Фрезерный станок по дереву своими руками: конструкция самодельного устройства, советы

Фрезерный станок: характеристики

Существует множество разных установок. Начиная от самых простых до самых сложных. Для домашних условий хватит обычной установки с зафиксированным положением, имеющая возможность ручной разборки, регулировки и переустановки металлообрабатывающего инструмента (фрезы).

Детали фрезерного станка

Для того чтобы соорудить обычную установку, обязательно надо узнать из чего она состоит, её основные компоненты и приниматься за работу, основываясь на схемах строения домашнего фрезерного станка.

Принцип работы фрезерных станков по дереву

Оборудование этой категории предназначено для создания изделий из дерева. Технология напоминает работу скульптора, отсекающего лишние части бесформенной заготовки. В данном случае основные функции выполняет фреза. Этот инструмент с острыми гранями вращается на большой скорости, что ускоряет выполнение рабочих операций. Его приводят в действие электрическим двигателем. Для обеспечения необходимой точности движения применяют специализированные механические устройства.

Принципиальная схема и кинематика

На чертеже изображена конструкция станка профессиональной категории. Этот пример подойдёт для изучения типовых функциональных компонентов:

1. Чтобы ручное перемещение заготовок было точным, применяют специальные линейки (1, 5) и многопозиционный сектор (2) с зубцами. Эти детали закреплены на столе (17).
2. Ограничитель (4) предотвращает попадание в рабочую зону посторонних предметов.
3. На расстоянии удобного доступа помещают пульт (6). Сюда выносят аварийный выключатель питания, другие элементы управления.
4. Фреза (3) установлена на шпинделе (12). Он укреплён дополнительной верхней опорой (7), которая вставлена в кронштейн (8). Для подъёма этого узла есть специальный маховик (9).
5. Рукояткой (10) с винтовым приводом регулируют натяжение ременной передачи.
6. Электромотор (11) размещён в нижней части. Массивная станина обеспечивает устойчивость во всех рабочих режимах.
7. Отдельным маховиком (13) изменяют высоту шпинделя. Переключателем (15) устанавливают его частоту вращения.
8. На боковой стенке установлен главный выключатель (16).

Такая конструкция рассчитана на сильные нагрузки. Она подходит для создания металлообрабатывающего оборудования. В данной публикации речь идёт о фрезерных станках по дереву, поэтому допустимо применение менее прочного силового каркаса, электроприводов сравнительно небольшой мощности.

Фреза установлена в шпиндель по направлению вверх, привод – в нижней части корпуса

Такая конструкция с широким и прочным столом хорошо подойдёт для торцевой обработки крупных заготовок. Рабочие операции выполняются вручную, поэтому пригодятся линейки и другие ограничители.

Фрезерный станок вертикальный по дереву (фабричная модель)

В этом варианте обеспечивается более высокая точность обработки с помощью жёсткой фиксации заготовки и встроенных механизмов плавного перемещения.

Фрезеровальный станок по дереву с числовым программным управлением (ЧПУ)

Это наиболее дорогостоящее оборудование с улучшенными техническими характеристиками. Здесь шпиндель для фрезерного станка по дереву перемещается вместе с инструментом по заданной траектории очень точно с применением шаговых двигателей без вмешательства и тщательного контроля со стороны пользователя. Обеспечивается высокая скорость обработки без ущерба качеству. Дополнительным преимуществом является возможность многократного повторения одинаковых технологических процессов.

Копировальный горизонтальный фрезерный станок по дереву

В этой конструкции рабочий узел жёстко соединён с контрольным щупом, который ограничивает его перемещения с учётом формы образца. С применением этого неслишком сложного приспособления можно создавать качественные копии в домашней мастерской.

К сведению! При необходимости можно найти инструкции по созданию токарно-фрезерных самодельных станков по дереву, других модификаций. В любом случае необходимо заранее определить характеристики будущих технологических операций для уточнения параметров подходящего оборудования.

Конструкция

Стоит знать необходимые части конструкции для фрезерной обработки. Главными составляющими станка, изготовленного своими руками, являются:

• Станина.
• Стол.
• Поддержка (суппорт).
• Шпиндель.
• Салазки для движения заготовок.
• Панель, запускающая шпиндель.
• Технология контроля управлением.
• Режущий комплект.

В моделях на 220В есть дополнительная каретка. Благодаря её можно обрабатывать детали под различными углами.

Куда крепится станина?

Зачастую станина крепится на пол помещения при помощи металлического крепления.
Не так часто можно встретить, когда станину устанавливают, не закрепляя её. В данном случае фиксирование появляется из-за собственного веса аппарата. Если нужен станок, на котором будет выполняться лёгкая работа по дереву, то в таком случае можно обойтись без крепления. Получится своего рода ручной фрезерный станок.

Ручной фрезерный станок

Без крепления работа будет быстрой и супер мобильной.

Столешница – это 2-й по важности компонент в данном сооружении. Главная характеристика – это её размер.

Куда крепят столешницу?

Столешницу крепят к станине. Также она обязана обладать горизонтальной, ровной поверхностью.

Чертеж столешницы для фрезерного станка

На столе для фрезерного станка не должны находиться: сучки, зазоры, с краю должен быть ограничитель под видом деревянной или металлической планки. С боку делаются отверстия для установки металлообрабатывающего инструмента (фрезы).

Мотор фрезерного станка

Мотор широко универсального фрезерного станка нужно расположить рядом с фрезой и подсоединить к ней.

Установить его можно несколькими способами:

1. Расположить под столешницей
2. Расположить над столешницей

В 1-ом способе мотор нужно укрепить снизу к станине. В таком случае не потребуется повышать размеры деревообрабатывающего станка.
2-й способ. В этом случае станину нужно закрепить выше столешницы, также нужно расположить на ней крепления для мотора.

Если нужен более сложный токарно фрезерный станок, то при желании можно подобрать и другие расположения металлообрабатывающего инструмента (фрезы) и двигателя. Пример: сначала оборудовать горизонтальный фрезерный аппарат, однако перед этим нужно заранее подготовить чертёж фрезерного станка.

Также в целях безопасности важно будет провести электричество к мотору и надёжно зафиксировать, потому что, когда пойдёт сильная вибрация на не закреплённых замках, то при больших и мощных витках двигатель способен вылететь из аппарата, так как крепления имеют большую вероятность сильно повредиться из-за огромной перегрузки.

Когда будет идти этап подключения к эл.питанию, то нужно полагаться на стандартное напряжение электробытовой сети в 22O B.

Фрезеровщики – специалисты советуют никак не менять обмотку двигателя, так как в данном случае это не увеличит коэффициент полезного действия (КПД), очень велика вероятность, что снизит.

Металлообрабатывающий инструмент (фреза)

Закреплённую фрезу устанавливают таким образом, чтобы ось вращения была расположена в вертикальном положении. Обрабатывая пиломатериал, важно проводить его при горизонтальном направлении по ограничителю с отверстием. Если нужно обработать доски или брусья, очень важно иметь возможности замены и регулировку размещения фрезы по высоте. Чтобы это сделать нужно использовать один из 2-х вариантов:

Вариант 1. Если закрепить столешницу на станине, то получится подвижная столешница. Данный вариант не очень практичный, но вполне осуществимый.
Вариант 2. Закрепить металлообрабатывающий инструмент (фрезу) на подвижный объект, который будет прикреплён к станине, также можно применить винтовой подъёмник под видом подъёмной системы, либо любой другой регулирующий механизм.

Схема

Схема устройства оборудования приведена ниже:

Классификация агрегатов

Всего существует три категории фрезеров:

• Профессиональные. Обрабатывают заготовки разных размеров и в большом количестве. Для этого задействуется серьёзный спектр режущих инструментов.
• Бытовые. По функционалу подходят только для домашних мастерских.
• Ручные.

У каждой классификации есть свои подвиды. Так профессиональные станки имеют такие разновидности:

• Стандартные. Применяются для реализации шаблонных операций. Их оснащение позволяет совершать многие работы и придавать заготовкам требующуюся конфигурацию. В режущий арсенал входят: фрезы, свёрла, отличающиеся по диаметру, особые ножи.
• Копировальные. Выполняют художественные операции: нанесения сложных изображений, дислокацию образцов на разные поверхности, оформления орнаментов. В этой работе точность гарантируется, поскольку заготовка фиксируется вакуумным методом.
• Для вертикальной обработки деталей (сверху вниз). Здесь вырезаются пазы с нужной шириной и глубиной, готовятся крепёжные компоненты. Детали обрезаются по требующейся длине.

• Для горизонтальной работы с заготовками. Здесь ось шпинделя находится по отношению к полу горизонтально. Есть цилиндрические и торцевые фрезы.
• Выполняющие одновременную обработку с двух сторон. Являются универсальными. Здесь обрабатываются разнообразные профили. Без этих станков не обходится ни одно производство мебельных составляющих: подставок, ножек, опорных элементов и т.д.
• Оснащённые приборами ЧПУ. Здесь интегрирован электронный комплекс, базирующийся на специальном микропроцессоре. В него заложена программа, определяющая алгоритм операций. За счёт этого существенно развивается точность, качество и динамика работ, и трудовая производительность фрезерного станка с ЧПУ.

Бытовые модели отличаются небольшими габаритами и массой. Они реализуют базовые функции (строгание, сверление шлифовка, распил). Их виды:

• Настольный. Характеризуется лёгкостью эксплуатации и сервиса.
• Ручной. Используется для работы с малогабаритными деталями. На нём готовятся пазы малых размеров, требующиеся для сочленения обособленных компонентов.

Необходимые инструменты

Производство не требует чего-то особенного. Подготовим для работы необходимые материалы и инструмент:

• Небольшая болгарка с кругом 125 мм;
• Обрезок двутавра 180 мм длиной 20—25 см, либо лист железа толщиной 5 мм;
• Отрезной диск;
• Зачистной диск;
• Корд-щетка на УШМ с металлическим ворсом;
• Мел;
• Тиски;
• Круглая коронка диаметром 40 мм для высверливания отверстий;
• СОЖ эмульсия;
• 10 см квадратной трубы 25*25 мм и 50см профиля 20*20 мм;
• 2 удлиненных гайки и 2 обычных диаметром 8 мм, 2 болта 8*40 мм;
• Кусок листового железа толщиной 1—1,5 мм;
• Патрон для дрели 1,5—13 мм с резьбовым соединением;
• Метчик М14;
• Зажимные болты с барашками 8*20 мм — 2 шт., 2 гайки на 8 мм.
• Сверла на 8 и 10 мм;
• 2 болта 8*10 мм.

Как выбрать мощность силового привода фрезерного станка по дереву для домашней мастерской

Профильные специалисты рекомендуют выбирать силовой агрегат для оборудования этой категории мощностью не менее 1,4−1,6 кВт. Если предполагается постоянное выполнение больших объёмов работ, данный параметр увеличивают на 20−25%. Достаточно мощная техника выполняет свои функции без перегрузок, что снижает риск поломок, продлевает реальный срок службы. Цена такого фрезерного станка значительно не увеличится. Зато появится возможность устанавливать крупные фрезы.

Для правильной оценки следует одновременно учитывать частоту вращения (диапазон – 10 000−35 000 об/мин). Необходимо помнить о том, что при увеличении диаметра фрезы соответствующим образом возрастает угловая скорость. Если превысить определённый порог, сила трения повысит температуру до потемнения деревянной заготовки (возникновения пламени).

Поэтапное создание фрезерного станка по дереву своими руками

Если по каким-то причинам затруднительно приобрести данное оборудование, то можно соорудить установку самостоятельно. Учитывают все следующие компоненты:

• Столешница.
• Параллельный упор.
• Шпиндель.
• Станина.
• Салазка.
• Пылесос для устранения стружки.

Изготовление фрезера из дрели

Фрезер из дрели своими руками изготавливается легко и быстро, поскольку данный инструмент уже имеет патрон, в который можно зажать хвостовик фрезы. Но поскольку дрель развивает небольшие обороты, около 3000 об/мин, то добиться хорошего качества обработки детали не получится.

Для сравнения: фрезеровальная машина развивает скорость до 30000 об/мин.

В качестве подставки для закрепления дрели идеально подходит приспособление для вертикального сверления, которое можно приобрести в магазине электроинструмента. Потребуется лишь сменить оснастку, и самодельный фрезер готов.

Также подобную подставку можно изготовить из ЛДСП, как показано на следующих рисунках.

К примеру, таким самодельным аппаратом можно не хуже, чем готовым фрезером проделывать паз в плите из ЛДСП под Т-образную кромку из ПВХ.

Как сделать фрезер из болгарки

Не секрет, что угловая шлифовальная машина часто используется для для шлифовки, полировки и фрезеровки различных поверхностей дисковыми и чашечными насадками. Но если на шпиндель агрегата накрутить цангу, то получится фрезер из болгарки, который сможет работать не только с дисковыми фрезами, но и с любой оснасткой, имеющей цилиндрические хвостовики.

Если в цангу зажать фрезу из твердосплавного материала, то получится фрезер по металлу.

Также, чтобы сделать фрезер, на шпиндель болгарки можно закрепить и обычный кулачковый патрон от дрели.

На фото выше показано приспособление для болгарки, превращающее ее в ручную фрезерную машину. Как сделать приспособу, можно понять из этого видео.

Фрезер из двигателя от стиральной машины

Очень часто народные умельцы изготавливают различные станки из двигателя стиральной машины: токарные по дереву, сверлильные, точильные, циркулярные, а также стационарные фрезерные станки. Чтобы изготовить последний, сначала потребуется смастерить стол способом, описанным выше. Далее, на вал двигателя необходимо установить цангу для зажима фрез.

Поскольку закрепить ее на валу мотора без переходника не получится, то его придется заказать у токаря.

Также потребуется сделать подъемный механизм для удобной регулировки вылета инструмента. Делается он из двух труб, выполняющих роль стоек, на которых закрепляется двигатель, и резьбовой шпильки.

Шпилька одним концом входит в закрепленную к днищу стола гайку, а вторым упирается в нижнюю часть мотора. На шпильке жестко закрепляется поворотное колесо, с помощью которого и осуществляется регулировка высоты.

Чтобы на мотор при работе станка не попадала пыль, можно уложить сверху двигателя небольшой кусок поролона.

ЧПУ фрезер

Агрегат с числовым программным управлением (ЧПУ) применяется, в основном, для гравировки и фигурной резьбы по дереву. Управляется он с помощью компьютера, благодаря чему на заготовках можно вырезать очень сложные узоры с высокой точностью. В Китае можно купить готовые мини-станки с ЧПУ для изготовления сувенирной продукции по цене около 10000 рублей.

Конечно же, можно приобрести все детали для станка и собрать ЧПУ-фрезер собственноручно. Но если посмотреть на стоимость всех комплектующих, то будет намного дешевле приобрести готовое изделие с уже настроенным программным обеспечением.

Расширение функциональности фрезера

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.

Параллельный упор

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.

Направляющая шина

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.

Копировальные шаблоны и кольца

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 работой фрезер 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.

 

Пазы эллиптической и округлой формы

Для вырезания пазов в форме эллипса или круга ручным фрезером 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.

Вырезание пазов на узких поверхностях

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.

Дополнения для обработки тел вращения

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.

Шипорезное приспособление

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.

Безопасность домашнего фрезерного станка

Для того, чтобы гарантировать защищённость, необходимо помимо оснащения с ограничителями, привести к рабочей поверхности хорошее освещение.

С целью производительной деятельности при обработке на фрезерных станках, мотор необходимо применять конкретной мощности:

0.5 Киловатт – данная мощность самая наименьшая, она позволяет убирать наружный слой с древесины, шкурить, либо подбирать прорезь;
До 1.5 Киловатт – аппараты, имеющие данную мощность, дают возможность осуществлять наиболее углублённое обрабатывание пиломатериалов, также такая мощность с лёгкостью подходит для ежедневного использования.
2.5 Киловатт — это самый наилучший тип мощности, так как такой аппарат сумеет держать полную работоспособность, совмещать любые фрезы с разными конфигурациями, либо объёма, однако такие мощные аппараты используются только лишь специалистами, по этой причине начинающим устанавливать данный двигатель не советуют.