Фрезер. Виды и устройство. Работа и применение. Как выбрать

При обработке древесины одним из самых полезных инструментов является ручной фрезер. Он применяется для широкого перечня задач, на выполнение которых вручную требуется много времени, сил и высокий уровень мастерства.

Из чего состоит фрезер и его предназначение

Устройство представляет собой электрический инструмент, состоящий из мотора установленного на подставку. На вал двигателя закреплена цанга для фиксации фрез и сверл. Конструкция подставки позволяет устанавливать станок на обрабатываемую поверхность под прямым углом к фрезе. При этом механизм дает возможность втягивать или выдвигать вращающиеся головку фрезы, тем самым обеспечивая регулировку глубины обработки древесины.

Инструмент применяется для выполнения следующих задач:

• Профилирование кромки доски.
• Выборка гнезд для фурнитуры.
• Выборка четверти.
• Нарезка шипов.
• Сверление отверстий.
• Обрезка.
• Гравировка и резьба по дереву.
• Подготовка пазов и шлицов.

Данное оборудование заменяет большой набор ручных инструментов, таких как рубанок, стамески, коловорот, пила и пр. Конечно, фрезер нельзя считать универсальным для любых задач, но с его помощью можно сделать действительно многое. Его по праву можно назвать инструментом, который при комплектации мастерской плотника или столяра, должен покупаться в первую очередь наряду с циркулярной пилой и электрорубанком.

Разновидности

По своей конструкции ручные фрезеры бывают трех видов:

Верхние фрезеры устанавливаются над заготовкой. В их центральной части фиксируется вращающаяся фреза, что существенно облегчает удержание инструмента во время работы. Такое оборудование выбирают как новички, так и профессионалы. Оно считается самым универсальным для выполнения широкого спектра задач. Прибор может быть неподвижным или погружным. Если устройство погружное, то можно поднимать вращающуюся фрезу не отрывая подошву от обрабатываемой детали.

Кромочные фрезеры очень удобные для обработки кромок и снятия фасок. Такие инструменты гораздо легче верхних, поэтому для выполнения узконаправленных задач они существенно удобнее. Нужно отметить, что кромочный инструмент в основном применяется профессиональными плотниками для ускорения работы, поэтому в домашней мастерской он будет лишним, тем более что для нечастых задач вполне сгодится и более универсальный верхний фрезер.

Фрезеры для ламелей еще более редко применяемые. С их помощью осуществляется изготовление пазов и замков, которые обычно можно встретить на вагонке или напольных покрытиях. Такой инструмент является узкоспециализированным. С ним работать довольно удобно и быстро, но покупать такое оборудование для нечастого применения нецелесообразно. Эффективной заменой ламельных фрезеров могут стать верхние, установленные на фрезеровочный стол. При закреплении на столе упора, и двойном прохождении заготовки, можно сделать замок такого же качества, хотя и затратив больше времени.

Ключевые параметры при выборе

Предлагаемые производителями фрезеры отличается не только по конструкции, но и по габаритам. Встречается оборудование весом от 2 до 6 и более килограмм. Легкие применяются для выполнения несложных задач. Они останавливаются при заглублении в твердую породу дерева, поэтому их обычно избегают. Тяжелые профессиональные фрезеры имеют массивный корпус и мощный электродвигатель, поэтому могут справиться с любой древесиной и крупными фрезами.

При выборе фрезера следует обращать внимание на следующие характеристики:

• Мощность.
• Скорость вращения.
• Тип цанги.
• Конструкцию подошвы.

Производительность фрезера напрямую зависит от его мощности. Оптимальными по мощности считаются приборы от 750 до 1500 Вт. Вес таких инструментом в среднем составляет около 4 кг. Бюджетные модели, мощностью до 750 Вт вполне пригодны для работы с мягкими породами древесины и гипсокартоном, но зачастую их производительность недостаточна. Слабые фрезеры часто останавливаются, особенно при резком изменении структуры волокон древесины, что бывает при обработке сучков. Тяжелые профессиональные фрезеры, мощностью свыше 2000 Вт, весят действительно много, поэтому такой инструмент сложно назвать ручным. Зачастую его мощность избыточна, поэтому если не заниматься обработкой дерева профессионально, то покупка столь функционального оборудования будет неоправданной растратой.

Выбирая фрезер следует обратить внимание на его скорость. Чем выше частота вращения фрезы, тем чище обрабатываемая поверхность. Присутствующее на рынке оборудование обычно имеет скорость от 7 до 24 тыс. оборотов в минуту. Стоит учитывать, что для очень быстрых фрезеров требуются специальные дорогостоящие фрезы, поскольку обычные не выдерживают столь интенсивной нагрузки. Также скоростные аппараты более шумные. Издаваемый ими звук при обработке древесины часто похож на свист, что сильно мешает и раздражает.

Подбирая фрезер стоит обратить внимание и на используемый тип цанги. Лучшими считаются конусные. При этом желательно чтобы цанга была сделана из закаленной стали. Данная часть фрезера является легко сменяемой. При желании всегда можно установить другую более прочную. Если пользоваться некачественной цангой, то уровень безопасности при работе фрезером снижается.

Для упора фрезера в обрабатываемую заготовку используется подошва. Она бывает литой и штампованной. Литые подошвы являются лучшими, поскольку обладают более ровными пропорциями. Кроме этого они не так подвержены деформации как штампованные. На бюджетных моделях, а также на большей части фрезеров среднего ценового сегмента, устанавливаются штампованные подошвы.

Параметры, влияющие на удобство работы

При покупке фрезера следует учитывать, что удобство его использования зависит не только от качества изготовления и мощности установленного мотора, но и возможности проведения некоторых настроек.

В связи с этим следует обратить внимание на следующие параметры:

• Рабочий ход фрезы.
• Наличие плавного пуска.
• Автоматическую защиту от перегрузок.
• Наличие параллельных упоров.
• Возможность подключения к пылесосу.

Рабочий ход фрезы является ключевым параметром при выборе. Именно от его показателя зависит глубина возможной выборки в древесине. Самые слабые модели обычно способны углубиться в заготовку на глубину от 20 до 50 мм. У профессиональных этот показатель доходит до 80 мм и выше. Глубина обработки регулируется специальным механизмом на корпусе фрезера или на его упоре, в зависимости от конструкции. Чем точнее шкала регулировки, тем лучше. Самыми удобными в использовании считаются фрезеры с делением настройки в 0,1 мм.

Более дорогие модели фрезеров оснащаются системой плавного пуска. Она позволяет электродвигателю набирать обороты медленнее. Это снижает динамическую нагрузку на отдельные узлы инструмента, что существенно увеличивает срок его эксплуатации. Также немаловажным дополнением является защита от перегрузок. Это предотвратит замыкание электрической части в случае скачков напряжения или при перегреве.

Важным параметром является и наличие дополнительных приспособлений, которые входят в комплект фрезера. В первую очередь это касается параллельного упора. С его помощью можно проводить идеально ровную выборку параллельно одной из сторон деталей. В более дорогих моделях в комплект кроме упора может входить и копировальная втулка. Она позволяет делать выборку путем копирования контура вырезанного заранее шаблона.

Также немаловажным является наличие патрубка для подключения к пылесосу. Хотя такое расширение и является довольно востребованным, патрубок есть далеко не на всех фрезерах, поэтому перед покупкой следует уточнить данный момент. Благодаря его наличию можно подключить пылесос с циклоном для отвода стружки, что обеспечит чистоту в мастерской и минимальное запыление воздуха.

Усовершенствование фрезера

Ручной фрезер универсальный инструмент для выполнения десятков различных задач, но он имеет и недостаток – это довольно тяжелое оборудование. При работе с ним быстро появляется усталость. Кроме этого, для того чтобы обрабатывать мелкие детали их необходимо фиксировать на столе с помощью струбцин, а также применять различные направляющие. Для решения данных проблем многие владельцы этого инструмента проводят его модернизацию, которая не влияет на целостность самого фрезера. Распространенным решением является закрепление фрезера на стол. Он прикручивается болтами к нижней стороне столешницы. При этом его фреза выводится на внешнюю часть стола, сквозь заранее подготовленное отверстие. Таким образом, инструмент можно переделать во фрезерный станок.

С помощью станка можно легко и быстро обрабатывать кромку досок, сделать соединение шип-паз, а также выполнять прочие задачи. Продуктивность при этом возрастет в разы, поскольку в таком положении проводится движение заготовки на фрезу, а не наоборот. После окончания работы фрезер можно снять и продолжить использовать его как ручной инструмент.

Фрезерные станки

Фрезерные станки предназначены для обработки металлических и деревянных заготовок при помощи фрезы. Операция фрезерования подразумевает вращательное движения режущего инструмента, которое является главным, и поступательное перемещение заготовки или фрезерной головки, которое называется движением подачи.

1. Фрезерные станки применяются для выполнения следующих операций:

• обработка наружных и внутренних плоских поверхностей;
• создание фасонных поверхностей;
• прорезание канавок, наружных и внутренних шлицев, пазов;
• создание эвольвентных и других профилей зубчатых колес;
• подрезание торцов и создание профилей на торцевых поверхностях;
• отрезание.

Рассмотрим основные параметры, по которым происходит классификация фрезерных станков.

2. В зависимости от расположения и направления движения шпинделя, подразделяются на две большие группы:

• вертикально-фрезерные;
• горизонтально-фрезерные;
• комбинированные.

Вертикально-фрезерные станки (рис. 1) имеют шпиндель, ось вращения которого расположена вертикально. Некоторые модификации этих станков дополнительно оснащаются механизмом поворота шпинделя вокруг горизонтальной оси. Это позволяет изменять угол приложения фрезы, что существенно расширят возможности станка. Также шпиндель на некоторых станках имеет возможность перемещаться вдоль оси вращения, а также осуществлять движения в горизонтальной плоскости, что также увеличивает технологические возможности станка.

Рисунок 1. Вертикально-фрезерный станок.

В горизонтально-фрезерных станках (рис. 2) ось вращения шпинделя располагается горизонтально. Это несколько ограничивает сферу применения этого станка. Но в то же время увеличивает перечень операций, которые он способен выполнять. Например, на горизонтально-фрезерном станке можно производить плоское шлифование или полирование.

Рисунок 2. Горизонтально фрезерный станок.

Комбинированные станки отличает наличие подвижной фрезерной головки, которая способна изменять свое положение, располагая шпиндель по отношению к заготовке вертикально или горизонтально в зависимости от требуемой операции.

3. В зависимости от сферы применения:

4. По наличию консоли:

В консольных станках стол закреплен на подвижной консоли, которая может перемещаться в трех координатах. На бесконсольных версиях фрезерных станков стол установлен на станине и имеет возможность двигаться только в горизонтальном направлении по направляющим.

5. По типу управления:

• с ручным управлением;
• полуавтоматические;
• автоматические (станки с ЧПУ).

Рассмотрим более детально каждый из наиболее популярных типов фрезерных станков.

Консольный вертикально-фрезерный станок

Вертикально-фрезерный станок с консолью является одним из самых распространенных. Такая популярность связана с тем, что, несмотря на довольно простую конструкцию, этот станок способен выполнять большинство наиболее востребованных фрезерных операций.

Рассмотрим общую конструкцию консольного вертикально-фрезерного станка (рис 3).

Рисунок 3. Конструкция консольного вертикально-фрезерного станка.

Вертикально-фрезерный станок с консолью состоит из следующих элементов.

1. Консоль. Сложный механизм, обеспечивающий подачу заготовки на вращающуюся фрезу с необходимым шагом и скоростью. В большинстве случаев имеет настройки на полуавтоматический режим обработки, что позволяет выбрать направление и скорость подачи, а также глубину внедрения фрезы в зависимости от частоты вращения шпинделя.
2. Салазки. Предназначены для перемещения стола.
3. Стол. Служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
4. Защитный щиток. Предохраняет фрезеровщика от разлета стружки.
5. Шпиндель. Передает движение от привода станка на фрезу. Может регулироваться по высоте и углу наклона по отношению к обрабатываемой детали.
6. Фрезерная бабка. Содержит механизмы реверса и изменения скорости вращения шпинделя.
7. Ползун. Подвижная часть фрезерной головки. Осуществляет подачу фрезы в вертикальном направлении.
8. Станина. Основание станка, на котором размещаются все узлы и механизмы.
9. Кожух. Защищает узлы консоли от попадания стружки.
10. Шкаф. Служит для размещения электрооборудования.

Вертикально-фрезерные станки могут оснащаться дополнительным оборудованием или иметь расширенные возможности благодаря внедрению дополнительных опций.

Горизонтально-фрезерный станок

Горизонтально-фрезерный станок (рис. 4) отличает горизонтальное расположение фрезы. Как правило, фреза закрепляется неподвижно, и подача осуществляется только за счет перемещений стола.

Рисунок 4. Устройство горизонтально-фрезерного станка.

Горизонтально-фрезерный станок состоит из следующих элементов.

1. Рукоятка переключения скоростей. Служит для переключения режимов вращения шпинделя.
2. Станина. Является несущей конструкцией станка, на которой расположены рабочие элементы.
3. Лимб. Служит для точной настройки.
4. Хобот. Предназначен для закрепления второго конца приводного вала фрезы.
5. Коробка скоростей. Состоит из набора шестерен с кулисным механизмом переключения. Служит для изменения скорости вращения фрезы.
6. Шпиндель. Предназначен для закрепления в нем приводного вала фрезы.
7. Первая подвеска.
8. Вторая подвеска. Предназначены обе подвески для фиксации приводного вала.
9. Стол. Служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
10. Поворотная плита. Способна осуществлять поворот вокруг горизонтальной оси.
11. Салазки. Необходимы для обеспечения горизонтальной подачи детали.
12. Консоль. Сложное устройство, которое выполняет функцию механизма подачи детали во всех плоскостях. Специфика работы горизонтально-фрезерного станка не позволяет в обычном случае придать подвижность фрезе. Поэтому все движения фрезы относительно заготовки осуществляются посредством консоли.
13. Коробка подач. Служит для настройки автоматической продольной и поперечной подачи.
14. Фундаментная плита. Основание станка. Имеет отверстия под закрепление станка на фундаменте.
15. Рукоятка управления подачами. Управляет скоростью подачи.
16. Лимб подачи. Предназначен для настройки подачи с увеличенной точностью.

Прочие фрезерные станки

Рассмотрим другие фрезерные станки, которые составляют меньшую группу по сравнению с двумя образцами, описанными выше.

1. Бесконсольные фрезерные станки (рис. 5). Могут быть как с вертикальным, так и с горизонтальным расположением шпинделя. Служат для более простой фрезерной обработки металлов и дерева в плане сложности самих фрезерных операций. Не имеет настроек по высоте подъема стола ввиду отсутствия консоли. Преимуществом является повышенная точность обработки.

Рисунок 5. Бесконсольный фрезерный станок.

2. Продольно-фрезерный станок (рис. 6). Предназначен для продольного фрезерования деталей большой длины или деталей, которым необходима простая прямолинейная обработка. Также эти станки могут работать со шлифовальными кругами.

Рисунок 6. Продольно-фрезерный станок.

3. Шпоночно-фрезерный станок (рис. 7.). Предназначен для прорезания шпоночных пазов на заготовках различной формы. Работают такие станки в автоматическом режиме после задания параметров шпоночного паза.

Рисунок 7. Шпоночно-фрезерный станок.

4. Зубофрезерный станок (рис. 8). Используется для создания зубьев различных параметров. Для этих станков применяются специальные фрезы, предназначенные под создание определенных профилей зубчатых колес и червячных передач.