодировать загруженную программу (чертеж-рисунок требуемой детали) и транслировать её в специфические G-коды — электрические команды двигателям станка.

Таким образом, программным алгоритмом для функционирования станка является файл векторного графического формата (к примеру, построенный в AutoCAD, Corel Draw).

Записав файл-программу в оперативную память контроллера, оператору остаётся выбрать режим работы станка (черновая, чистовая, трёхмерная) и частоту оборотов — в соответствие с видом материала заготовки и применяемой для обработки фрезы.

Преимущества оборудования

Современные станки с ЧПУ обладают широким спектром возможностей, обеспечивают быструю и высокоточную обработку, обладают достаточным запасом надёжности и удобством эксплуатации.

Точность обработки является не только следствием прецизионного автоматизированного управления, но и организацией специальных конструктивных мероприятий, направленных, прежде всего, на повышение жёсткости системы.

Увеличение жёсткости достигается за счёт уменьшения длины кинематических цепей и количества механических передач, уменьшения зазоров между деталями, снижения потерь на трение, а также увеличения быстродействия.

Для этого в частности скользящие направляющие изготавливаются в виде «твёрдый материал — мягкий» (например, сталь/чугун по пластику/фторопласту).

Сопрягаемые пары качения (в наплавляющих, подшипниках) отличаются ещё меньшими потерями и повышенной долговечностью. В качестве рабочих тел используются ролики с преднатягом, исключающим биение и износ.

Дополнительные системы, такие как вакуумный стол, улавливатель стружки, охлаждение режущего инструмента, переносной пульт (DSP-контроллер) и ряд других, значительно облегчают управление фрезерным комплексом и увеличивают культуру производства.

Работа на оборудовании

Функции оператора станочного комплекса, оборудованного ЧПУ, сводятся к смене и закреплению заготовок, установке требуемого типа фрезы, инсталляции управляющей программы, активации процесса и общим наблюдением за процессом работы станка.

Перед началом обработки работоспособность станка проверяется запуском специальной тестирующей программы. Оператору следует проверить надёжность крепления заготовки и фрезы, её соответствия обрабатываемому материалу.

Перед началом серийного цикла следует обработать первую заготовку, проконтролировать размеры и убедиться в их соответствии чертежу.

Разновидности ручных фрезерных станков

Изначально фрезер ручной применялся исключительно для работы с древесиной. Сегодня можно встретить просто огромное количество вариантов исполнения этого инструмента, к примеру, некоторые используются для обработки натурального или искусственного камня, другие – металлов и пластика. Универсальный фрезер применяется для выполнения различных столярных работ, которые связаны с получением мебели или декоративных изделий сложной формы. Он может использоваться для проведения следующих операций:

1. Образования пазов, шипов, фальцев и других углублений в материале с определенной формой. Погружной фрезер весьма распространен, так как подходит для выполнения самых различных технологических задач.
2. Выборка четверти проводится также довольно часто при изготовлении различных изделий из дерева.
3. Очень часто столярные работы предусматривают создание посадочных мест для замков или различной фурнитуры. Сделать подходящее отверстие или выемку качественно без подходящего фрезера по дереву практически невозможно.
4. Профилирование кромки по прямой или кривой траектории. Можно встретить в продаже кромочный фрезер, которые идеально подходит для рассматриваемой задачи.
5. Высверливание отверстий. Для получения отверстий в древесине фрезерные машины применяются крайне редко, так как для этого лучше всего подходит сверлильный станок. Однако, если отверстие имеет смещенную ось или необычную форму, то именно рассматриваемый фрезер по дереву подходит больше других.
6. Подгонка соединяемых деталей. При выполнении столярных работ довольно часто нужно выполнить соединение отдельных элементов. Для того чтобы они идеально прилегали друг к другу следует проводить точную обработку торцевых поверхностей.
7. Выравнивание контура при черновой обработке. Электрический фрезер может применяться для черновой обработки поверхности, получения заданной формы. Этот инструмент предназначен для снятия большого количества материала.
8. Создание декоративной резьбы. В некоторых случаях отделка поверхности предусматривает создание декоративной резьбы, которая предназначена лишь для украшения.

Рассматривая виды фрезеров, стоит учитывать, что они классифицируются прежде всего по предназначению или сфере применения. Некоторые характеризуются универсальностью, другие подходят лишь для выполнения сложных и необычных операций. Классификация выглядит следующим образом:

1. Погружной или вертикальный – разновидность инструмента, которая применяется для получения различных отверстий и пазов, а также снятия фаски и фрезерования замкнутого контура. Данный вариант исполнения получил широкое распространение, применяется как в домашней мастерской, так и в промышленных цехах.
2. Кромочный или триммер – вариант исполнения, который предназначен для выборки паза, снятия фаски, вырезания неглубоких выемок сложной формы. Данный фрезер по дереву характеризуется тем, что может применяться для работы с материалом покрытым шпоном или ламинатом. Специалисты отмечают, что этот вариант исполнения целесообразно приобретать только в случае каждодневного использования.
3. Ротационный – инструмент, используемый для получения отверстий в дереве, керамике или гипсокартоне. Отличительной особенностью назовем то, что этот вариант исполнения позволяет контролировать глубину создаваемых отверстий с высокой точностью.
4. Ламельный применяется исключительно для выборки пазов.
5. Присадочный инструмент встречается крайне редко, так как применяется для получения парных отверстий.

Электрофрезеры применяются для существенного ускорения процесса обработки. Однако, в некоторых случаях без ручного приспособления практически не обойтись. Современный электрический мотор может иметь различный показатель оборотов, для чего устанавливаются специальные регуляторы.

Как выбрать ручной фрезер

Покупая такой фрезер нужно помнить, что инструмент
приобретается на много лет, и к его выбору нужно отнестись очень внимательно.

Определение
нужной мощности

Важной характеристикой является используемая мощность.
Фрезеры разделяют на следующие категории:

1. Малой мощности. Наиболее лёгкие имеют мощность, которая не превышает 750 Ватт. Весят примерно 1-3 кг.
2. Средней мощности. Мощность фрезеров среднего размера находится в пределах 750-1500 Ватт. Вес инструмента составляет 3-5 кг.
3. Высокой мощности. Рассчитаны на мощность 1500-2300 Ватт. Их вес превышает 5 кг.

Наиболее мощные инструменты предпочтительны для тех, кто будет их использовать регулярно. Такой фрезер сможет справиться с любыми профессиональными задачами из области своего применения. Однако новичкам будет трудно эффективно использовать такое устройство.

При определении наиболее подходящей категории нужно
внимательно продумать свои потребности в его использовании. При этом нужно
учесть:

• регулярность выполнения таких работ;
• продолжительность непрерывного использования инструмента;
• использование его для обработки твёрдых пород древесины.

Нужно выбрать оптимальный вариант: инструмент должен быть
достаточно мощным, чтобы эффективно решать поставленные задачи, но не слишком
массивным, чтобы не доставлять дополнительных сложностей при работе.

Учёт
скорости вращения шпинделя

Чем быстрее происходит вращение, тем выше качество
обработанной поверхности. Однако тогда, когда для обработки нужна высокая
точность, лучше использовать фрезер с меньшим числом оборотов.

У большинства таких инструментов скорость равна
20000-30000 оборотов в минуту. У медленных она составляет 10000-20000 оборотов
в минуту. Высокоскоростные фрезеры могут иметь скорость вращения шпинделя,
достигающую 35000 оборотов в минуту.

При выборе подходящей модели важно учитывать диаметр
режущей части. Чем он больше, тем меньшей может быть скорость вращения

Режущая
кромка будет иметь большую линейную скорость. При очень быстром вращении
обрабатываемая деревянная поверхность может начать гореть. Поскольку скорость
связана с диаметром используемого шпинделя, наилучшим вариантом будет
использование фрезера с регулируемой скоростью вращения.

Она может выполняться плавно или быть ступенчатой. Обычно
производители указывают оптимальную для работы скорость в техническом паспорте
устройства, однако в этом вопросе окончательное решение принимает мастер.

Рабочий ход

Глубина, на которую в обрабатываемый материал проникает
инструмент, называется рабочим ходом фрезы. При использовании инструмента
иногда его прикрепляют к специальному столу, на поверхности которого
передвигается деталь, подвергающаяся обработке. В этом случае рабочий ход фрезы
будет меньше на толщину стола.

Чем она больше, тем более разнообразны возможности
использования инструмента. У инструментов, относящихся к лёгкой категории этот
размер находится в пределах 20-50 мм. В профессиональных моделей фрезеров
рабочий ход составляет 70-80 мм.

Нужно отметить, что паз с первого раза не вырезают на полную глубину. В этом случае на инструмент будет слишком большая нагрузка. Паз создают за несколько проходов. В тех случаях, когда обрабатывают твёрдые породы дерева, однократный подход делают с ещё меньшей глубиной. В некоторых инструментах предусмотрена возможность регулировки глубины погружения. Его точность составляет не менее 0,1 мм.

Дополнительные
возможности инструмента

В некоторых типах фрезеров предусмотрены дополнительные
возможности, увеличивающие эффективность работы. Вот некоторые из них:

1. Может применяться константная электроника. В процессе работы скорость вращения шпинделя может замедляться. Для того, чтобы это компенсировать, может быть предусмотрена её автоматическая регулировка, поддерживающая скорость вращения на постоянном уровне.
2. В мощных фрезерах при включении происходит резкий рывок. Для того чтобы его избежать, в некоторых моделях предусмотрено плавное включение скорости.
3. При длительной и непрерывной работе возможен перегрев обмоток. Может использоваться защита от перегрузок, которая измеряет температуру и принимает определённые меры при её превышении заранее заданного уровня. Действия в такой ситуации могут быть различные: от включения светового индикатора до временного прекращения вращения фрезы.

Фрезы для ручного фрезера

Фрезы — это режущий инструмент, который обрабатывает и формирует поверхность. Состоят они из цилиндрической части, которая зажимается цангами в держателе агрегата, и режущей части. Цилиндрическая часть может быть разного диаметра. Выбирайте такой, цанга под который есть в вашем аппарате. Форма и расположение ножей режущей части определяет тот вид, который получает древесина после обработки. В некоторых фрезах (для кромок) есть упорный ролик. Он задает расстояние от режущей поверхности до обрабатываемого материала.

Работа ручным фрезером по дереву предполагает наличие некоторого количества фрез. Это — малая часть того, что существует

Делают фрезы из разных металлов и сплавов. Для обработки мягкой древесины — сосны, ели и т.п. — используют обычные насадки (HSS), для жестких пород — дуб, бук и другие — из жестких сплавов (HM).

Каждая фреза имеет определенный ресурс и максимальную скорость, на которой обеспечивается нормальная работа с минимальным биением. Превышать рекомендованную скорость не стоит — это может стать причиной поломки фрезера. Также нет смысла точить фрезу, если она затупилась. Делают это на специальном оборудовании (стоимостью около 1000$), где можно задать требуемый угол заточки. Вручную ничего путного не получится. Так что затупившиеся проще (и дешевле) заменить, так как стоят они относительно немного.

Популярные виды

Есть некоторое количество типов насадок для фрезера, которые используются чаще всего.

• Кромочные. Служат для обработки боковых поверхностей заготовок. С их помощью можно сделать ровные или фигурные края, можно сформировать выемки и шипы для стыковки деталей. Именно этот тип фрез бывает с подшипником на конце — он упирается в деталь, задавая расстояние от края обрабатываемой детали до резца.

  Некоторые виды кромочных фрез

• Пазовые. Служат для формирования пазов и выемок различных форм. Бывают они: спиральные (а) — в основном используются для формирования технических пазов, например, соединение шип/паз;
• галтельные (б, д) — для декорирования поверхности при помощи бороздок разной формы, могут быть округлыми, V-образными или фигурными;
• ласточкин хвост (в, г) — для формирования паза в виде трапеции, это паз используется для открытого и скрытого соединения деталей;
• фасонные (д) — с их помощью украшают поверхность бороздками сложных форм.

  Пазовые фрезы — для формирования выемок в любом месте детали

Есть фрезы простые, сформированные из единого куска металла, есть наборные. Наборные имеют хвостовик — основу, некоторый набор различных режущих плоскостей, набор шайб разной толщины. Из этих деталей можно самостоятельно сформировать требуемый рельеф.

Наборная фреза — комплект из нескольких режущих поверхностей и шайб, из которых можно сделать фрезу требуемой формы

Это наиболее популярные виды фрез, но на самом деле их очень много. Кроме разного диаметра хвостовиков, есть различные диаметры режущих поверхностей, их высота, расположение ножей друг относительно друга и т.д. Вообще, для фрезеровки своими руками, требуется обычно около пяти наиболее ходовых фрез. Они обычно присутствуют постоянно, а остальные докупаются под конкретные виды работ.