Фрезерный станок по металлу своими руками: чертежи, видео, фото
Домашний станок для фрезерования – незаменимое оборудование для обработки металла и других материалов своими руками. Если задаться целью, можно соорудить мини-копию промышленного оборудования, значительно сэкономив на комплектующих, при этом станок можно дополнительно наделить и токарными функциями. Самодельный фрезерный станок по металлу изготавливается достаточно несложно, в процессе изготовления необходимо лишь запастись терпением и иметь под рукой подробные чертежи, свойственные серийному оборудованию.
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.
Особенности стали для изготовления фрез
Оборудование выполняют из быстрорежущих сплавов, к которым относятся высоколегированные марки стали с повышенной теплостойкостью. Подобная отличительная черта достигается введением в сплав молибдена, хрома и ванадия в сочетании с вольфрамом. Для производства отрезных фрез в основном берут сталь таких марок: Р6М5, Р12, Р18.
На заводы для изготовления режущего инструмента сплавы поступают в виде стальных заготовок (в поковках).
Когда фрезы подвергают нагреву под закалку, в сплаве начинает формироваться аустенит. Он содержит относительно небольшое количество углерода и активно легируется. Режущий инструмент получает особую структуру после закалки и состоит из мартенсита с меленькими иглами, различных карбидов и остаточного аустенита.
Основными легирующими добавками для быстрорежущих сталей служат ванадий, вольфрам, молибден и кобальт. Именно эти элементы способны обеспечить нужную красностойкость материала. В подобные сплавы обязательно добавляют хром. Особое внимание уделяется количеству в стали углерода: его число должно быть таким, чтобы в сплаве могли сформироваться карбиды вводимых добавок. Если количество углерода будет меньше 0,7%, то готовая фреза не будет иметь нужную твёрдость.
Как на свойства сплавов влияют легирующие элементы:
- Фосфор и сера оказывают негативное воздействие на характеристики стальных быстрорежущих композиций. В сплаве их количество не должно превышать 0,03 и 0,015% соответственно.
- Вольфрам и молибден являются основными легирующими добавками. Именно благодаря им обеспечивается высокая степень эксплуатационной и красностойкости стали.
- Хрома в сплаве должно содержаться не более 4%. Он придаёт повышенную прокаливаемость металлу.
- Кобальт повышает красностойкость, но удаляет углерод из стали и понижает её прочность и вязкость.
Чаще всего инструмент изготавливают из стали марки Р6М5. Её стоимость ниже, но и фреза получается менее износостойкой, чем из материалов марок Р18 и р12.
Максимальная износостойкость у сплава Р18: в нём наибольшее количество вольфрама, отсюда и высокая стоимость. А по показателям теплостойкости лучшим считается инструмент, изготовленный из стали Р12.
Самодельный фрезерный станок: вариант №1
Самодельный фрезерный станок: вариант №2
Самодельный станок под дрель 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 стойки для дрели, 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 станка фрезерной группы, 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.
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.
Основы работы на электрофрезе
Перед началом практического использования, как и любому оборудованию, электрофрезу требуется настроить. Сначала откручивают предохранительную гайку и убирают зажимную цангу. Обязательно проверяют закручены до конца и надежны ли все резьбовые соединения. Затем убирают плотную защитную смазку.
Фреза вставляется в цанговый патрон. Если есть необходимость, патрон меняется на подходящий по диаметру. Специальным ключом затягивается хвостовик, чтобы фреза не болталась. Затем происходит зажим шпинделя.
Положение фрезы фиксируется и с помощью регулятора ограничителя устанавливается необходимая глубина фрезерования. Определяется правильная скорость прибора на основании данных таблицы соответствий параметров материала и размера фрезы. Включают прибор кнопкой «Пуск» и делают контрольный рез.
Перед реальной работой надо проверить какой ход фрезера, величину скорости вращения шпинделя и выбрать глубину проходки сверла. Это делается в черновом варианте. Если изделие проходит круговую обработку, то инструмент должен двигаться против часовой стрелки и от себя при движении на плоской основе.
Начинающие при столярной работе часто допускают распространенную ошибку: изменяют скорость перемещения устройства при фигурном контуре обработки. В этом случае станок перегревается и на заготовке появляются прожиги.
Перед работой фрезером по дереву уроки по применению желательно почитать в хороших источниках.
Формирование пазов
Если паз начинается с самой кромки, то фреза должна нависнуть над краем детали. Затем устанавливается необходимая глубина и производится пуск инструмента. Когда кромка обработана полностью фиксатор ослабляется. Фреза поднимается и инструмент выключается.
Глухой паз делается аналогично за исключением того, что нарезка начинается не с края детали.
Когда паз очень глубок, то он вырезается в несколько проходов. При каждом новом проходе устанавливается новая глубина не более пяти миллиметров. Глубина последнего слоя должна быть не более полутора миллиметров.
Обработка торцевой поверхности
Создание чистого канта — один из самых распространенных видов работы ручным фрезером.
Сначала делается пологий срез. Электрофреза перемещается по направлению вращения, затем в обратную сторону. После этого действия у торца появляются правильные очертания.
Работа с фигурными шаблонами
Шаблоны позволяют делать копии деталей и используются для создания фигурных кромок.
При помощи крепежей упорное кольцо шаблона прикрепляется к подошве. Упорное кольцо — это пластина, которая перемещается по шаблону и формирует необходимую траекторию движения фрезы.
Декоративная отделка
Для украшения деревянных изделий часто делают декоративные узоры. Ручной станок прекрасно справляется с задачей художественной фрезеровки. Необходимо только изучить, как правильно обрабатывать податливое дерево — и можно фрезеровать.
При работе над узором кроме самого фрезера потребуется наличие тисков, стамески и лобзика. Деревянная заготовка с рисунком на поверхности устойчиво закрепляется, а специальная режущая насадка ходит по контуру, снимая слой за слоем заготовки. Постепенно узор становится объемным.
Если использовать фрезу разного диаметра, то получается индивидуальный орнамент.
Подробно универсальные ручные фрезеры описаны в труде Джексон Дэй «Работа с фрезерами»