Фрезер [a] — это электроинструмент с плоским основанием и вращающимся лезвием, выступающим за основание. Шпиндель может приводиться в движение электродвигателем или пневматическим двигателем . Он фрезерует (выдалбливает) область в твердом материале, таком как дерево или пластик. Фрезеры чаще всего используются в деревообработке , особенно в мебельном производстве . Они могут быть ручными или прикрепленными к фрезерным столам . Некоторые плотники считают фрезер одним из самых универсальных электроинструментов. [1]
Существует также традиционный ручной инструмент , известный как фрезерный рубанок , представляющий собой разновидность ручного рубанка с широким основанием и узким лезвием , значительно выступающим за пределы опорной плиты.
Фрезерные станки с ЧПУ по дереву обладают преимуществами числового программного управления (ЧПУ).
Триммер для ламината — это уменьшенная и облегченная версия маршрутизатора. Хотя он предназначен для обрезки ламината , его также можно использовать для небольших общих фрезерных работ.
Вращающиеся инструменты также можно использовать аналогично фрезерам с соответствующими фрезами и принадлежностями (например, пластиковыми основаниями для фрезера).
До появления маршрутизаторов с электроприводом для той же цели часто использовался плоский маршрутизатор .
Постепенным шагом к современным электрическим фрезерам стал фрезер с ножным управлением, такой как Barnes Former/Shaper, появившийся в продаже в 1877 году. [2] В 1889 году Барнс запатентовал реверсивную вращающуюся режущую головку. [3]
Первый портативный электрический маршрутизатор был запатентован в 1906 году Джорджем Келли и выпущен на рынок компанией Kelley Electric Machine Company. [4] Первые электрические маршрутизаторы были довольно тяжелыми, [5] и только 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 фрезеров у Роя Л. Картера и выпустила на рынок электрический ручной фрезер со скоростью вращения 18000 об/мин, похожий на современные фрезеры. [7]
Дальнейшее усовершенствование привело к появлению погружного фрезера, изобретенного компанией ELU (теперь часть DeWalt ) в Германии около 1949 года.
Современные фрезерные станки часто используются вместо традиционных строгальных рубанков или фрезерных станков для оформления кромок (профилирования) древесины.
Фрезерование — это высокоскоростной процесс резки, обрезки и формовки древесины, металла, пластика и множества других материалов.
Фрезерование и фрезерование концептуально схожи, и концевые фрезы могут использоваться в маршрутизаторах, но фрезерование древесины отличается от фрезерования металла с точки зрения механики. Образование стружки отличается, поэтому оптимальная геометрия инструмента отличается. Фрезерование правильно применяется к относительно слабым и хрупким материалам, как правило, к дереву. Поскольку эти материалы слабы в небольших сечениях, маршрутизаторы могут работать на чрезвычайно высоких скоростях, поэтому даже небольшой маршрутизатор может резать быстро. Из-за инерции на этих высоких скоростях обычный механизм резки древесины стружки типа I не может иметь место. Угол режущей кромки тупой, приближающийся к 90°, поэтому образуется стружка типа III с отходами в виде мелкой пыли. Эта пыль представляет опасность для органов дыхания даже в случае с доброкачественными материалами. Силы, воздействующие на резак, невелики, поэтому маршрутизаторы можно держать в руках.
При фрезеровании металлов материал относительно пластичен, хотя и остается прочным даже в малых масштабах. Образуется стружка типа II , а отходы могут быть получены в виде непрерывной стружки . Усилия резания высоки, поэтому фрезерные станки должны быть прочными и жесткими, обычно это прочные конструкции из чугуна.
Промежуточные материалы, такие как пластик и иногда мягкий алюминий, можно резать любым из этих методов, хотя фрезерование алюминия обычно представляет собой скорее импровизированный прием, чем производственный процесс, а также является шумным и тяжелым для инструментов.
Фрезерование обычно ограничивается мягкими металлами (алюминий и т. д.) и жесткими неметаллами. Специально разработанные фрезы используются для различных шаблонов, разрезов и окантовки. Сегодня распространены как ручные, так и машинные/вспомогательные фрезеры.
Фрезерование — это процесс формования, который производит готовые края и формы. Некоторые материалы, которые трудно формировать с помощью других процессов, такие как стекловолокно, кевлар и графит, можно формировать и аккуратно отделывать с помощью различных методов фрезерования. Помимо готовых краев и формования, вырезы, отверстия и контуры также можно формировать с помощью маршрутизаторов.
Шпиндельный фрезер расположен на самом тонком конце шкалы работы, выполняемой формовочным шпинделем. То есть он способен прорезать пазы, формовать кромки, снимать фаски или радиусы на кромках деревянных деталей. Его также можно использовать для резки некоторых соединений . Форма создаваемого реза определяется размером и формой фрезы, удерживаемой в цанге , а глубина — регулировкой глубины подошвы.
Существует множество стилей фрезеров, некоторые из них погружные, некоторые с D-образной ручкой, некоторые с двойной ручкой. Разные производители выпускают фрезеры для разных видов работ по дереву, как погружные фрезеры, фрезеры по дереву с фиксированной базой, комбинированные фрезеры, фрезеры с переменной скоростью, триммеры для ламината, фрезеры по дереву с ЧПУ. [ требуется цитата ] В настоящее время большинство более качественных фрезеров имеют регуляторы скорости и будут иметь погружные основания, которые также могут быть зафиксированы на месте, чтобы фрезер можно было использовать как фрезер с фиксированной базой. [ требуется цитата ] Некоторые из них имеют функцию плавного пуска, то есть они постепенно наращивают скорость. Эта функция особенно желательна для фрезеров с большой фрезой. Держать фрезер мощностью 3 лошадиные силы и включать его без плавного пуска потенциально опасно из-за крутящего момента двигателя. Держать его двумя руками — обязательно. Для маршрутизаторов с переключателем типа «вкл/выкл» важно проверить, находится ли переключатель в положении «выкл», перед тем как включать его в розетку. В целях безопасности более крупные фрезы обычно можно использовать только в маршрутизаторе, установленном в столе для фрезерования. Это делает инструмент еще более универсальным и стабильным. [ необходима цитата ]
Назначение нескольких ручек зависит от биты. Управление проще при разных конфигурациях. Например, при формировании края тонкой столешницы многие пользователи предпочитают D-образную ручку с переменной скоростью, поскольку она, по-видимому, обеспечивает лучший контроль и позволяет минимизировать сжигание древесины.
Фрезеры имеют множество применений. С помощью множества приспособлений и различных сверл они способны производить ласточкин хвост, пазы и шипы, молдинги бесконечного разнообразия, пазы, шпунты/выемки , двери и рамы с приподнятыми панелями, резать окружности и многое другое. [ необходима цитата ]
Инструмент обычно состоит из основания, в котором установлен вертикально универсальный электродвигатель с цангой на конце вала. Высота фрезы регулируется, чтобы она могла выступать через отверстие в плоской подошве, обычно путем регулировки высоты крепления двигателя (механизм регулировки сильно различается у разных производителей). Управление фрезером осуществляется с помощью ручки или ручки на каждой стороне устройства или с помощью недавно разработанной «D-образной ручки».
Существует два стандартных типа фрезеров — врезной и фиксированный. При использовании фрезера с врезным основанием подошва основания помещается на поверхность заготовки, а режущая фреза поднимается над заготовкой, затем включается двигатель, и фреза опускается в заготовку. При использовании фрезера с фиксированным основанием глубина реза устанавливается до включения инструмента. Затем подошва либо опирается плашмя на заготовку, нависая над краем, так что режущая фреза не соприкасается с заготовкой (и затем входит в заготовку сбоку после включения двигателя), либо подошва помещается под углом, а фреза над заготовкой, и фреза «качается» в заготовку после включения двигателя. В каждом случае фреза врезается, но врезной фрезер делает это более утонченным способом, хотя используемая фреза должна иметь такую форму, чтобы она сверлилась в древесине при опускании.
Опорная плита (подошва) обычно круглая (хотя это тоже варьируется в зависимости от модели) и может использоваться вместе с ограждением, прикрепленным к основанию, которое затем прижимает фрезер к краю заготовки, или с помощью линейки, зажатой поперек заготовки, чтобы получить прямой срез. Другие средства направления машины включают направляющую втулку шаблона, закрепленную в основании вокруг фрезы фрезы, или фрезы фрезы со встроенными направляющими подшипниками. Оба они работают по прямой кромке или шаблону формы. Без этого из-за различной реакции древесины на крутящий момент инструмента невозможно контролировать с обычно требуемой точностью.
Фрезер может быть установлен вверх дном на фрезерном столе или верстаке. Опорная пластина фрезера устанавливается на нижней стороне стола с отверстием, позволяющим фрезе выступать над столешницей. Это позволяет передавать работу над фрезером, а не проводить фрезер над работой. Это имеет преимущества при работе с небольшими объектами и делает некоторые операции фрезера более безопасными для выполнения. Фрезерный стол может быть оснащен ограждением , накладками и другими направляющими принадлежностями для работы, чтобы сделать работу более безопасной и точной.
Простой стол фрезера состоит из жесткой верхней части с фрезером, прикрученным болтами или шурупами непосредственно к нижней стороне. Более сложные решения могут быть разработаны, чтобы фрезер можно было легко снять со стола, а также чтобы облегчить регулировку высоты фрезы фрезера с помощью подъемного механизма; существует широкий спектр коммерчески доступных систем.
В этом режиме маршрутизатор может выполнять задачи, аналогичные фрезеру со шпиндельным валом . Для небольших, легких работ маршрутизатор, используемый таким образом, может быть более удобным, чем фрезер со шпиндельным валом, при этом задача настройки выполняется несколько быстрее. Также для маршрутизатора доступен гораздо более широкий диапазон профилей бит, хотя размер ограничен.
Фрезерный стол обычно ориентирован так, что фреза расположена вертикально, а стол, по которому проходит работа, — горизонтально. Разновидности этого включают горизонтальный фрезерный стол, в котором стол остается горизонтальным, но фрезер установлен вертикально над столом, так что фреза режет сбоку. Этот вариант предназначен для краевых операций, таких как подъем панели и резка пазов.
Фрезы для фрезерования выпускаются в большом разнообразии конструкций для создания декоративных эффектов или столярных работ. Как правило, они классифицируются как быстрорежущие (HSS) или твердосплавные , однако некоторые недавние инновации, такие как цельные твердосплавные фрезы, обеспечивают еще большее разнообразие для специализированных задач.
Помимо материалов, из которых они сделаны, биты можно классифицировать как кромочные или некромочные, а также в зависимости от того, предназначено ли сверло для защиты от отдачи . Кромочные биты имеют небольшой подшипник колеса, который действует как ограждение от работы при изготовлении кромочных молдингов. Эти подшипники можно заменить с помощью имеющихся в продаже комплектов подшипников. Замена подшипника, по сути, изменяет диаметр режущей кромки. Это особенно важно для фальцевальных/выемочных бит. Некромочные биты требуют использования ограждения либо на фрезерном столе, либо прикрепленного к заготовке или фрезеру. Противооткатные биты используют дополнительный нережущий материал биты по окружности плеч биты, который служит для ограничения скорости подачи. Это снижает вероятность того, что заготовка будет слишком глубоко вставлена в биту (что приведет к значительной отдаче от режущей кромки, которая не сможет компенсировать отдачу).
Биты также различаются по диаметру хвостовика, наиболее распространенными являются хвостовики 1 ⁄ 2 дюйма, 12 мм, 10 мм, 3 ⁄ 8 дюйма, 8 мм и 1 ⁄ 4 дюйма и 6 мм (в порядке от самого толстого к самому тонкому). Биты в полдюйма стоят дороже, но, будучи более жесткими, менее подвержены вибрации (давая более плавные разрезы) и реже ломаются, чем меньшие размеры. Необходимо следить за тем, чтобы размеры хвостовика биты и цанги фрезера точно совпадали. Невыполнение этого требования может привести к необратимому повреждению одного или обоих и может привести к опасной ситуации, когда бита выйдет из цанги во время работы. Многие фрезеры 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 в Европе — метрических размеров, хотя в США размеры 3 ⁄ 8 дюйма и 8 мм часто доступны только за дополнительную плату).
Многие современные фрезеры позволяют изменять скорость вращения фрезы. Более медленное вращение позволяет безопасно использовать фрезы большего диаметра резания. Типичные скорости варьируются от 8000 до 30000 об/мин.
Фрезы можно изготовить для соответствия практически любому вообразимому профилю. Можно заказать индивидуальные фрезы. Они особенно полезны для проектов по реставрации домов, где производство оригинальной отделки и молдингов было прекращено.
Иногда в наборах поставляются дополнительные биты, предназначенные для облегчения столярных работ, используемых в каркасном и панельном строительстве. Одна бита предназначена для вырезания паза в деталях рейки и стойки, а другая формирует край панели, чтобы она входила в паз.
Фрезерный станок с ЧПУ по дереву — это управляемый компьютером станок, на который крепится фрезер или шпиндель. Станок с ЧПУ может быть либо подвижного портального типа, где стол зафиксирован, а шпиндель фрезера движется над ним, либо конструкции с фиксированным мостом, где стол перемещается под шпинделем фрезера, либо ручного типа, где оператор перемещает станок в область резки, а станок управляет тонкой настройкой. Программное обеспечение CAD / CAM используется для моделирования детали, которая должна быть создана на компьютере, а затем создается траектория инструмента, по которой станок должен следовать, чтобы вырезать деталь. ЧПУ перемещается по трем осям (XYZ). Большинство фрезерных станков с ЧПУ имеют трехмоторную приводную систему, использующую либо серводвигатели, либо шаговые двигатели. Более продвинутые фрезерные станки используют четырехмоторную систему для дополнительной скорости и точности.
Инструмент, похожий на фрезер, но предназначенный для установки более мелких фрез, что упрощает работу с ним при небольших работах, — это ламинатный резак .
Связанный инструмент, называемый шпиндельным фрезером (Великобритания) или формовщиком (Северная Америка), используется для удержания более крупных режущих головок и может использоваться для более глубоких или больших по диаметру разрезов. Другой связанный станок — это штифтовой маршрутизатор, более крупная статическая версия ручного электрического маршрутизатора, но обычно с гораздо более мощным двигателем и другими функциями, такими как автоматическое копирование шаблона.
Некоторые профильные фрезы используют режущую головку, напоминающую шпиндельный фрезер. Их не следует путать с профильными фрезами, используемыми для стальных пластин, которые используют пламя в качестве метода резки.
