Фрезер [ a] представляет собой электроинструмент с плоским основанием и вращающимся лезвием , выходящим за основание. Шпиндель может приводиться в движение электродвигателем или пневматическим двигателем . Он фрезерует (выдалбливает) участок твердого материала, например дерева или пластика. Фрезы чаще всего используются в деревообработке , особенно в столярном деле . Они могут быть портативными или прикреплены к фрезерным столам . Некоторые мастера по дереву считают фрезерный станок одним из самых универсальных электроинструментов. [1]
Существует также традиционный ручной инструмент , известный как рубанок , разновидность ручного рубанка с широким основанием и узким лезвием , выступающим далеко за пределы опорной пластины.
Фрезерные станки по дереву с ЧПУ добавляют преимущества числового программного управления (ЧПУ).
Триммер для ламината — это уменьшенная и легкая версия фрезера. Хотя он предназначен для обрезки ламината , его также можно использовать для небольших работ по фрезеровке.
Вращающиеся инструменты также можно использовать аналогично фрезерным станкам с подходящими насадками и аксессуарами (например, пластиковыми основаниями фрезерных станков).
До появления силовых маршрутизаторов плоскость маршрутизатора часто использовалась для той же цели.
Постепенным шагом на пути к современным силовым фрезерным станкам стал фрезерный станок с ножным управлением, такой как Barnes Former/Shaper, доступный в 1877 году. [2] Барнс запатентовал реверсивную вращающуюся режущую головку в 1889 году. [3]
Первый портативный маршрутизатор питания был запатентован в 1906 году Джорджем Келли и продан компанией Kelley Electric Machine Company. [4] Первые электрические маршрутизаторы были довольно тяжелыми, [5] и лишь номинально «портативными».
В 1915 году Оскар и Руди Онсруд создали пневматический фрезерный станок, который они назвали ручным фрезерным станком с реактивным двигателем. [6]
В 1930-х годах компания Stanley Works приобрела линейку портативных фрезерных станков у Роя Л. Картера и начала продавать ручной электрический фрезерный станок со скоростью 18 000 об/мин, аналогичный современным фрезерным станкам. [7]
Дальнейшее усовершенствование привело к созданию погружного фрезерного станка, изобретенного компанией ELU (ныне частью DeWalt ) в Германии примерно в 1949 году.
Современные фрезерные станки часто используются вместо традиционных строгальных рубанок или фрезерных станков для отделки кромок (профилирования) древесины.
Фрезерование — это высокоскоростной процесс резки, обрезки и придания формы дереву, металлу, пластику и ряду других материалов.
Фрезерование и фрезерование концептуально схожи, и в фрезерных станках можно использовать концевые фрезы , но фрезерование древесины отличается от фрезерования металла с точки зрения механики. Формирование стружки разное, поэтому оптимальная геометрия инструмента другая. Фрезерование правильно применяется к относительно слабым и хрупким материалам, обычно к дереву. Поскольку эти материалы непрочны на небольших участках, фрезерные станки могут работать на чрезвычайно высоких скоростях, поэтому даже небольшой фрезерный станок может резать быстро. Из-за инерции на таких высоких скоростях нормальный механизм резки древесины щепой типа I не может работать. Угол режущей кромки тупой, приближается к 90°, поэтому образуется стружка типа III , а отходы образуются в виде мелкой пыли. Эта пыль представляет опасность для органов дыхания даже в доброкачественных материалах. Усилия, действующие на фрезу, невелики, поэтому фрезерные станки можно держать в руках.
При фрезеровании металлов материал относительно пластичен, но остается прочным даже в небольших масштабах. Образуется стружка типа II , а отходы могут образовываться в виде сплошной стружки . Усилия резания высоки, поэтому фрезерные станки должны быть прочными и жесткими, обычно иметь прочную чугунную конструкцию.
Промежуточные материалы, такие как пластик и иногда мягкий алюминий, можно резать любым методом, хотя фрезеровка алюминия обычно является скорее импровизированным приемом, чем производственным процессом, и требует шума и требует больших затрат на инструменты.
Фрезерование обычно ограничивается мягкими металлами (алюминием и т. д.) и жесткими неметаллами. Специально разработанные фрезы используются для различных узоров, вырезов и кромок. Сегодня широко распространены фрезерные станки как с ручным, так и с машинным управлением.
Фрезерование — это процесс формирования готовых кромок и форм. Некоторым материалам, которым трудно придать форму с помощью других процессов, таким как стекловолокно, кевлар и графит, можно придать аккуратную форму и отделку с помощью различных методов фрезерования. Помимо готовых кромок и придания формы, с помощью фрезерных станков также можно придать форму вырезам, отверстиям и контурам.
Фрезерный станок шпинделя расположен на более тонком конце шкалы работы, выполняемой формовочным шпинделем . То есть он способен вырезать канавки, формовать кромки, а также снимать фаски или закруглять края куска дерева. Также его можно использовать для резки некоторых суставов . Форма создаваемого реза определяется размером и формой сверла (фрезы), удерживаемого в цанге, а глубина - регулировкой глубины подошвы.
Существует множество стилей фрез: некоторые с погружной ручкой, некоторые с ручкой D, некоторые с двойной ручкой. Различные производители производят фрезерные станки для различных работ по дереву, такие как погружные фрезерные станки, фрезерные станки с фиксированной базой, комбинированные фрезерные станки, фрезерные станки с регулируемой скоростью, триммеры для ламината, фрезерные станки с ЧПУ. [ нужна цитата ] В настоящее время большинство фрезерных станков более высокого качества имеют регуляторы переменной скорости и погружные основания, которые также можно зафиксировать на месте, чтобы фрезерный станок можно было использовать в качестве фрезерного станка с фиксированной базой. [ нужна цитация ] Некоторые из них имеют функцию плавного запуска, что означает, что они постепенно наращивают скорость. Эта функция особенно желательна для фрезерных станков с большой фрезой. Удерживать 3-сильный фрезер и включать его без плавного пуска потенциально опасно из-за крутящего момента двигателя. Держать его двумя руками обязательно. Для фрезерных станков с переключателем включения/выключения тумблерного типа важно перед подключением к сети убедиться, что переключатель находится в выключенном положении. В целях безопасности фрезы большего размера обычно можно использовать только в фрезерном станке, установленном в стол маршрутизатора. Это делает инструмент еще более универсальным и стабильным. [ нужна цитата ]
Назначение нескольких рукояток зависит от бита. Управление проще с различными конфигурациями. Например, при формировании края тонкой столешницы многие пользователи предпочитают ручку D с регулируемой скоростью, поскольку она обеспечивает лучший контроль и позволяет свести к минимуму возгорание древесины.
Маршрутизаторы имеют множество применений. С помощью множества приспособлений и различных насадок они способны изготавливать ласточкины хвосты, пазы и шипы, молдинги бесконечного разнообразия, дадо, пазы/фальцы , двери и рамы с выступающими панелями, вырезать круги и многое другое. [ нужна цитата ]
Инструмент обычно состоит из основания, в котором размещен вертикально установленный универсальный электродвигатель с цангой на конце его вала. Бита регулируется по высоте, что позволяет выдвигать ее через отверстие в плоской подошве, обычно путем регулировки высоты крепления двигателя (механизм регулировки широко варьируется у разных производителей). Управление маршрутизатором осуществляется с помощью ручки или ручки на каждой стороне устройства или с помощью недавно разработанной «D-образной ручки».
Существует два стандартных типа фрезерных станков — погружной и фиксированный. При использовании фрезерного станка с погружным основанием подошву основания кладут на лицевую сторону заготовки, при этом режущее сверло поднимается над заготовкой, затем включается двигатель и фреза опускается в заготовку. При использовании фрезерного станка с фиксированным основанием глубина резания устанавливается до включения инструмента. Затем подошва либо ровно опирается на заготовку, выступая за край, так что режущее сверло не контактирует с заготовкой (а затем входит в заготовку сбоку после включения двигателя), либо подошва располагается под углом. сверло находится над заготовкой, и сверло «раскачивается» в работе после включения двигателя. В каждом случае сверло врезается, но погружной фрезер делает это более изысканным способом, хотя используемое сверло должно иметь такую форму, чтобы оно врезалось в древесину при опускании.
Опорная пластина (подошва), как правило, имеет круглую форму (хотя это тоже зависит от отдельных моделей) и может использоваться вместе с ограждением, прикрепленным к основанию, которое затем удерживает фрезерный станок на краю работы, или с помощью прямой направляющей. - Край зажмите поперёк работы, чтобы получить прямой срез. Другие средства направления станка включают направляющую втулку шаблона, закрепленную в основании вокруг фрезы, или фрезы со встроенными направляющими подшипниками. Оба они работают по прямому краю или фигурному шаблону. Без этого различная реакция древесины на крутящий момент инструмента делает невозможным управление с обычно требуемой точностью.
Фрезерный станок можно установить в перевернутом виде на столе или верстаке. Опорная пластина фрезера крепится к нижней части стола с отверстием, позволяющим фрезе выступать над столешницей. Это позволяет передавать работу через маршрутизатор, а не передавать маршрутизатору работу. Это дает преимущества при работе с меньшими объектами и делает выполнение некоторых операций маршрутизатора более безопасным. Фрезерный стол может быть оснащен упором , грифами и другими приспособлениями для работы, чтобы сделать работу более безопасной и точной.
Простой фрезерный стол состоит из жесткой верхней части, к которой фрезерный станок прикручен болтами или винтами непосредственно к нижней стороне. Могут быть разработаны более сложные решения, позволяющие легко снимать фрезер со стола, а также облегчающие регулировку высоты фрезы с помощью подъемного механизма; Существует широкий спектр коммерчески доступных систем.
В этом режиме фрезер может выполнять задачи, аналогичные фрезерному станку . Для небольших и легких работ используемый таким образом фрезерный станок может быть более удобным, чем фрезерный станок, при этом задача настройки выполняется несколько быстрее. Для маршрутизатора также доступен гораздо более широкий диапазон битовых профилей, хотя размер ограничен.
Фрезерный стол обычно ориентируется так, чтобы фреза располагалась вертикально, а стол, над которым ведется работа, — горизонтально. Варианты этого варианта включают горизонтальный фрезерный стол, в котором стол остается горизонтальным, но фрезерный станок устанавливается вертикально над столом, так что фреза фрезерного станка режет сбоку. Эта альтернатива предназначена для операций с кромками, таких как подъем панели и вырезание пазов.
Фрезы бывают самых разных дизайнов для создания декоративных эффектов или столярных вспомогательных средств. Как правило, они классифицируются как с напайками из быстрорежущей стали (HSS) или с твердосплавными напайками , однако некоторые недавние инновации, такие как твердосплавные долота, обеспечивают еще большее разнообразие для специализированных задач.
Помимо материалов, из которых они изготовлены, биты можно разделить на режущие и некраевые, а также от того, спроектирована ли она с защитой от отдачи . Кромочные фрезы имеют небольшой ступичный подшипник, который служит ограждением от работы по изготовлению кромочных карнизов. Эти подшипники можно заменить с помощью имеющихся в продаже комплектов подшипников. Замена подшипника фактически меняет диаметр режущей кромки. Это особенно важно для насадок с фальцем/фальцем. Для некромочных насадок необходимо использовать упор либо на столе фрезерного станка, либо прикрепленный к заготовке или фрезеру. В битах с защитой от отдачи используется дополнительный нережущий материал по окружности плеч сверла, который служит для ограничения скорости подачи. Это снижает вероятность того, что заготовка войдет слишком глубоко в сверло (что может привести к тому, что режущая кромка не сможет компенсировать значительную отдачу).
Биты также различаются по диаметру хвостовика: хвостовики 1 ⁄ 2 дюйма, 12 мм, 10 мм, 3 ⁄ 8 дюйма, 8 мм, 1 ⁄ 4 дюйма и 6 мм (от самого толстого к самому тонкому) являются наиболее общий. Полудюймовые сверла стоят дороже, но, поскольку они более жесткие, менее подвержены вибрации (обеспечивают более плавный рез) и с меньшей вероятностью сломаются, чем сверла меньшего размера. Необходимо следить за тем, чтобы размеры хвостовика сверла и цанги фрезы точно совпадали. Несоблюдение этого требования может привести к необратимому повреждению одного из них или обоих и привести к опасной ситуации, когда бита выйдет из цанги во время работы. Многие фрезерные станки поставляются со съемными цангами для популярных размеров хвостовиков (в США 1/2 дюйма и 1/4 дюйма , в Великобритании 1/2 дюйма , 8 мм и 1/4 дюйма , а также метрических размеров в Европе) . В США размеры 3 ⁄ дюйма и 8 мм часто доступны только за дополнительную плату).
Многие современные фрезерные станки позволяют изменять скорость вращения сверла. Более медленное вращение позволяет безопасно использовать сверла большего режущего диаметра. Типичные скорости варьируются от 8000 до 30000 об/мин.
Фрезы могут быть изготовлены практически под любой мыслимый профиль. Можно заказать специальные фрезы. Они особенно полезны для проектов реставрации домов, где производство оригинальной отделки и молдингов прекращено.
Иногда дополнительные биты поставляются в наборах, предназначенных для облегчения столярных работ, используемых при каркасно-панельном строительстве. Одно сверло предназначено для вырезания паза в деталях перил и стоек, а другое формирует край панели так, чтобы он вписывался в паз.
Фрезерный станок по дереву с ЧПУ — это станок с компьютерным управлением, к которому крепится фрезерный станок или шпиндель. Станок с ЧПУ может быть либо подвижного портального типа, где стол зафиксирован, а шпиндель фрезерного станка перемещается по нему, либо конструкции с фиксированным мостом, когда стол перемещается под шпинделем фрезерного станка, либо ручного типа, когда оператор перемещает станок. к области, которую нужно разрезать, и машина контролирует точную регулировку. Программирование программного обеспечения CAD / CAM используется для моделирования детали, которая должна быть создана на компьютере, а затем создает траекторию инструмента, по которой машина должна следовать для вырезания детали. ЧПУ движется по трем осям (XYZ). Большинство фрезерных станков с ЧПУ имеют трехмоторную систему привода, в которой используются сервоприводы или шаговые двигатели. В более продвинутых фрезерных станках используется система с четырьмя двигателями для дополнительной скорости и точности.
Инструмент, похожий на фрезерный станок, но предназначенный для хранения режущих насадок меньшего размера, что облегчает выполнение небольших работ, — это триммер для ламината .
Соответствующий инструмент, называемый фрезерным станком (Великобритания) или формовочным станком (Северная Америка), используется для удержания режущих головок большего размера и может использоваться для более глубоких резов или резов большего диаметра. Другой родственный станок — это фрезерный станок, более крупная статическая версия ручного электрического фрезерного станка, но обычно с гораздо более мощным двигателем и другими функциями, такими как автоматическое копирование шаблонов.
Некоторые профильные фрезы используют режущую головку, напоминающую фрезерный станок. Их не следует путать с профильными фрезами, используемыми для стальных листов, в которых в качестве метода резки используется пламя.
