Слово «фрезерование» у многих людей ассоциируется исключительно со станочной работой, но это верно лишь отчасти: сегодня рынок предлагает множество моделей ручных фрезеров и стационарных фрезерных станков всевозможных классов на их основе. Подобная техника позволяет качественно и с высокой эффективностью обрабатывать различные материалы.
Фрезер, если умело с ним обращаться, может быть весьма эффективным устройством, подходящим и умельцам-любителям, и профессионалам. С его помощью выполняется множество операций с заготовками: выравнивание, скругление края (к примеру, у столешницы), вырезание паза, желоба или фигурного профиля, снятие фаски и т. д. Тем же самым фрезером делаются различные узоры и ниши под замки, петли или уголки. Инструмент позволяет с успехом обрабатывать любые древесные породы, пластик, алюминий, правда, в каждом конкретном случае требуется правильно выбрать скоростной режим и соответствующую оснастку. Материал с обрабатываемой детали срезается лезвиями фрезы, вращающейся с высокой частотой – до 30 тыс. мин-1
Типы фрезеров
Фрезеры принято делить на погружные, постоянные, кромочные и комбинированные. Первые являются наиболее популярными и, с точки зрения профессионалов, наиболее безопасными устройствами. В процессе работы с ними требуется преодолевать усилие пружин, фиксирующих фрезу вне рабочей зоны: такое решение обеспечивает автоматическое убирание режущей части в подошву даже в том случае, если в процессе выполнения операции машинка выпадает из рук пользователя.
Постоянные фрезеры готовятся к работе заранее, к поверхности обрабатываемой заготовки подводятся уже включенными, а рабочая кромка фрезы у них всегда открыта. Подобные модели, имеющие относительно небольшую массу и очень точные настройки, стали особенно востребованными при выполнении проходов от кромки до кромки. Впрочем, пользующаяся широкой популярностью в Европе и США, данная разновидность в России встречается редко.
Конструкции кромочных и постоянных фрезеров сходны, однако вторые обладают большей мощностью. При этом компактный корпус таких устройств позволяет комфортно выполнять многие виды работ в самых различных положениях.
О комбинированных фрезерах можно сказать лишь то, что они могут совмещать функции вертикального фрезера и прямошлифовальной машины.
Что внутри
Ручной фрезер технически не так уж сложен, как может показаться на первый взгляд. Основными элементами его конструкции выступают «голова» с установленным внутри нее электродвигателем, вертикальные направляющие штанги и литая подошва (платформа), а также боковой упор и цанговый зажим.
«Голова» устроена весьма просто: шпиндель напрямую соединен с мотором, а промежуточные элементы типа редуктора отсутствуют. Данный узел перемещается по вертикальным штангам, причем здесь не должно возникать ни малейших люфтов или перекосов, движение обязано быть плавным и мягким.
Платформа фрезера обычно изготавливается двухслойной и состоит из литого основания с гладкой пластиной (из пластика или лакированной древесины) на рабочей плоскости для улучшения скольжения инструмента по обрабатываемой поверхности. Конструкция снабжается «ушками» для размещения штанг параллельного упора, фиксирующихся винтами (таких креплений бывает от двух до четырех). Нужная для выполнения конкретной операции глубина погружения фрезы задается с помощью револьверного упора, при этом важную роль играет диаметр отверстия в платформе: от него зависит максимальный диаметр фрезы, с которой может работать данный инструмент.
Достаточно дорогие модели фрезеров комплектуются литыми параллельными упорами. Такая конструкция достаточно надежна и, вследствие жесткости литого элемента, фиксируемого на штангах в нескольких местах при помощи винтов, обладает повышенной стойкостью к уводам в стороны. Для более дешевых образцов упор выштамповывается из стали, а направляющие на него просто накручиваются.
Хвостовики фрез при работе устанавливаются в цанговый зажим на шпинделе фрезера – конструкцию на основе пружинящей разрезной втулки, зажимной гайки и (при необходимости) вставки-переходника. Такой способ фиксации обеспечивает плотный и равномерный обхват задней части насадки при условии ее практически идеальной центровки. Внутренний диаметр применяемой цанги (или вставки) должен равняться диаметру хвостовика фрезы. Наибольшее распространение получили стандарты 8 и 12 мм, а также 1/4, 3/8 и 1/2 дюйма.
Характеристики и особенности фрезеров
Обычному ручному вертикальному фрезеру высокая мощность не нужна и даже противопоказана. Она может понадобиться лишь устройству, конструктивно предназначенному для стационарной установки во фрезерный стол для работы в режиме стационарного станка. Именно в этом случае будет нужным и выход цанги ниже уровня платформы. Маломощный инструмент обычно комплектуется цангами на 8 мм, однако некоторые фрезы выпускают только с 12-миллиметровыми хвостовиками, что следует иметь в виду при покупке как самого фрезера, так и оснастки к нему. При установке фреза сначала вставляется в цангу до упора, а затем вытаскивается в обратную сторону примерно на 2 мм, иначе в процессе работы насадку может просто-напросто заклинить.
Настройка нужной частоты вращения шпинделя у фрезеров выполняется при помощи электронных устройств, в роли которых часто выступают тиристорные ограничители рабочего напряжения. Иногда для тех же целей используют простые системы, преобразующие переменный ток в постоянный и далее снова в переменный, однако уже совсем иной частоты. Такой способ встречается редко, но он достаточно хорош, поскольку понижает обороты без ущерба для полезной мощности электродвигателя.
Модели последних поколений, как правило, снабжаются системами, ограничивающими пусковой ток. Их применение позволяет избежать значительных скачков нагрузки при включении устройства. Для обеспечения безопасности труда во всех ручных фрезерах имеются специальные кнопки, препятствующие случайному запуску двигателя.
Величина потребляемой фрезером мощности характеризует его производительность и глубину погружения фрезы (разумеется, зависящую от диаметра самой насадки) без риска перегрузки электромотора. Более важной является частота вращения шпинделя: чем она выше, тем чище поверхность материала, обрабатываемого хорошо заточенной фрезой. Кстати, чистота обработки обеспечивается еще и за счет скорости набегания, и чем больше диаметр работающей фрезы, тем выше должна быть эта скорость. Поэтому, выбирая частоту вращения фрезы, в обязательном порядке следует учитывать и ее диаметр, но при этом главное – не переборщить, иначе оснастка и обрабатываемый материал могут подгореть.
Наличие блокировки шпинделя значительно упрощает процесс замены насадки, в противном случае понадобится пара ключей: один – для фиксации шпинделя, другой – чтобы закручивать или, наоборот, откручивать зажимную гайку.
Вертикальный упор у различных фрезеров регулируется по-разному. Не очень сложные модели обычно снабжаются фиксирующимся упором безо всякого намека на какую-либо шкалу. Достаточно сложные образцы обладают двумя видами регулировок (точной и еще более точной, можно сказать, сверхточной): с помощью первой упор перемещается относительно линейки в вертикальной плоскости, а затем фиксируется. Вторая позволяет провести филигранную настройку желаемой глубины фрезерования, так как снабжена шкалой с шагом, соответствующим долям миллиметра. Для удобства управления имеется регулировочное колесико.
Имеющаяся в ряде моделей съемная «голова» дает возможность использовать фрезер в качестве прямошлифовальной машины, например, для зачистки краев детали в тех случаях, когда нет необходимости выдерживать особую точность.
Специальный патрубок на платформе фрезера служит для присоединения пылесоса, что позволяет сохранить рабочее место в относительной чистоте. Если подобный патрубок конструкцией фрезера не предусмотрен, то это можно считать существенным недостатком модели.
Приспособления
Полноценная работа фрезером немыслима без использования некоторых вспомогательных приспособлений. Фреза предназначена для срезания точно отмеренной части материала как раз там, где это требуется мастеру, поэтому в нужный момент она должна занимать определенное положение относительно заготовки. И здесь на помощь приходят многочисленные аксессуары, облегчающие работу фрезером, делающие ее максимально точной и удобной. Некоторая их часть включена в комплектацию, остальные приобретаются отдельно или изготавливаются своими силами. Самодельные приспособления достаточно просты, и сделать их можно даже при отсутствии точных чертежей.
При фрезеровании кромок обычно используется направляющая рейка – любая ровная деталь, достаточно толстая и длинная (немного длиннее заготовки, что предотвратит возможное повреждение углов), прижимаемая к обрабатываемой поверхности обычно с помощью струбцин. Точность позиционирования обеспечивается заранее проведенной линией. Важный момент: фрезер еще до начала выполнения прохода обязательно должен упираться непосредственно в направляющую (именно поэтому она должна быть достаточно длинной). Кроме того, инструмент продолжают прижимать к ней даже после выхода фрезы из обрабатываемого материала.
При выборке паза, когда его ширина равна ширине самой фрезы, используются параллельный упор (направляющую планку) и упоры, ограничивающие длину паза. Углубления (или пазы) шире диаметра фрезы обычно выбираются с применением рамки: подошва фрезера перемещается внутри нее.
Фрезерование по дуге выполняется с использованием циркульного упора. На заготовке следует определить центр нужной окружности, далее в этом месте следует высверлить отверстие диаметром до 3 мм и в него установить упор. Иногда центр окружности может находиться вне пределов обрабатываемой заготовки, тогда к ней приклеивают доску и уже в ней сверлят вышеупомянутое отверстие. В процессе склеивания заготовки и доски между ними желательно поместить кусок газеты, который в дальнейшем позволит легко разделить склеенные детали, а остатки клея запросто удаляются шлифовкой.
Ну а для подготовки соединения деталей в шип или «ласточкин хвост» используются шипорезные приспособления.
Проблемы выбора
Приобретая ручной электрический фрезер, нужно следовать ряду стандартных, простых и, честно говоря, банальных правил, успевших набить оскомину и все равно зачастую не соблюдаемых.
Проверьте величину хода зажима «головы»: лучше, чтобы она была небольшой, что в процессе эксплуатации инструмента позволит фиксировать «голову» не напрягаясь, легким движением пальца.
Проверьте плавность движения «головы»: оно должно быть ровным, без рывков и затруднений, иначе пострадает качество обработки деталей, на которых будет оставаться заметный след.
Оцените, хорошо ли просматривается обрабатываемая деталь. Любые помехи желательно устранить, в противном случае они обязательно сослужат дурную службу, например, при фрезеровании по кривой без применения упора.
Вся конструкция, включая ее отдельные элементы, должна быть жесткой. Револьверный упор, будучи зафиксированным, для обеспечения максимальной надежности не должен иметь люфтов. Помните: хороший фрезер стоит недешево, но и возможности у него значительно шире, чем у недорогих аналогов.
Правила безопасности
Перед началом работы следует внимательно изучить инструкцию – там содержится немало важной и полезной информации о том, как установить глубину, поменять вставки, какие в различных случаях рекомендуется использовать скоростные режимы и прочие.
Поспешать нужно медленно! Спешка иногда чревата последствиями – травмами или как минимум порчей заготовки, что тоже не очень приятно.
Перед заменой оснастки настоятельно рекомендуется отключить инструмент от сети питания, чтобы избежать возможных неожиданностей. Вставив и зафиксировав фрезу, нужно проверить надежность крепления, провернув оснастку рукой, а потом убедиться в том, что упоры закреплены, а на пути движения фрезера отсутствуют какие-либо помехи (к примеру, элементы тех же струбцин). Профессионалы советуют надежно крепить обрабатываемую заготовку, иначе ни о каком приемлемом качестве ее обработки не может быть и речи. Сомневаетесь в настройках? Что-то кажется подозрительным, вызывает опасения? Не колеблясь, проверьте настройки еще раз, используя линейку, угольник и т. п.
В процессе работы фрезер ведется лицевой частью на себя. При использовании бокового упора следует одной рукой двигать инструмент, а другой – прижимать упор к обрабатываемой заготовке, чтобы значительно снизить вероятность ухода фрезы с намеченной линии. И, наконец, не надо пытаться снять толстый слой материала за один проход: качество обработки поверхности окажется низким, да и фреза в результате чрезмерных нагрузок может быть повреждена.
Разновидности погружения фрезы
Существует три варианта погружения фрезы в заготовку, и они отличаются друг от друга различными сопутствующими параметрами.
Вариант первый: быстрое, но неточное погружение, без фиксации вертикального упора. Применяется лишь тогда, когда «голова» движется идеально (плавно и без рывков), а соблюдение точности глубины фрезерования не является обязательным условием.
Вариант второй: точное погружение на заранее настроенную глубину. Фреза вставляется в цангу, фиксатор ограничителя глубины ослабляется (он должен упираться в револьверный упор, вернее, в его верхнюю ступень), после чего «голову» фрезера опускают до тех пор, пока насадка не коснется поверхности заготовки, а затем фиксируют. Используя точную подстройку, устанавливают указатель на упоре напротив риски на сантиметровой линейке. Упор поднимают (высота должна быть равна заданной глубине), если требуется, с помощью тонкой регулировки прибавляют (или вычитают) неточности, далее фиксируют упор и ослабляют зажим «головы». Все готово, можно приступать к работе.
Вариант третий: оптимальный в случае, когда требуется начинать проход непосредственно от края детали. Настраивается глубина (см. пояснения выше), фиксаторы «головы» оставляют зажатыми и сразу же переходят к фрезерованию (фреза уже опущена). Этот способ самый точный, он позволяет сосредотачиваться исключительно на прохождении намеченной линии, не обращая внимания на частности. Непосредственно перед началом работы точность настройки легко проверяется угольником, при необходимости выполняются нужные корректировки. Главное, что глубина фрезерования будет в точности соответствовать желаемой, и результат гарантированно оправдает ожидания. Ну, во всяком случае, по данному параметру.
Текст: Андрей Личманюк
