Изготовление фрезерных станков по дереву своими руками

Изготовление фрезерного станка по дереву своими руками

Для обработки древесины используется специальное оборудование. Его можно применять в совершенно разных промышленных областях. Нередко оно используется и домашними умельцами. Есть определенные виды операций, выполнение которых невозможно без применения фрезеров. Многие из мастеров предпочитают изготовить универсальный фрезерный станок по дереву своими руками.

Предназначение и устройство станка

Оборудование имеет довольно обширную область применения. С его помощью можно выполнять следующие операции:

• вырезание заготовок из дерева или массива;
• разрез;
• выполнение пазов или отверстий;
• нанесение рисунков высокого уровня сложности;
• строгание;
• обработка кромок и пр.

Благодаря этому одним из наиболее распространенных видов обработки древесины является именно фрезерование.

Конструкция этого типа устройств состоит из таких рабочих элементов:

1. Станина. Выступает в качестве каркаса, на котором крепятся все рабочие узлы оборудования, а также подъемный механизм.
2. Суппорт. Есть возможность его поднимания или опускания, что обеспечивает мастеру максимально удобное положение оборудования в процессе работы.
3. Рабочий стол. На нем располагаются заготовки, необходимые при выполнении рабочих операций.
4. Поворотный шпиндель. Крепится под поверхностью рабочего стола, а его верхняя часть проходит через отверстие, проделанное в столешнице.
5. Вал. Используется для передачи мощности от мотора к режущему элементу. Как правило, вал располагается на суппорте.
6. Режущий элемент (пила). Представлен в виде специальных ножей, головок для выполнения фрезеровки, дисков или фрез.

Довольно простая конструкция станка для фрезерования деревянных заготовок обеспечивает простоту эксплуатации и популярность этого вида оборудования.

Виды агрегата

Существует немало видов фрезеровального оборудования, каждый из которых имеет свои отличительные черты конструкции и предназначение. Условно устройства можно подразделить на несколько типов.

Станок с числовым программным устройством

Конструкция этого вида устройства имеет встроенный микропроцессор с определенным объемом оперативной памяти и операционной системой. Благодаря этому его можно запрограммировать на выполнение определенной последовательности операций, настроить функции устройства.

Преимущество работы станка с ЧПУ заключается в следующем:

• способен выполнять одновременно несколько типов операций;
• позволяет экономить затраты на оплату трудовых ресурсов и организацию производственного процесса;
• повышение уровня производительности труда;
• сокращение времени, необходимого на выполнение поставленной задачи.

Для работы с этим видом устройства для фрезеровки необходимо обладать специальными навыками и знаниями.

Ручной тип станка

Фрезерный стол для ручного фрезера своими руками обладает способностью выполнять меньший объем работы, чем оборудование с ЧПУ. Небольшой размер станка не позволяет использовать его на производстве, а лишь в домашних условиях. Как правило, ручной вид фрезеровального оборудования предназначен для выполнения пазов при соединении деталей. Особенно актуален станок при изготовлении пазов небольших размеров.

Стоит также отметить, что часто ручной фрезеровальный станок используется при необходимости обработки заготовки из дерева, украшенной декоративными вставками. Это делает возможным применение оборудования на небольших предприятиях по изготовлению мебели.

Копировально-фрезеровальный механизм

Этот вид устройства в основном применяется для изготовления заготовок высокого уровня сложности, связанных с наличием сложных узоров и декоративных элементов. Не исключена возможность выполнения таких операций вручную. Однако это займет много времени и требует от мастера высокого профессионализма. Для того чтобы иметь возможность выполнения одинаковых заготовок, в производственном процессе используются предварительно изготовленные шаблоны.

Токарно-фрезеровальный агрегат

Станок предназначен для того, чтобы придать заготовке определенную форму посредством использования профильного метода работы. В результате использования этого оборудования есть возможность обработки заготовок многогранной, круглой или винтообразной формы. Это стало возможным благодаря возможности программирования рабочего процесса.

В качестве режущего элемента токарно-фрезеровальных станков применяются специальные ножи или фрезы (дискового и пальчикового типа). При изготовлении станков используются современные интегрированные схемы.

Настольное устройство

Основными свойствами станка можно считать удобство работы с ними и простоту конструкции. Как и предыдущий вид станка, его применение актуально на небольших предприятиях или в домашних хозяйствах. Оборудование настольного типа одновременно обладает простой конструкцией и возможностью выполнения сложных рабочих процессов.

Бытовой фрезер

Это простой вид фрезеровального оборудования, предназначенный для использования в домашних условиях. С его помощью можно выполнить такие виды операций:

• распиловка заготовок из дерева;
• строгание;
• фрезеровка;
• сверление;
• шлифование и пр.

Оборудование просто в использовании и обслуживании.

Вертикально-фрезеровальный станок

Основным видом рабочего элемента для этого вида станка является фреза. Верстак способен выполнять такие процессы:

• сверление;
• зенкерование;
• растачивание отверстий;
• обработка поверхности пазов любого диаметра.

Немаловажное значение имеет то, что устройство можно применять для работы не только с заготовками из дерева, но и иными материалами.

Каждый из вышеперечисленных видов фрезеровальных станков имеет свои особенности конструкции, а также область использования. Это обязательно необходимо учитывать при выборе определенного типа станка.

Самостоятельное изготовление оборудования

Фрезерный станок своими руками, чертежи которого находятся в специальной литературе, можно выполнить довольно просто и с минимальными затратами времени и средств.

Наиболее простым вариантом считается изготовление оборудования на базе уже готового рабочего стола, который нуждается в проведении небольшой модернизации. Специалисты же рекомендуют изготовить самодельный фрезерный стол.

Для этого в первую очередь следует определиться с местом, в котором будет расположена циркулярка. Если планируется оборудование использовать для работы с торцовочными поверхностями, фрезу лучше расположить горизонтально. Таким образом, торцовочный край будет обрабатываться максимально точно и быстро.

Для выполнения фрезера рекомендуется предварительно подготовить необходимые материалы:

1. Рама. Для их изготовления рекомендуется остановить свой выбор на стальных трубах, которые имеют круглое или квадратное сечение.
2. Столешница. Следует обратить внимание на то, что поверхность должна быть максимально ровной и гладкой. В качестве материала для ее выполнения рекомендуется выбрать такой материал, как ДСП. Благодаря этому оборудование не будет разрушаться в результате механического воздействия.
3. Ограничители (фиксаторы). Основное их предназначение заключается в том, чтобы направлять заготовку по направлению движения фрезы. Они могут быть изготовлены как из дерева, так и из стали. Для их крепления к столешнице рекомендуется использовать специальные крепления.

После того как все материалы подготовлены, можно приступать к сборке всех элементов станка.

Есть еще один довольно простой вариант, с помощью которого можно сделать вертикальный фрезеровальный станок. Фрезерный стол своими руками, чертежи которого должны иметь точно указанные размеры. В процессе изготовления рекомендуется строго придерживаться указанных на чертежах размеров.

Для начала нужно собрать каркас станка, для чего используются предварительно приобретенные заготовки труб, которые соединяются между собой посредством сварки.

Далее, можно придерживаться такой очередности действий:

1. Нанести разметку на панель из ДСП. По разметке вырезается контур рабочего стола. Если фреза будет расположена в вертикальном положении, пластина для фрезера в стол оборудуется небольшим отверстием.
2. При установке электрического мотора и шпинделя необходимо брать во внимание то, что они должны быть смонтированы в уровень со столешницей.
3. Во избежание сильной вибрации станка рекомендуется прибегнуть к монтажу дополнительных ребер жесткости.

Теперь можно приступить к проведению первых испытаний самодельного фрезеровального станка. При этом следует придерживаться правил безопасности при работе с ним.

Правила эксплуатации фрезера

Для того чтобы работа со станком была практична и безопасна, необходимо соблюдать установленные правила. Среди наиболее важных можно отметить следующие:

1. Организовать рабочее место таким образом, чтобы его площадь была приблизительно в 2 раза больше габаритов станка.
2. Стены помещения не должны быть выполнены из горючих материалов.
3. Поверхность пола должна быть максимально ровной и жесткой.
4. Перед включением оборудования нужно проверить его исправность.
5. Режущий элемент должен соответствовать тому, с каким материалом предстоит работать.
6. Теперь можно приступить к монтажу шпинделя, который должен вращаться свободно. Следует обратить особое внимание на исправность охладительной системы и фильтров. Если циркуляра охлаждается посредством использования водяного охлаждения, необходимо проконтролировать наличие необходимого количества охладительной жидкости.
7. Первый запуск станка проводится вхолостую, что позволит проверить его работоспособность.

Для работы на станке допускаются только те лица, которые прошли специальную предварительную подготовку.

На операторе должны быть надеты защитная одежда, свободного покроя, защитные очки, обувь, респиратор, наушники и перчатки.

После того как работа закончена, необходимо отключить электрическое питание станка. Затем очистить рабочий стол от скопившейся на нем стружки и мусора.

Специалисту советуют приблизительно 1 раз на протяжении недели проводить уборку в рабочем помещении. Это касается поверхности потолка и стен. Удобно для этого использовать обычный пылесос.

Нельзя забывать также и о проведении профилактического осмотра состояния станка:

• наличие смазки в местах трения;
• удаление пыли и грязи на всех рабочих агрегатах;
• наличие охладительной жидкости и проходимости водяных магистралей при использовании водяного охлаждения.

При соблюдении вышеуказанных правил и рекомендаций станок сможет прослужить на протяжении длительного времени. Кроме этого риск возникновения аварийной ситуации в процессе эксплуатации оборудования, а также травмирования оператора будут сведены к минимуму.

Originally posted 2018-04-18 12:30:16.

Источник

Как сделать фрезерный станок по дереву своими руками?

Фрезерный станок – отличный помощник для начинающего и опытного мебельщика. Он полезен и изготовителю ручного инструмента – ключей, струбцин, обжимных приспособлений. С помощью фрезы вырезаются кодовые пропилы в замочных ключах, сверлятся овальные сквозные зазоры в механизмах. Фрезеровщик в ряде работ дополнит токаря.

Особенности изготовления

Фрезеровальные станки по дереву, изготавливаемые своими руками, имеют некоторые отличия друг от друга.

• По типу – ручной и механизированный. Ручные станки используют воротки и редукторы, приводимые в движение руками рабочего. Механизированные – оснащены электромотором: скорость работы, когда в дело вступает электродвигатель, может повыситься в разы. Во втором случае мастер не тратит лишние усилия на вращение воротка с редуктором, отвлекаясь на это нехитрое действие – а включит электродвигатель и работает точнее, быстрее и оперативнее, ориентируясь по направляющим. Механическое усилие здесь выдаёт мотор.

• Одно- и многопрофильные. Однопрофильные станки рассчитаны на одну операцию, например, сверление, затачивание. Многопрофильные – помогают не только обточить, рассверлить обрабатываемую деталь, но и отцентровать её, когда она идеально круглая и вращается в будущем устройстве. Они же позволяют задать точные ориентиры (контур с постоянным шагом) под прорезаемые отверстия, щели и зубцы будущей детали.

• Простейший станок по дереву применяется, например, в небольшой мебельной мастерской. Фрезерные установки по металлу используются в гаражных условиях – например, для вытачивания новой детали взамен повреждённой под карбюраторные двигатели старых поколений и образцов. Профессиональные станки, поставщиком которых является ближайший машиностроительный или станкостроительный завод, стоят в разы дороже простейших установок.

• Рабочая часть – режущая головка (резак), приводимая во вращение с помощью двигательного шпинделя либо механического воротка с повышающим обороты редуктором.

По принципу действия механизированные станки подразделяются на следующие виды.

• Одно- или немногофункциональные одношпиндельные с предметным столиком, расположенным вертикально или горизонтально. Столик (подставка) перемещается по направляющим, как колёса поезда по рельсам – только прямо.

• Модифицированные одношпиндельные, в которых предметная подставка (фрезерный столик) поворачивается на определённый угол, отклоняется.

• Копировальные станки – шпиндель поднят наверх и жёстко закреплён там.

• Копировальные станки с горизонтально размещённым шпинделем.

Определившись, какой станок требуется – в рамках поставленных задач и цели – мастер подготовит расходники и инструментарий для изготовления устройства.

Инструменты и материалы

В качестве инструментов, резко ускоряющих изготовление деталей для фрезерного станка и его сборку, понадобятся:

• электролобзик или сабельная пила с режущим полотном (оно должно подходить к конкретной модели привода);
• дрель с набором свёрл по металлу, керн;
• инструмент для нарезания наружной и внутренней резьбы (при необходимости);
• строительный маркер, линейка рулеточного типа, угольник (или линейка двухполосная с прямым углом);
• шуруповёрт с набором шлицевых и крестовых бит (или универсальная отвертка с насадками-битами и гайковёртами);
• два разводных ключа (под размер гаек 6-30 мм, если гайковёрт недоступен);
• болгарка с отрезными дисками по металлу и дереву;
• молоток, пассатижи, а также могут потребоваться и кусачки.

Подготовив инструменты, позаботьтесь о наличии следующих расходных материалов.

1. Доска натуральная (отрезок в метр и более) подходящей толщины.
2. Саморезы диаметром 4-5 мм (по дереву).
3. Металлические направляющие планки (можно использовать от электроинструментов, более не подлежащих ремонту).
4. Миниатюрная электродрель – её привод будет источником вращательной (кинетической) энергии для работающих насадок и коронок станка. Если нет дрели, подойдёт новый шаговый электродвигатель с электронной платой драйвера. Заказать обе комплектующие можно в китайских интернет-магазинах.
5. Электрический выключатель, дополнительный предохранитель-автомат (для гарантированной защиты домашней электропроводки) на 16 ампер. Подойдёт также электропробка на планке с предохранителем, рассчитанным на ток не более нескольких ампер.
6. Сетевой кабель с сечением провода не менее 1 кв. мм.
7. Отрезок шпильки диаметра М10 или М12, набор гаек, плоских и гроверных шайб под неё. Можно использовать готовые болты.
8. Винты- «барашки» типоразмера М10/М12.
9. Отрезок листовой стали с толщиной не менее нескольких миллиметров. Можно отрезать от профтрубы квадратного сечения.
10. Отрезок уголкового или прямоугольного профиля 50*50 мм.

При необходимости количество будущих комплектующих может быть расширено: станки бывают ручные и сверлильного типа.

Механизированные – например, с дрельным приводом, – наиболее востребованы в домашней мастерской.

Пошаговая инструкция

Фрезерный станок по дереву, собранный своими руками, предполагает готовый или чертёж собственной разработки, на котором показаны размеры деталей и комплектующих. Простой деревообрабатывающий станок выполняется в стационарном и разборном варианте.

• Первый предполагает использование его в одной мастерской на протяжении десятков лет, пока не сменится хозяин объекта и его профильная деятельность. Для стационарного место подготовлено так, что его менять и переоборудовать смысла нет.
• Второй вариант – конструкция, проносимая в дверь даже при значительной ширине столешницы, большей, чем ширина холодильника, неразборных столов и кресел, диванов и иной крупногабаритной техники и мебели.

По сравнению с коллекторным, он отличается сроком службы в десятки лет, так как не содержит изнашивающихся при работе колец и щёток.

Расчёт параметров

Выбор электромотора – стадия проектирования с несколькими параметрами. Для однофазных сетей подойдут шаговые двигатели с электронной платой драйвера – они перемещают фрезеровальную часть (сверлильный привод или точило) по горизонтали и вертикали на определённый шаг и фиксируют её в заданном положении. Коллекторный мотор – основной компонент, от которого работает фреза. Профессиональный станок предполагает наличие как минимум трёх моторов. Имеющаяся трёхфазная сеть в гараже с межфазным напряжением в 380 вольт (а не 220, как в случае с единственной фазой) позволяет применить асинхронный двигатель.

Он выполняет плавные, без рывков, пуск и остановку станка, что тут же обеспечит высокое качество фрезерования. Впрочем, есть и однофазные двигатели, использующиеся, например, в вентиляторах, лишённые магнитов, колец и щёток.

Разобрав отслужившие своё принтер, вентилятор, старую мясорубку или стиральную машину, пользователь добудет из этой техники подходящие электромоторы. Желательно расположить его снизу, а ось с фрезой направить вертикально вверх. Но может использоваться и станина-подвес – в этом случае ось фрезерователя направлена строго вниз.

Мощность зависит от нагрузки, времени работы и регулярности, постоянства использования установки. До полукиловатта в основном двигателе хватит, чтобы обрабатывать детали поверхностно. Небольшие фрезы и мягкие породы обрабатываемого дерева соотносятся между собой по воздействию первых на вторые.

До 1200 ватт – такой двигатель справится с заглубленной обработкой древесины. До 2 кВт включительно – более мощные фрезы позволят обрабатывать медь, алюминий, припой, свинец, магний и другие мягкие металлы (и их сплавы), а также пластик (полистирол и другие виды пластика, включая особо прочные) и ряд композитов (стеклотекстолит, армированный полипропилен, резина с кордом из стекловолокна, оптическое волокно).

Число оборотов берётся таким, чтобы обработка оказалась как можно более качественной. Оптимальное – 3000, совпадающее с частотой питающей сети в 50 герц (двигатель без повышающего или понижающего редуктора).

Но повышенное число оборотов, например, 10000 в минуту – как у шпинделя винчестера компьютера – позволит сделать срез на детали максимально гладким, ровным, с идеальными гранями и рёбрами. Такие обороты применяют на заводах точной механики.

Для качественной обработки нужны металлические направляющие – вертикальные и горизонтальные. Они не позволят основному мотору «уехать» вбок, по косой линии в любую из сторон. В качестве таких рамок применяется, например, квадратная профтруба 15*15, 20*20, 25*30, вплоть до 20*40 мм. Либо П-образный или уголковый профиль таких же поперечных размеров. Они работают по принципу рельсов. Направляющие подают деталь к фрезерователю. Усилие подачи (и глубину обработки) регулирует сам мастер.

Размеры верстака должны при разборе проходить в имеющиеся двери, ворота на территории – на случай ремонта, переезда, иных плановых мероприятий, требующих временно освободить комнату. Если предполагается обработка длинной (шестиметровой) доски из натурального дерева или фанеры, ДСП, МДФ (продольное её пиление, высверливание, шлифовка), желательно соорудить самый большой стол – например, с размерами столешницы 3*1 м.

Толщина столешницы – не менее 2 см, это придаст ей жёсткость. Ножки и усиливающие (треугольные) проставки выполняются из бруса, например, сечением 5*5 см.

Царга (соединяющая ножки планка) – из доски с сечением, к примеру, 18*50 мм. Скрепление деталей верстака – с помощью мебельных уголков (на 90, 45 и 135 градусов), саморезами и болтами.

Для гарантии надёжности (стол выдержит до 300 кг массы обрабатываемых деталей) в качестве уголков применяют нарезки уголкового профиля, толщина которого может доходить до 7 мм. Высота стола (уровень столешницы) – до метра с лишним от пола. Полностью стальной верстак (кроме столешницы) подразумевает использование отрезков обычной и квадратной трубы с толщиной стенок не менее 3 мм. Обязательна ровность и гладкость поверхности стола – без неё фрезерование не удастся. Если нет ровной и гладкой древесины, столешница обшивается листовой сталью с толщиной не менее 3 мм.

Блок управления (электрошкаф, коммутирующая коробка). Срабатывание основного и вспомогательных двигателей регулируется кнопками. Для основного мотора предусмотрен узел выставления оборотов. Важная часть – кнопка аварийной остановки, обесточивающая механизм при случайном захвате фрезой посторонних частиц, предметов, а также защищающая руки рабочего.

Освещение – применяются светодиодные прожекторы или лампы (самосбор или готовые). Рабочее место должно быть хорошо освещено.

Розетки – если верстак универсальный, на нём, помимо основного станка, есть место для подключения других инструментов (болгарка, дрель, шуруповёрт).

Технология сборки

В общем и целом, пошаговый процесс выглядит следующим образом.

1. Разметьте и распилите доску и деревянную плиту на составляющие (будущие детали), сверяясь по чертежу будущего стола.
2. Разметьте и распилите стальные листы и профтрубы.
3. Разметьте, пропилите и просверлите технологические отверстия, проёмы и выемки, предусмотренные будущей конструкцией. Для пропила применяются болгарка, сабельная пила и электролобзик. Соблюдайте ровность хода, не отклоняясь от разметок.
4. Для изготовления станины, крепящей двигатели, разметьте и распилите профтрубу и уголки, сверяясь по чертежу конструкции.
5. Соберите станину и смонтируйте на ней основной двигатель. Для закрепления мотора используйте уголки и технологические стойки. Он должен быть зафиксирован надёжно.
6. В проёме (если он есть) установите горизонтальные направляющие. Над проёмом – перпендикулярно столешнице – устанавливаются вертикальные. Соотнесите их – они не должны смещаться. Проверьте их работу, временно поместив между ними, например, тестовые брусок или металлоконструкцию, элемент крутящей механики, подлежащие обработке. Убедитесь, что подающие «салазки» закреплены надёжно.
7. В пространстве станины разместите шаговые двигатели и их драйверные платы. Эти двигатели применяются в полуавтоматических станках, рассчитанных на скоростную профессиональную обработку деталей. Разместите элементы механизма передачи (если он предусмотрен) – редуктор продлит срок службы подшипников двигателя, взяв часть нагрузки от обрабатываемой детали на себя. Шестерная или ременная передача – зависит от предпочтений пользователя.
8. Смонтируйте блок питания для шаговых двигателей. Зачастую эти движки не используют 220 В – им требуется пониженное напряжение, например, 12 В.
9. Разместите зажимы и фиксаторы (винты- «барашки»). Они помогут зафиксировать обрабатываемую деталь, например, по вертикали, сделав свободной её подачу по горизонтали.
10. Соберите электромонтажную схему, припаяв провода и кабели к соответствующим выводам используемой электрики. Разместите выключатели и кнопки – согласно сборочному чертежу верстака с фрезерователем. Опробуйте работу основного и вспомогательных двигателей, подав постоянное напряжение (например, 5 и 12 В от блока питания) на шаговые двигатели. Основному мотору может потребоваться 220 или 380 В.
11. Разместите розетки. Можно использовать готовый удлинитель – если верстак универсальный. Проверьте их работу, подключив общий кабель к ближайшей розетке. Рекомендуется для станка (с верстаком) установить отдельный автоматический предохранитель. Его рабочий ток – 16 ампер.
12. Разместите светильник. Проверьте его работу.

Собрав верстак с фрезерным станком, проверьте работу установки. Обработайте деревянный брусок – например, скруглите его, сточите на нём слой древесины.

Убедитесь, что двигатели и механизм подачи работают чётко. Если станок достаточно мощный, то попробуйте равномерно обточить, скажем, кусок алюминиевой трубы от старой раскладушки.

Заключение

Станок-фрезер, прошедший испытания на дереве, пластике, композите или цветмете, опробуется на обтачивании более крепкой, прочной конструкции. В качестве примера – изготовление спицевого ключа для велосипеда из кусочка круглой трубы с толщиной стенок в 7 мм, имеющего 10 равноудалённых пропилов разной ширины.

Как сделать фрезерный станок из дрели, смотрите далее.

Источник