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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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

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.

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

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.