Фрезерный станок по дереву своими руками: варианты, чертежи, изготовление

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.

Разновидности самодельных фрезерных станков по дереву

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.

Виды фрез по дереву

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.

Встречный и попутный способы фрезерования

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).

Технология изготовления и рекомендации

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.

Схема самодельной фрезы

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.

Для подрезки стержня можно приспособить болгарку и дрель, а формирование рабочей части выполнить на заточном станке

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.

Доводка режущей кромки производится алмазным диском, затем поверхность доводится шлифбумагой

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.

Варианты изготовления конусных фрез

Инструменты и материалы

Итак, для создания фрезы по дереву собственноручно потребуется иметь пару болтов типа М8, а также шайбу с наружным диаметром около 4 сантиметров. Естественно, что размеры болтов будут зависеть от задач, которые требуется решить. Если речь идёт об инструменте для фрезы Форстнера из сверла, то тут следует принять во внимание, что он должен иметь дырки для небольшого подшипника шарикового типа. Его следует прикрепить заподлицо с плоскостью основания. Кроме того, потребуется сделать и прижим, что позволит запрессовывать элемент в дереве.

Из инструментов потребуется иметь под рукой:

• дрель;
• сверлильный вертикальный станок;
• аппарат для электрической сварки;
• углошлифовальную машину с абразивными дисками шлифовочного и отрезного типа.

 

Если говорить о ручном инструменте, то понадобится:

• штангенциркуль;
• маркер;
• напильник;
• рабочий стол;
• тиски.

 

Полезные советы

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.

Как из обычной дрели сделать функциональный фрезер по дереву

В этом видео можно посмотреть процесс работы на фрезерном станке по дереву:

При внимательном рассмотрении материала видно, как мастер использует разные инструменты для правильного и быстрого выполнения отдельных операций.

Такие изделия можно создать своими руками, если есть желание сэкономить или понадобилась фреза с особыми характеристиками

В качестве заготовок используют арматуру, свёрла, подходящие по форме шестерни, трубки. Чтобы получить хорошие режущие свойства, но сохранить прочность, рабочую кромку затачивают под углом в диапазоне от 6 до 11°. Для обработки металлических заготовок пользуются шлифовальными машинками с дисками, рассчитанными на соответствующие нагрузки.

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).

Чертежи шпиндельного узла циркулярной пилы, пригодного для горизонтального фрезерного станка по дереву

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

Самодельная фреза по дереву (сверло Форстнера)

Для начала вымеряем штангенциркулем остаточное расстояние на шляпке болта относительно монтируемого подшипника. Размер шляпки в окружности у болта М8 составляет 12,73-13мм. Диаметр черенка -11,60 мм, что позволяет зажать его в большинстве современных патронов для дрелей.
Шляпку необходимо будет сработать под диаметр подшипника. Именно эта часть болта и будет рабочим элементом нашей фрезы. Для разметки лучше всего использовать тонкий контрастный маркер, риски которого будут легко различимы на металле.
Делаем разметку заусовки фрезы. Это позволит ей без труда избавляться от стружек. Зажимаем болт в тисках, и с помощью отрезного круга делаем эти прорези на шляпке болгаркой.

Замеряем диаметр подшипника.
Чтобы сработать граненую шляпку болта до окружности, необходимо превратить нашу дрель в токарный станок. Зажимаем ее в тиски, а болт прочно крепим в патроне строго по центру.

Фиксируем кнопку дрели на постоянном режиме работы, и приступаем к обработке шляпки болта. Этот процесс стоит постоянно контролировать, чтобы центр болта не сместился, и не нарушил равномерность срабатываемых зубьев. Выставляем на болгарку шлифовальный абразивный диск и шлифуем грани до окружности.
Торцевую часть фрезы также слегка убираем, оставляя лишь небольшое остриё в центре. Эта деталь крайне важна, поскольку данный тип фрез при работе сначала находит центр, и лишь потом начинает срабатывание материала режущими кромками и ободками. Её можно аккуратно доработать напильником, чтобы ненароком не срезать в процессе стачивания.
Фреза практически готова. Остается лишь придать форму режущим кромкам, и заточить их.
Вот что получилось в итоге.

Теперь можно опробовать получившийся инструмент на ненужном куске древесины. Работает, и довольно неплохо!

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.

Из сверла можно делать фрезы с различными рабочими головками

Фреза по дереву торцевого типа может быть изготовлена и из тонкостенной трубки. Как сделать фрезу из такой заготовки? Следует придерживаться следующих рекомендаций.

1. В качестве заготовки берется отрезок трубы, длина которого составляет 15–20 см.
2. Со стороны будущей режущей кромки (на расстоянии 2–3 см от нее) с двух сторон трубы выполняются проточки овальной формы.
3. Будущей режущей части фрезы по дереву придается конусная форма, ее стачивают под углом 2–3°.
4. Зажав заготовку в тисках, на ее торцевой части выполняют крестообразный надрез, для чего используется угловая шлифовальная машина.
5. Со стороны режущей части на заготовке прорезаются пазы – вплоть до овальных отверстий.

Самодельные трубчатые фрезы

Используя самодельную торцевую фрезу, изготовленную из тонкостенной трубки, можно создавать в изделиях из дерева глухие или сквозные отверстия. При этом внутреннюю поверхность глухих отверстий необходимо дорабатывать с помощью стамески.

Многих домашних мастеров интересует вопрос о том, как сделать конусную фрезу большого диаметра своими руками. Следует иметь в виду, что изготовить такой инструмент для обработки дерева непросто, для этого надо использовать специальные заготовки и сложное металлорежущее оборудование.

Особенности применения

Конечно же, только смонтировать фрезер из электродрели недостаточно — требуется грамотно за ним ухаживать, чтобы он функционировал продолжительное время. Эксперты дают несколько следующих рекомендаций.

• Все поверхности из древесины требуется не только хорошенько обработать наждачной шкуркой, но и обработать защитным покрытием, чтобы увеличить способность сопротивляться различным неблагоприятным воздействиям со стороны.
• Следует тщательно проработать систему управления приспособлением, чтобы она была предельно комфортной.
• Можно сделать определённые дополнения, такие как система очищения рабочей области от стружки. Например, установить небольшой патрубок, который сможете присоединять к шлангу от простого пылесоса.

 

 

Фреза твердосплавная – компонент станочной продукции

Твердосплавные фрезы: область использования, конструктивные особенности

Всем нам время от времени требуется произвести какие-либо работы, связанные с обработкой металла. Особенно это касается собственников загородных домов и дач. Для изготовления отверстий в металлических деталях и обработки металлических поверхностей используются сверла и фрезы из твердых сплавов.

Твердосплавные фрезы применяют в большинстве случаев для обработки различных пазовых отверстий, а также при работе с металлическими изделиями. При этом такие изделия концевой разновидности являются неотъемлемой частью самих станков. Поражает широкий ассортимент всевозможных фрез, которые отличаются своей конструкцией, размерами и областью их применения.

Нужно отметить, что при выборе изделия следует знать, для чего компонент будет использоваться в будущем. Так, например, концевые твердосплавные пластины подвергают обработке поверхности перпендикулярного типа; угловые – обрабатывают изделия наклонного типа и т.д.

Широкое разнообразие твердосплавных фрез

Все твердосплавные фрезы имеют высокую степень надежности и устойчивости к механическим факторам. Преимущественно для их изготовления используют материалы с преобладанием вольфрама, благодаря которым можно обрабатывать твердые и жаростойкие поверхности.

Основные параметры, по которым различаются фрезы:

• форма;
• диаметр;
• размеры;
• конструкция.

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.:

Устройство промышленного и самодельного вертикальных фрезерных станков по дереву с нижним приводом

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:

1. Опорная плита – основной гаситель продольных (горизонтальных) волн упругости в станке;
2. Ввиброгасящая плата привода;
3. Гребенчатые упоры (упор) – гасят вертикальные вибрации заготовки;
4. Статический боковой упор – обеспечивает правильную подачу заготовки, а в самодельном станке еще и некоторую регулировку выхода фрезы (глубины обработки по горизонтали);
5. 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

Установка привода самодельного фрезерного станка по дереву в опорную плиту

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.

Схема раскроя листа фанеры и устройство подвеса привода самодельного фрезерного станка по дереву

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.

Чертеж бокового упора с пылеулавливателем самодельного фрезерного станка по дереву

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.

Чертеж гребенчатого упора самодельного фрезерного станка по дереву

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.

устройство 2D фрезерных копировальных станков по дереву

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.

Рисовально-чертежный пантограф с масштабированием

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.).

3D фрезерно-копировальные станки под дереву (дупликарверы) промышленного производства и самодельный

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.

Изготовление изделия

Этап 1. Подготовка к заточке.

Для этого процесса нам понадобиться вот такой каменный диск, как на фото. Кому жаль пускать на это дело новые – можно достать уже, так сказать б/у. Ведь, в процессе придется слегка изменить радиус колеса, чтобы при работе на стойке в итоге изделие получилось нужной формы. Для этого стоит использовать «шарожки», которые помогут быстро привести каменное колесо в нужную форму

Этап 2. Изготовление ножей.

С помощью все той же стойки вырезаем по шаблону необходимую нам форму. После того, как колесо стало нужной формы (предыдущий этап), делать это стало гораздо легче. Итого: изделие стало необходимой нам формы. Что же дальше? Далее мы точим его до такой степени, чтобы метал стал немного загибаться внутрь – именно это должно служить сигналом, что необходимо прекратить процесс.

Этап 3. Формирование готового изделия.

Итак, завершающий этап – формирование. Ножи, которые получились у нас в ходе предыдущих этапах, требуется вставить в пустые выемки на фрезе. На данном этапе становится понятно, к чему было соблюдать пропорции сторон на предыдущих стадиях. Аккуратно вставляем ножи до упора во фрезу и вуа-ля! – изделие полностью готово к эксплуатации, а затраченные средства минимальны.

Период же эксплуатации этих самодельных ножей может разниться, но по статистике значительно превышает приложенные к изделию аксессуарные ножи, которым требуется постоянная заточка и внимание в процессе работы.

Соблюдайте границы изделия по шаблону, четко следуйте вышеизложенным инструкциям и вот – не более чем через полчаса вы получаете в свое распоряжение качественно изготовленное изделия за минимальную сумму.

Источник