Как сделать самому фрезерный станок. Тонкости выполнения фрезерного станка по дереву дома. Изготовление верхнего прижима

23.11.2019

Конструктивные особенности

Самодельный фрезер по дереву применяется для снятия фаски, оформления кромки, создания декоративной резьбы. Аналогичное устройство по металлу оснащено специальными фрезами и предназначено для работы с мягким металлом. При необходимости можно сделать фрезер для работы с пластиком, оргстеклом и прочими материалами.

Основными элементами инструмента являются шпиндель, мотор и фреза. Вращение от мотора передается на шпиндель с рабочей фрезой. Некоторые фрезеры по металлу и дереву работают от однофазной электросети переменного напряжения. Можно сделать ручные фрезеры своими руками на маленьком двигателе постоянного тока.

Для этого применяют различные фрезы. Выбор элемента зависит от предназначения будущего инструмента и обрабатываемого материала. Простые модели предназначены для обработки дерева. Для таких агрегатов характерна низкая скорость. Сложнее сделать своими руками фрезер по металлу, так как этот материал обладает высокой степенью жесткости и прочности.

Вернуться к оглавлению

Принцип действия и классификация

Для изготовления шпинделя применяют твердый металл, который должен соответствовать определенным требованиям по жесткости и твердости. Принцип работы любого фрезера заключается в следующем: ротор связан со шпинделем, на который фиксируется фреза. При включении инструмента в электросеть шпиндель начинает вращаться. Материал режется острыми ножами.

Точность выполняемой работы зависит от скорости вращения.

Стойка для фрезера выпиливается также из куска древесно-стружечной плиты.

Так как число оборотов зависит от плотности сырья, то самодельный инструмент рекомендуется укомплектовать регулятором.

ламельный – изготавливает пазы;
верхний – применяется для выполнения любой работы по дереву;
кромочный – изготавливает кромки и снимает фаску.

Верхний фрезер классифицируется на следующие виды:

неподвижный – жесткое крепление мотора;
погружной – мотор перемещается с фрезой.

Узкопрофильный инструмент подразделяют с учетом материала и деталей, к которым он применяется:

шипорезный станок;
для гипсокартона;
для получения паза и др.

Вернуться к оглавлению

Самостоятельное изготовление

Ручной инструмент, представленный из мотора, который вращает фрезу, можно сделать своими руками. Для этого потребуется фреза, электрический мотор и патрон. Двигатель можно взять от любого рабочего электрического прибора. Патрон можно взять от перфоратора, так как эта деталь выдерживает большую мощность.

Основанием для мотора является ПВХ либо стандартные листы ДСП. Основание вырезают и фиксируют к мотору. Патрон соединяют с двигателем с помощью специального переходника. Для этого потребуется помощь специалиста. Для полученного материала подбираются соответствующие фрезеры. Инструмент готов к эксплуатации.

Полученное ручное устройство можно превратить в станок. Для этого потребуется обустроить станину подходящих размеров и сделать отверстия в соответствующих местах. Такой универсальный станок, изготовленный в домашних условиях, не сможет дать достаточную скорость для проведения высококачественной работы. Его можно использовать для «грубой» работы по дереву.

В домашних условиях можно сделать ЧПУ станок. Он предназначен для производства изделия, спроектированного на компьютере. Аппарат с числовым программным управлением позволяет выполнить следующие работы:

Фрезерование.
Лазерная резка.
Гравировка.
Сверление.

Самодельный станок должен быть многофункциональным. Для его изготовления потребуется МДФ плита размером 1,5х1,5 м и фурнитура. Детали вырезают электролобзиком и дрелью. Чтобы в процессе работы стружка не разлеталась, делают пылеотсос. Полученный инструмент не применяют для обработки металла. Его можно использовать для работы с алюминием, бронзой, пенопластом и пластиком.

ЧПУ станок изготавливают своими руками с помощью алюминиевого профиля с сечением в 80х40х4 мм. Из него нарезают балки:

2 шт. по 1300 мм;
4 шт. по 460 мм.

В 2 швеллера с сечением в 50х30х4 мм вписывают направляющие. Ножки станка изготавливают из аналогичных элементов дивана. Каркас основания готов. В основе такого многофункционального инструмента находятся шаговые моторы.

Основными элементами ручного фрезера считаются мотор и фреза. Остальные детали устройства выполняют функции посредника, обеспечивая бесперебойную работу устройства. Поэтому при изготовлении ручного фрезера рекомендуется учитывать параметры мотора и фрезы.

Ручной самодельный инструмент обладает следующими преимуществами:

низкая цена;
обработка различной поверхности;
простая сборка конструкции и обслуживание;
легкая эксплуатация.

К недостаткам самодельных устройств специалисты относят низкую скорость обработки материала. Если аппарат оснащается стандартным мотором, которым укомплектовывают современные бытовые приборы, тогда для обработки сложных элементов и поверхностей не хватит оборотов. Чтобы устранить такой недостаток, применяют высокоскоростные двигатели. Их можно снять из современного перфоратора. Мощный агрегат позволит регулировать число оборотов для выполнения столярной работы любой сложности.

Самодельный фрезерный инструмент обладает низкой жесткостью и прочностью, так как изготавливается из подручных материалов. Вышеперечисленные преимущества и недостатки следует учитывать при изготовлении и работе с ручным самодельным устройством.

Любой, кто более-менее серьезно работает по дереву, рано или поздно приходит к выводу, что получить высококачественное изделие без фрезеровки невозможно. Но за приличный бытовой фрезерный станок для обработки древесины придется выложить вряд ли менее 20 тыс. руб. Окупятся ли такие затраты и когда? Будет ли и насколько выбранный агрегат приспособлен для наиболее употребительным вами фрезеровочных операций? Решить такие вопросы умозрительно чрезвычайно сложно и далеко не всегда возможно. Выход – сделать фрезерный станок по дереву своими руками. Это по меньшей мере даст возможность точно понять, что может тот или иной станок и что вы на нем можете. Возможно, и потребность в покупке отпадет – самоделка, изготовленная для себя, придется по рукам на годы. Материал настоящей статьи призван привести читателя именно к такому повороту событий.

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.

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.

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.

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).

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).

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 / фуговального станка

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.:

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:

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

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.

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.

Пылесборник

Поскольку промышленной пневмосистемы с отбором воздуха дома не бывает, отсасывать фрезеровочную пыль приходится бытовым пылесосом. Если его подключить непосредственно к патрубку пылеулавливателя, нужный недешевый бытовой прибор скоро выйдет из строя. Дорогой хорошо чистящий пылесос с гидроулавливателем скорее всего, немедленно. Так что к самодельному фрезеру по дереву кроме пылеулавливателя необходим и пылесборник, через который и подключается пылесос.

Устройство пылесборника для фрезерного станка показано на рис. справа. Емкость – круглая в плане от 10-15 л (лучше от 20 л). Идеальный вариант – бытовое ведро с плотной крышкой, посаженной на уплотнитель и снабженной накидными защелками (то и другое вполне выполнимо своими руками).

Входной патрубок – диаметром ок. 20 мм (по внутри). Его конец скошен на 45 градусов и повернут на 20-30 градусов наружу; устанавливается в 15-20 мм от борта посудины (считая от наружного края патрубка). Вытяжной патрубок шире, ок. 30 мм по внутри; устанавливается точно по вертикальной оси емкости. Его отборной конец заужен до 15-20 мм (конусность не критична). Все вместе работает как циклон, и воздух в пылесос идет достаточно чистый, чтобы не испортить прибор.

Примечание: дополнительное преимущество пылесборника – пыль из него отличный наполнитель качественной шпаклевки по дереву. Для нее пыль замешивается на ПВА (3-4):1 по объему.

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.

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.

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.

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.).

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.

Ошибки в конструкции

Основных ошибок в конструкциях самодельных дупликарверов три. Первая – недостаточное уравновешивание механизма. Копир в пределах рабочей зоны должен перемещаться легко и замирать с том положении, в котором его оставили. Вторая – копир на штанге вместо П-образной рамы, поз. А на рис. Жесткость на кручение штанги на порядок(ки) меньше, чем рамы; соотв. растет и погрешность копирования. Третья – «висячая» горизонтальная штанга копира, поз. Б; здесь сказывается уже недостаточная жесткость свободной с одного конца штанги на изгиб.

1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Если задаться целью и собрать фрезерный станок своими руками, то можно получить в свое распоряжение эффективное устройство, позволяющее выполнять множество технологических операций по металлу и другим материалам. Серийные модели такого оборудования давно и хорошо известны, они активно используются на большинстве производственных предприятий, работающих в различных отраслях промышленности. Отличает такие станки широкий функционал, позволяющий обрабатывать с их помощью заготовки из металла, древесины и ряда других материалов.

Зная обо всех преимуществах подобного устройства, многие домашние мастера задаются вопросом, как , используя доступные и недорогие комплектующие. Следует сразу сказать, что изготовить такой станок возможно, более того, можно дополнительно наделить его функциями, которые присущи не только фрезерному, но и токарному оборудованию.

Наиболее простым в исполнении является фрезерный станок вертикального типа. Собрать его можно на основе ручной дрели, затратив на это совсем немного времени и сил. Для того чтобы своими руками сделать более функциональный фрезерный мини-станок для своей домашней мастерской, вы должны найти другие комплектующие и располагать большим количеством времени, но и такая задача вполне решаема.

Собираясь своими руками изготовить фрезерный станок по металлу и дереву, очень важно обратить внимание на то, что работать устройство должно по такому же принципу, что и серийное оборудование. Чтобы соблюсти это важное требование, можно ознакомиться с чертежами серийного оборудования и посмотреть видео процесса работы заводского станка.

Фрезерные столы нередко называют фрезерными станками, однако их конструкции принципиально разнятся

Часто фрезерным станком называют фрезерный стол. Его устройство мы рассмотрим в конце данной статьи. Но изготовлению самодельного фрезерного стола посвящена отдельная подробная статья, найти которую можно, перейдя по ссылке ниже.

Задачи фрезерного оборудования

У тех, кто часто работает в своей домашней мастерской, нередко возникает необходимость обработки различных изделий, изготовленных из древесины и металла. Не все операции с такими изделиями можно выполнить, располагая лишь ручными инструментами, часто для этого требуется специальное оборудование. Конечно, можно обратиться в мастерскую, но за оказанные ею услуги потребуется заплатить.

Именно в таких ситуациях и может выручить домашний фрезерный станок, собрать который вполне по силам каждому человеку, умеющему работать руками. Став обладателем подобного оборудования, можно будет выполнять на нем обработку заготовок как из металла, так и из древесины. В зависимости от наличия в вашем распоряжении тех или иных комплектующих, можно изготовить как простейший самодельный фрезерный станок по металлу, так и более сложное устройство, относящееся уже к токарно-фрезерной категории.

Как было сказано выше, простейший мини-станок собирается на основе обычной дрели. Принцип работы такого оборудования аналогичен функционированию серийных станков подобного типа. Несмотря на то, что функциональные возможности мини-станка, изготовленного на основе дрели, несколько скромнее, чем у более сложного самодельного оборудования, и такому устройству в любой домашней мастерской всегда найдется применение.

Для того чтобы своими руками сделать более функциональный и сложный настольный станок, потребуется мощный электродвигатель, а также еще целый перечень специфических комплектующих. Такой станок, собранный по всем правилам, позволит вам в условиях дома выполнять достаточно сложные технологические операции: вырезать из металла и древесины изделия сложной конфигурации, обрабатывать криволинейные поверхности, выбирать пазы, фальцы, шлицы, а также многое другое.

Прежде чем своими руками делать фрезерный станок, следует изучить принцип работы серийного оборудования, посмотреть видео его функционирования, составить чертеж, подготовить обязательные комплектующие и инструменты, которые понадобятся для сборки вашего домашнего станка.

Самодельный фрезерный станок: вариант №1

Основание Детали стойки и держатель шпинделя Вертикальная направляющая (салазки ) Вертикальная направляющая (вид сзади)
Соединение основания со стойкой Соединение основания со стойкой (вид сзади) Крепим вертикальную направляющую к стойке Координатный стол G5757 «Прома» установлен на основании
Ходовой винт координатного стола Площадка для крепления шпинделя (выбрана фрезером) Основание со стойкой, направляющей и столиком Пара гирь от рычажных весов обеспечила вылет шпинделя
Тиски Крепление двигателя Крепление двигателя (вид сбоку) Приводной ремень

Самодельный фрезерный станок: вариант №2

Самодельный или ручной фрезер с самостоятельно изготовленными механизмами подачи фрезы и перемещения рабочего стола. Ниже на видео этапы изготовления с разбором ключевых элементов. А именно: сборка стойки, конструкция каретки вертикальной стойки, привод рабочего стола станка.

Автор объясняет процесс изготовления , которая впоследствии станет фрезерным станком.

Разбор создания системы подачи фрезы, а также крепления фрезера (или дрели) к стойке станка с возможностью смены инструмента.

Разбор привода координатного стола для обеспечения возможности перемещения заготовки относительно фрезы.

Конструкция и принцип действия оборудования

Если посмотреть на чертеж профессионального , то можно заметить, что его конструкция включает в себя множество разнообразных механизмов и узлов. Настольный домашний станок, в отличие от серийного, имеет более простую конструкцию, состоящую из ограниченного набора обязательных элементов. Несмотря на простоту системы, самодельный станок фрезерной группы является достаточно функциональным устройством и позволяет успешно решать множество задач, связанных с обработкой заготовок из металла и древесины.

Один из вариантов самодельного фрезерного станка. Недостаток в недостаточно проработанном креплении дрели, однако отсюда можно позаимствовать конструкцию станины

Основой любого такого станка является станина, которая должна быть жесткой и надежной, чтобы обладать способностью выдерживать необходимые нагрузки. Следующим важным элементом самодельного станка фрезерной группы является привод, вращение от которого будет передаваться на рабочий инструмент. В качестве такого привода можно использовать ручную дрель или отдельный электродвигатель, обладающий достаточно высокой мощностью.

Для размещения и фиксации заготовок, которые будут обрабатываться на таком оборудовании, в его конструкции обязательно должен быть предусмотрен рабочий стол с элементами крепления для обрабатываемых деталей. Обработка и на профессиональном, и на домашнем фрезерном оборудовании осуществляется при помощи специального инструмента - фрезы, имеющей остро заточенную рабочую часть.

При изготовлении мини-станка для дома не стоит экономить на комплектующих. Они должны быть только высокого качества, так как это напрямую влияет на надежность и производительность вашего оборудования.

Технические характеристики, которые приобретет ваш домашний настольный станок, будут зависеть от ряда параметров. К ним относятся размеры рабочего стола, а также допустимый вес и габариты заготовок, которые на нем будут размещаться. Важным фактором, влияющим на производительность и мощность оборудования, является мощность установленного на нем привода и максимальное число оборотов, которое он сможет обеспечить.

Еще один вариант самодельного фрезерного станка

Процесс сборки фрезерного стола

Приступать к сборке самодельного станка для дома следует с изготовления рабочего стола – важнейшей конструктивной части фрезерного оборудования. Рабочий стол домашнего станка можно своими руками изготовить из листа фанеры, оргстекла или листового металла.

Из расходных материалов вам понадобятся качественный контактный клей, двухсторонний скотч и много наждачной бумаги. Кроме того, необходимо будет приобрести несколько струбцин, метизы и качественный копировальный фрезер, который должен отличаться максимальной точностью, иметь острую режущую поверхность. Именно от того, насколько качественный фрезер вы приобретете, во многом будут зависеть технические возможности вашего настольного станка.

Чертеж фрезерного станка, сделанного по типу фрезерного стола (нажмите, чтобы увеличить)

Для изготовления фрезерного оборудования своими руками воспользуйтесь следующей инструкцией.

Первым этапом сборки самодельного станка является изготовление крышки. В качестве материала для нее можно использовать фанеру. Несложный процесс изготовления данного элемента выглядит следующим образом: из фанеры вырезаются заготовки определенных размеров, затем они соединяются между собой.
Следующий этап сборки домашнего мини-станка - это монтаж крепежных элементов, установка фрезера и остальных конструктивных частей. Поскольку вы занимаетесь изготовлением фрезерного оборудования, то все работы следует выполнять с повышенной аккуратностью и точностью.
После сборки рабочего стола на него необходимо установить монтажную пластину. С этой целью в поверхности рабочего стола делается углубление, контуры которого полностью повторяют форму монтажной пластины. В таком углублении монтажная пластина фиксируется при помощи двухстороннего скотча. Далее по всему контуру пластины с определенным шагом укладываются прокладки, которые прижимаются к ней при помощи струбцин.
Сам рабочий орган станка - копировальный фрезер - устанавливается в подшипниковые узлы, сборке которых следует уделить особое внимание.
Все технологические отверстия, необходимые на поверхности рабочего стола, можно получить при помощи обычной ручной дрели.
В вашем настольном мини-станке будет ряд деревянных поверхностей, которые необходимо тщательно отшлифовать при помощи наждачной бумаги.
Следующий этап изготовления самодельного станка - это сборка основания, которую необходимо осуществлять в строгом соответствии с предварительно подготовленным чертежом.
Особое внимание при сборке станка следует уделить процессу монтажа упора и прижимной гребенки.

Фрезер из дрели
Стационарный станок

Сделать фрезерный станок для домашней мастерской просто. Нужно лишь учитывать, что все станки (профессиональные, ученические и самодельные) имеют определенное количество приемов обработки древесины из-за положения деревянной заготовки относительно режущего инструмента. Обрабатываемый образец может быть неподвижным или совершать поступательные движения. Поэтому изготавливают самодельные фрезеры из разных режущих электрических инструментов.

Фрезер из дрели

Это самый простой фрезерный станок по дереву , который можно собрать своими руками. В любом строительном магазине есть фрезы, изготовленные по типу обычного сверла: в их конструкции присутствует хвостовик, точно подходящий под размеры внутреннего диаметра.

Но работая с таким ручным фрезером, нужно прочно закреплять заготовку. Она не должна двигаться, колебаться. Чаще всего заготовку закрепляют струбцинами . Чем больше струбцин используется, тем крепче закрепляется заготовка . Иногда используют и обычные тиски. Их применяют при необходимости проводить обработку торца.

Проблема применения самодельного фрезера из дрели - сложность поддерживания требуемого размера обработки. Малейшая дрожь в руках сведет на нет все усилия.

Необходимо сделать для фрезерного станка из дрели приспособления, которые будут удерживать электрический инструмент в определенном положении.

Если требуется сделать паз в деревянной заготовке:

Выбирается и устанавливается фреза, по внешнему виду похожая на сверло. Особенность - рабочие кромки расположены в передней части (как и у сверла) и продольном положении.
Заготовка хорошо зажимается.
На дрель крепятся зажимы, прикрепленные к ограничителю из ДСП, фанеры или доски. Упирая ограничитель в заготовку, можно двигать самодельный фрезер по линии, определять положение будущего паза.

На фото показана дрель с деревянным ограничителем.

Стационарный станок

Что потребуется для изготовления:

Фреза - дрель, болгарка, несколько приспособлений в виде небольшого электрического двигателя и шпинделя для станка по дереву.
Столешница.
Станина. Должна быть прочной и надежной: это несущая часть станка, на которой будет крепиться столешница и фреза.

Самый сложный вариант - изготовление станка из отдельного электрического двигателя и шпинделя . Сделать оборудование из готовых электрических инструментов проще.

Фрезерный станок производит обработку в вертикальной или горизонтальной плоскости, от выбора способа обработки зависит положение установки рабочего органа.

Фреза самодельного станка из болгарки расположена вертикально, обработка производится в горизонтальной плоскости.

Станина может быть любой конструкции (чертежи необязательны). Лучше сделать ее в виде рамы из металлических уголков . На нее болтами прикрепить лист ДСП. Затем:

Определить место, откуда будет выходить рабочий вал.
Сделать отверстие, диаметром больше диаметра вала.
Прикрепить болгарку двумя хомутами, которые приделать к столешнице винтами и гайками.

Головку винтов располагают со стороны поверхности столешницы, где будет двигаться заготовка. Гайки крепления - со стороны болгарки. Головки винтов устанавливают заподлицо.

Для самодельного станка необходимы фрезы, напоминающие по посадке на вал отрезные диски. В них нет пазов под шпонки. Они, так же как и диски, крепятся к болгарке зажимной гайкой. Если есть необходимость использовать фрезы шпоночного типа, тогда делают переходник:

Один его конец имеет резьбовое соединение. Этой стороной он накручивается на вал болгарки по месту посадки зажимной гайки.
Второй конец изготавливается под посадку фрезы на шпонку. Обычно для крепления используются болт и шайба (они прижимают рабочий инструмент к переходнику), поэтому с торца делается резьбовое отверстие под диаметр используемого болта.

По столешнице устанавливаются направляющие, по которым будет двигаться заготовка . Чаще всего применяют куски фанеры и ДСП: с их помощью можно создать направляющие различной конфигурации, что позволяет вести фрезерование заготовки в разных направлениях. Направляющие - съемные изделия, прикрепляющиеся к станине саморезами.

С помощью стационарного фрезера определяют точность производимых процессов независимо от количества оборотов. Качество получаемых конструкций выше, чем при использовании ручного инструмента. Хотя последний проще сделать самостоятельно.

Все фото из статьи

Каждый хозяин, желающий достойно обустроить собственную домашнюю мастерскую стремится установить в ней небольшой, но многофункциональный станочек. На современном рынке стоимость подобного оборудования достаточно высока, поэтому приходиться делать его самостоятельно. Бывалые мастера утверждают, что сделать вертикальный фрезерный станок по дереву своими руками вполне реально, главное иметь желание.

Какие существуют варианты

Самодельный фрезерный станок по дереву для домашней мастерской, как вы понимаете, то же делается не из воздуха, поэтому потратиться на материалы и основные рабочие узлы придется. Зачастую цена такой конструкции зависит от стоимости главного узла, в который входит электропривод и собственно сама режущая фреза.

Самый простой и доступный по стоимости фрезерный станок можно сделать из обычной электрической дрели или перфоратора. Если инструмент жестко зафиксировать на вертикальном кронштейне и зажать в патрон фрезу, то можно обрабатывать мелкие детали, удерживая их в руках или фиксируя в подвижных струбцинах.

Важно: ручной фрезерный станок по дереву для дома можно делать в двух вариантах. Первое направление предусматривает жесткую фиксацию рабочего режущего механизма, в то время как сама деталь или станина с зажатой в ней деталью делается подвижной. Второй подход кардинально противоположный, здесь обрабатываемая деталь жестко фиксируется, а режущий инструмент двигается вокруг нее.

Между ними устанавливается деревянная платформа с жестко закрепленными на ней струбцинами, в них будет зажиматься деталь.

Платформу можно двигать вручную или приделать позади нее рычаг.

Из электрической дрели можно сделать и более функциональный станок . Для этого используется несколько деревянных брусков и 4 гладких металлических трубки, желательно из алюминия. Идея заключается в том, чтобы обеспечить контролируемое движение дрели в 3 плоскостях. Вверх – вниз, влево – вправо и вперед – назад;
Для начала придется соорудить 2 прямоугольные рамки . За движение вперед–назад отвечает рамка, лежащая на столе. На ней устанавливаются 2 параллельные металлические трубки, по которым будет двигаться вторая рамка, находящаяся в вертикальном положении;
На вертикальной рамке, параллельно столу, между брусками врезается следующая металлическая трубка . Эта направляющая будет отвечать за движение механизма по сторонам;
Чтобы закрепить на такой раме саму дрель, нам понадобится пара планок. Дрель будет фиксироваться на бруске, который монтируется между концами этих планок;
С другой стороны этого импровизированного рычага, планки просверливаются и надеваются на трубку вертикальной рамки;
Еще одна трубка фиксируется параллельно столу на бруске с дрелью . На втором конце этой трубки, строго параллельно дрели монтируется ручка для контроля и управления;
Размеры всех этих узлов могут быть разными, а принцип соединения показан на фото.

Использование ручного фрезера

В начале статьи мы говорили о самодельном вертикальном станке для фрезерных работ по дереву. Это значит, что рабочий инструмент устанавливается в вертикальное положение. Если дрель удобнее вертикально устанавливать над столом, то ручной фрезер лучше стационарно вмонтировать в стол снизу столешницы. Соответственно, перед тем как сделать фрезерный станок по дереву самому, нужно подобрать стол или хотя бы надежную столешницу.

Но просто вырезать отверстие и прикрутить снизу инструмент нельзя. Опорная пластина инструмента должна находиться на одном уровне с базовым столом и при этом быть надежно зафиксированной.

Поэтому, как правило, сама столешница состоит из двух слоев. Нижний слой имеет отверстие по размеру фрезера. А верхняя пластина делается из двух частей, монтажной для фрезера и базовой, которая стационарно крепится к столешнице.

Как видно на схеме, в верхней пластине по центру вырезается широкий прямоугольный участок, после чего остаток приклеивается, или прикручивается к базовой столешнице. В этом прямоугольном секторе делается отверстие по диаметру рабочей фрезы. Далее, рабочая пластина прикручивается к инструменту. Теперь можно вставлять и крепить пластину в нишу. На видео в этой статье показано несколько вариантов сборки таких конструкций.