Самостоятельная фрезеровка дерева и древесины

Обработка пиломатериалов, врезка петель, изготовление технологических отверстий и выемок, резьба по дереву — все это может такое устройство как фрезер. Причем это могут не только профессиональное оборудование, но и относительно недорогие ручные экземпляры. Но работа ручным фрезером по дереву требует знания некоторых приемов и правил. Обо всем этом — в статье. 

Что такое фрезер и для чего он нужен

Фрезер — это устройство для обработки дерева или металла. Они обрабатывают плоские и фасонные поверхности, формирует также технологические выемки — паз, гребень, выемки под установку петель и т.п. По способу установки есть стационарные станки (есть разных типов для выполнения разных операций), а есть ручные фрезеры. Ручные электрофрезеры — универсальный инструмент, который позволяет проводить любые операции. Для смены операции всего лишь надо поменять насадку — фрезу и/или ее расположение на детали.

Станки используются в основном при массовом производстве. В них фреза установлена неподвижно, а движется  заготовка — по определенной траектории. При работе ручным фрезером ситуация противоположная — закрепляют неподвижно заготовку, двигают фрезер. При обработке больших объемов одинаковых деталей удобнее закрепить ручной фрезер на горизонтальной поверхности, сделав нечто похожее на фрезеровальный станок.

Есть много различных видов фрезеровальных станков, но для домашнего мастера или для полупрофессионального использования больше подходят универсальные. В них устанавливаются различные фрезы и специальные приспособления, что позволяет выполнять любые операции. Просто для их выполнения требуется больше времени и сноровки, чем на специализированном станке.

Что можно сделать при помощи ручного фрезера:

• пазы и выемки любой формы (фигурные, прямоугольные, сложных форм);
• отверстия сквозные и слепые;
• обработать кромки и торцы (можно сделать прямыми, можно фигурными);
• вырезать сложные детали;
• наносить надписи, узоры, рисунки на поверхность;
• копировать детали.
  

Подобные операции используются в столярном деле, при производстве и сборке мебели. Даже врезать замок или петли на двери — это тоже может ручной фрезер. Причем сделает это намного быстрее и элегантнее, чем аналогичные операции, но выполненные при помощи ручного инструмента.

Подготовка к работе и уход

Чтобы разобраться с принципами работы с ручным фрезером, желательно иметь хотя бы общее представление о его строении и о назначении частей.

Строение и назначение основных узлов

Состоит ручной электрофрезер из корпуса, в котором спрятан мотор. Из корпуса выступает держатель, куда вставляются цанги. Цанги — это небольшие переходники, которые позволяют использовать фрезы с хвостовиками разного диаметра. В цангу вставляется уже фреза и затягивается прижимных болтом (на некоторых моделях фиксируется кнопкой).

Еще одна важная деталь ручного фрезера — платформа, которая соединяется с корпусом при помощи двух штанг. Платформа обычно сделана из металла. На нижней стороны платформы имеется плита скольжения. Она выполнена из гладкого материала, который обеспечивает плавность хода инструмента при его перемещении по детали.

Настройка параметров работы фрезера происходит при помощи:

• Ручки и шакалы настройки глубины фрезерования. Шаг настройки — 1/10 мм.
• Регулировка числа оборотов. Изменяет скорость вращения фрезы. Для начала стоит попробовать работать на малых или средних оборотах — так проще на первых порах вести инструмент.

Также обязательно на корпусе есть кнопка включения/выключения, может быть еще кнопка блокировки. Вот, вкратце все узлы. Кроме этого есть еще довольно удобный в работе параллельный упор. Он может быть простым или с возможностью подстройки — можно немного сдвинуть режущую часть вправо или влево.

Уход

С завода оборудование идет в смазке, так что в принципе, никаких дополнительных операций не требуется. Но поддерживать оборудование в чистоте необходимо — надо почаще счищать пыль, менять при необходимости смазку. Смазка нужна для подвижных частей — направляющих. Можно использовать жидкие аэрозольные смазки (предпочтительнее), но можно и обычные консистентные типа «Литол». Но, при использовании густых смазок, придется их периодически удалять, так как налипает стружка и пыль, работать становится сложно. При использовании легких аэрозольных составов налипания практически нет.

Для того чтобы подошва легко скользила, можно смазывать ее силиконовой смазкой. Особенно это пригодится при работе с шаблонами. Тогда инструмент буквально скользит, идет плавно и без рывков.

Скорость вращения

Работа ручным фрезером по дереву, композиту, фанере и т.д. начинается с выставления основных параметров. Сначала выставить надо скорость вращения. Она подбирается в зависимости от выбранной фрезы и жесткости материала и характеристик фрезера, так что точные рекомендации надо искать в инструкции по эксплуатации.

Закрепление фрезы

Далее устанавливается фреза. На большинстве фирменных фрез есть метки, по которым можно ориентироваться. Если же их нет, то минимально надо зажимать не менее 3/4 длины хвостовика (цилиндрической части). Вставляете фрезу на требуемую глубину (если надо, предварительно установив цангу — патрон-переходник для разных диаметров фрез), закрепляете вал, рожковым ключом затягиваете до упора (но не перетяните).

Если модель простая, нужны два ключа. В них не предусмотрен механизм блокировки вала, вторым ключом надо будет его держать. В аппаратах среднего класса есть кнопка блокировки. Зажав ее, рожковым ключом затягиваете фрезу. В дорогих моделях кроме блокировки, есть трещотка, по которой можно ориентироваться.

Установка глубины фрезерования

Каждая модель ручного фрезера имеет определенный вылет — это максимальная глубина, на которую этот агрегат способен обработать материал. Глубина фрезерования далеко не всегда требуется максимальная, тогда требуется ее подстройка. Даже если фрезеровать надо на большую глубину, чтобы не нагружать слишком фрезу и агрегат, можно разбить ее на на несколько уровней. Для этого существует револьверный упор. Это небольшой диск под штангой с некоторым количеством упоров разной высоты — ножек. Количество ножек — от трех до семи, причем больше — не значит лучше. Намного удобнее, если есть возможность подстройки высоты каждой ножки. Вот это показывает классность оборудования. Для закрепления револьверного упора в нужном положении есть фиксатор, выполненный обычно в виде флажка.

Выставление глубины фрезерования на ручном фрезере происходит в несколько этапов:

• Инструмент ставят на ровную поверхность, освобождают зажимы, рукой нажимают чтобы фреза уперлась в поверхность.
• Освобождают револьверный упор, открутив его фиксатор.

• В зависимости от того, какая глубина фрезерования нужна, выбирают ножку револьверного упора. Диск с ножками поворачивают в нужное положение.
• Винт не фиксируют, а придерживают планку пальцем, перемещают подвижный указатель так, чтобы он совпал с нулем (на фото выше).
• Штангу поднимают до отметки глубины фрезерования, после чего опускают фиксатор револьверного упора (на фото ниже).

Теперь, при установке на заготовку и нажиме на верхнюю часть, фреза войдет в деталь на выставленное расстояние.

На хороших фрезерах есть колесико точной регулировки глубины фрезеровки. Оно позволяет не сбивая настройки (не требуется повторять всю операцию) откорректировать глубину, пусть и в небольших пределах (на фото выше это зеленое колесико).

Фрезы для ручного фрезера

Фрезы — это режущий инструмент, который обрабатывает и формирует поверхность. Состоят они из цилиндрической части, которая зажимается цангами в держателе агрегата, и режущей части. Цилиндрическая часть может быть разного диаметра. Выбирайте такой, цанга под который есть в вашем аппарате. Форма и расположение ножей режущей части определяет тот вид, который получает древесина после обработки. В некоторых фрезах (для кромок) есть упорный ролик. Он задает расстояние от режущей поверхности до обрабатываемого материала.

Делают фрезы из разных металлов и сплавов. Для обработки мягкой древесины — сосны, ели и т.п. — используют обычные насадки (HSS), для жестких пород — дуб, бук и другие — из жестких сплавов (HM).

Каждая фреза имеет определенный ресурс и максимальную скорость, на которой обеспечивается нормальная работа с минимальным биением. Превышать рекомендованную скорость не стоит — это может стать причиной поломки фрезера. Также нет смысла точить фрезу, если она затупилась. Делают это на специальном оборудовании (стоимостью около 1000$), где можно задать требуемый угол заточки. Вручную ничего путного не получится. Так что затупившиеся проще (и дешевле) заменить, так как стоят они относительно немного.

Популярные виды

Есть некоторое количество типов насадок для фрезера, которые используются чаще всего.

• Кромочные. Служат для обработки боковых поверхностей заготовок. С их помощью можно сделать ровные или фигурные края, можно сформировать выемки и шипы для стыковки деталей. Именно этот тип фрез бывает с подшипником на конце — он упирается в деталь, задавая расстояние от края обрабатываемой детали до резца.
  

• Пазовые. Служат для формирования пазов и выемок различных форм. Бывают они:
  • спиральные (а) — в основном используются для формирования технических пазов, например, соединение шип/паз;
  • галтельные (б, д) — для декорирования поверхности при помощи бороздок разной формы, могут быть округлыми, V-образными или фигурными;
  • ласточкин хвост (в, г) — для формирования паза в виде трапеции, это паз используется для открытого и скрытого соединения деталей;
  • фасонные (д) — с их помощью украшают поверхность бороздками сложных форм.
    

Есть фрезы простые, сформированные из единого куска металла, есть наборные. Наборные имеют хвостовик — основу, некоторый набор различных режущих плоскостей, набор шайб разной толщины. Из этих деталей можно самостоятельно сформировать требуемый рельеф.

Это наиболее популярные виды фрез, но на самом деле их очень много. Кроме разного диаметра хвостовиков, есть различные диаметры режущих поверхностей, их высота, расположение ножей друг относительно друга и т.д. Вообще, для фрезеровки своими руками, требуется обычно около пяти наиболее ходовых фрез. Они обычно присутствуют постоянно, а остальные докупаются под конкретные виды работ.

Принципы работы с ручным фрезером

Элеткрофрезер — довольно опасная штука — вращающиеся с высокой скоростью острые режущие части могут нанести нешуточные ранения, да и летящая из-под инструмента стружка тоже. И хоть на большинстве моделей имеется защитный щиток, Отражающий основной поток стружки, защитные очки не помешают. Так что работа ручным фрезером по дереву требует внимания и концентрации.

Общие требования

Работа ручным фрезером по дереву будет более легкой и приятной, изделия получатся нормального качества, если выполнить некоторые условия:

• Фреза должна быть острой. Оценить этот параметр «на глаз» сложно, потому надо ориентироваться на рабочие моменты: если мотор сильно греется и/или обработанная поверхность не гладкая (говорят «грязная»), то фреза тупая. Ее необходимо заменить.
• Обрабатываемая заготовка должна быть прочно и надежно закреплена. Ничего хорошего на прыгающей и дергающейся заготовке вы не получите.
  

• Небольшая глубина съема за один проход. Чем больше древесины вы снимаете за один проход, тем больше нагрузка на фрезу. Это ведет к снижению скорости вращения, что ее больше увеличивает нагрузку. Далее — по кругу. Потому, если необходима большая глубина обработки, лучше ее разбить на несколько проходов.
• При замене фрезы необходимо агрегат обесточить. Причем не переключателем, а вынуть шнур из розетки. Это исключит возможность непроизвольного включения.

Не такие сложные требования, но их выполнение — залог хорошей работы и безопасности. Ну и основное требование — фрезер надо вести ровно, без рывков, толчков. Если ощущается сильное биение — изменяйте частоту вращения. Чаще всего ее надо уменьшить, а вообще стоит ориентироваться на рекомендации производителя (есть на упаковке).

Обработка кромки — работа с шаблоном

Обработку кромки обычной доски проще и быстрее проводить на рейсмусе, но если его нет, ручной фрезер тоже справится, вот только займет это больше времени. Есть два способа: без шаблона и с шаблоном. Если это первый опыт работы с фрезером — лучше использовать шаблон. При обработке кромок досок нужны прямые кромочные фрезы, причем, скорее всего, понадобятся две — с подшипником в начале и в конце режущей части (на фото).

В качестве шаблона можно использовать уже обработанную доску или, например, строительное правило. Длина шаблона должна быть немного больше длины заготовки — на 5-6 радиусов фрезы с каждой стороны. Это даст возможность избежать «нырка» фрезы в материал в начале и в конце. Один важный момент: горизонтальная плоскость (перпендикулярная обрабатываемой) должна быть ровной. В всяком случае ее кривизна не должна быть больше, чем зазор между подшипником и режущей частью, иначе фреза будет задевать шаблон, а это очень нехорошо — он становится неидеальным и нанесенные неровности отобразятся на других копиях.

Если ширина детали не более длины режущей кромки

Режущая часть у фрез есть разной длины, но чем больше режущая часть, тем сложнее работать — больше усилий приходится прилагать для удержания агрегата. Потому проще начинать с работы средним резаком. Порядок обработки кромки фрезером (с шаблоном) такой:

• Шаблон устанавливаете так, чтобы он задавал требуемую ровную поверхность — отступив нужное расстояние от края.
• Заготовку с шаблоном надежно крепят к столу или любой другой горизонтальной поверхности.
• Устанавливают фрезу с роликом в средней части. Ее выставляют так, чтобы ролик катился по шаблону, а режущая часть — по детали. Для этого фрезе устанавливают на закрепленную заготовку с шаблоном, ставят отключенный от сети фрезер, корректируют положение насадки, зажимают ее.
• Устанавливают фрезу в рабочее положение — опускают корпус, зажимают.
• Включают ручной фрезер, ведут им по шаблону. Скорость движения определяется глубиной обработки. Вы все почувствуете сами.
• А как вести фрезер? Тянуть или толкать? Зависит от того, с какой стороны вы стоите. Если заготовка слева — толкаете, если справа — тянете. Можно также ориентироваться по вылету стружки — она должна лететь вперед.

На этом, собственно все. После того, как закончили проход, оцениваете результат, снимаете струбцины.

Это, кстати, еще способ снять четверть по краю заготовки или в какой-то ее части. Для снятия четверти выставляете режущую часть так, чтобы обработка была заданной глубины.

Сменив фрезу на фигурную (галтельную) и сместив шаблон или используя идущий в комплекте упор, можно нанести на заготовку продольный рисунок (на фото ниже).

В общем, эта техника фрезерования  довольно удобная. Для первых шагов в деревообработке — это лучший способ «набить руку», дальше можно будет ровнять кромки даже без направляющих.

Ширина больше длины режущей части

Что делать если толщина заготовки не более длинны режущей части фрезы? В этом случае работа ручным фрезером по дереву продолжается:

• Снимаете шаблон, той же фрезой проходите еще раз. Только в данном случае шаблоном будет уже обработанная часть заготовки — подшипник будет катиться по только что отфрезерованной части. Фрезу  переставляете так чтобы можно было обработать как можно больше. Сильно вам сдвинуться не даст вылет держателя, но какую-то часть все-таки обработать получится.
• После этого берете другую насадку — с подшипником на конце, заготовку переворачиваете так чтобы обработанная часть оказалась снизу. Закрепляете на столе струбцинами. Насадку с нижним роликом устанавливаете, чтобы подшипник катился по обработанной части. Таким образом вы полностью копируете уже обработанную часть.
  

Вот теперь кромка полностью обработана с одной стороны. Если надо — повторяете со второй стороной. А вообще, чтобы освоить работу ручным фрезером по дереву, потребуется несколько «черновых» заготовок. Выбирайте из тех, что не жалко выбросить — на первых порах косяков будет много, потом постепенно научитесь.

Получение фигурной и криволинейной кромки

Если нужна не ровная, а скругленная или любая другая форма кромки, надо смотреть по состоянию имеющегося края. Если заготовка более-менее ровная, берете необходимую кромочную фрезу, устанавливаете ее и обрабатываете поверхность, как рассказано выше. Если поверхность слишком кривая, ее сначала доводят до нормального состояния, а потом фрезеруют.

Это необходимо, так как ролик подшипника прокатывается по поверхности и если есть огрехи, они будут скопированы. Потому действуйте последовательно — сначала ровняйте, затем — придавайте кривизну.

Если нудна вообще криволинейная поверхность — вырезается шаблон. Рисунок наносится на фанеру толщиной 8-12 мм, сначала его можно выпилить электролобзиком, потому край довести до идеального состояния фрезером.

В этом случае тоже придется работать фрезером, но пока без шаблона. Когда поверхность будет идеальной, шаблон фиксируют  к заготовке и дальше уже описанная выше работа ручным фрезером по дереву. Только один момент: если снимать в некоторых местах понадобится большое количество материала, лучше это сделать лобзиком, например. Иначе фреза быстр затупится.

Видео-уроки по работе c ручным фрезером

При установке дверей необходимо врезать петли, как это сделать при помощи фрезера — в следующем видео (там же есть о том, как сделать паз, например, под установку добора).

Как сделать самодельный фрезеровальный станок из образков ламината (можно фанеры) и как сделать шиповое соединение для ящиков (стола, например) — в следующем видео

Работа ручным фрезером по дереву неплохо показана в следующем видео, но он на английском языке. Даже если вы не знаете английский, не пожалейте времени, посмотрите. Многие операции станут понятнее.