Фрезерование представляет собой частный случай строгания и выполняется на фрезерных станках. Станки по дереву для строгания используются, как правило, при обработке плоских поверхностей, в то время как фрезерные станки предназначены, преимущественно, для целей фасонной обработки элементов по прямому либо кривому контуру.
Рис. 1. Фрезерный станок: 1 — станина, 2 – салазки, 3 – главный шпиндель, 4 — направляющие салазок, 5 — стол, , 6 — вставной шпиндель, 7 — упор на кронштейне (верхний), 8 – направляющие линейки, 9 – маховичок, предназначенный для подъема шпинделя, 10 — винт подъема.
Рабочий инструмент фрезерного станка – это вращающаяся с высокой скоростью ножевая головка, расположенная, как правило, вертикально.
Из всего многообразия конструкций фрезерных станков в промышленности отмечается широкое применением следующих:
1) одношпиндельных обыкновенных, оснащенных вертикальным шпинделем,
2) одношпиндельных с наклоняющимся столом либо шпинделем,
3) копировальных, имеющих верхний шпиндель,
4) копировальных с горизонтальным шпинделем, применяемых при обработке воздушных винтов из дерева.
Все перечисленные конструкции, за исключением п.4, имеют ручную подачу материала.
Привод практически во всех современных станках электрифицированный.
Одношпиндельные фрезерные станки
Устройство станка приведено на рисунке 1. Имеется чугунная станина 1, на которой горизонтально укреплен точно выстроганный стол 5, оснащенный двумя шпунтовыми гнездами, предназначенными для закрепления направляющих линеек. На салазках 2, перемещающихся по направляющим 4, под столом установлен шпиндель 3 на 2-х подшипниках и подпятнике. Он несет в своей верхней части шпиндель вставного типа 6, на который производится насадка режущего инструмента. С помощью винта 10, оснащенного маховичком, либо конической зубчатой передачи 9, оснащенной маховичком, имеется возможность опускать и понимать салазки со шпинделем. Приведение шпинделя во вращение осуществляется с помощью ременной передачи от двигателя, контрпривода либо прямо от вала двигателя. Для создания самодельного фрезерного станка по дереву необходимо следующее.
С целью придания шпинделю максимальной устойчивости в ходе выполнения фрезерования деталей с большой высотой, или при больших нагрузках на шпиндель, стол станка оснащается закрепленным на кронштейне верхним упором 7. Для того, чтобы направить изделие при обработке, применяют направляющую линейку 8 или направляющее кольцо.
Фрезерные станки оснащаются горизонтальным столом либо наклоняющимся шпинделем или столом. Станки, оснащенные шпинделем, кроме осуществления стандартных фрезерных работ, дают возможность обрабатывать материалы под углом с помощью ножевых головок существенно меньшего диаметра (см. рисунок 2), что позволяет получать равномерную чистую поверхность.
Фрезерный станок, оснащенный наклоняющимся шпинделем, является более удобным и безопасным в работе, нежели станок, имеющий наклоняющийся стол.
В некоторых случаях в ходе обработки кривых деталей, чтобы не происходил закол древесины, следует осуществлять смену направления вращения резца/шпинделя либо выполнять перестановку изделия. При этом весьма удобными являются двухшпиндельные фрезерные станки (см. рисунок 3). В таких станках вращение шпинделей происходит в противоположных направлениях.
Рис. 2. Форма фрезы. Обрабатывается один и тот же профиль: а — на стандартном фрезерном станке, б — на станке, оснащенном наклонным столом либо шпинделем.
Рис. 3. Двухшпиндельный станок для фрезерования
Основными элементами конструкции данных станков являются составляющие, аналогичные стандартным одношпиндельным станкам. Характеристики станков для фрезерования приведены в таблицах 2-3.
Стандартные скорости резания на фрезеровочных станках t лежат в диапазоне от 19 до 50 м/сек, а подача — в диапазоне от 5 до 20 м/мин.
Вставные фрезерные шпиндели
При установке режущего инструмента фрезерных станков используются вставные шпиндели (см. рисунок 4).
Шпиндель № 1 позволяет устанавливать только плоские ножи в радиальном направлении.
Применение шпинделей № 2 и № 3 осуществляется только для работы с плоскими ножами, которые устанавливаются тангентально между шайбами, либо при работе с применением круглых ножевых головок или фрезы. При установке фрезы или ножа на заданной высоте необходимо на шпиндель надеть ряд колец.
Рис. 4. Фрезерный станок: вставные шпиндели
Применение шпинделя № 4 осуществляется в целях установки квадратных ножевых головок либо определенных самоцентрирующихся патронов (буксов).
Выполняется обработка рабочего диаметра шпинделя согласно 2-му классу точности при скользящей посадке.
Обработка шпиндельного хвостовика выполняется под конус Морзе.
Типовые данные по вставным шпинделям приведены в таблице 1.
Таблица 1. Вставные шпиндели: типовые данные
Таблица 2. Характеристика фрезерных станков, оснащенных нижним вертикальным шпинделем
Таблица 3. Характеристика фрезерных станков, оснащенных нижним вертикальным шпинделем
Квадратную головку применяют для установки ножей, имеющих толщину до 12 мм. При этом высота головки составляет 100 мм, а диаметр отверстия, предназначенного для шпинделя, — 25 мм.
Затяжку гайки при монтаже ножей, фрез либо головок ножа на шпинделе выполняют ключом от руки до отказа. Использование рычагов для затяжки не рекомендуется.
Гайка обязательно должна находить на резьбу полностью, при этом длина выступающего конца резьбы должна быть не менее 1 мм.
Одношпиндельные станки копировально – фрезерного типа с верхним шпинделем
Станки данного типа используются при выполнении разного рода работ по копированию, не требующих особой мощности. Посредством таких станков можно выполнять и фрезерные, и сверлильные работы, а потому их широко применяют при выполнении ажурных работ, поскольку отпадает необходимость в использовании сразу сверлильного и фрезерного станков, а также лобзика. Рабочим инструментом здесь являются специальные фрезы, чисто режущие, позволяющие при большом количестве оборотов шпинделя получать особо чисто обработанную поверхность.
Фрезерные станки одношпиндельного копировального типа, имеющие верхний шпиндель, с особым успехом могут использоваться для создания ажурных рам, работ по калибровке бобышек, книц, а также стенок нервюр и пр.
Устройство станка
В основе станка лежит солидная чугунная станина, имеющая верхнюю часть в виде серповидно изогнутой формы и служащая кронштейном для монтажа на ней электродвигателя. Последний монтируется в направляющих, а затем посредством системы рычагов его можно перемещать по ним вверх/вниз при воздействии на педаль со стопорным приспособлением. Вал ротора двигателя соединяется со шпинделем, где закреплен американский либо определенный самоцентрирующийся патрон, оснащенный рабочим инструментом.
Нижняя часть станины содержит стол, установленный на подвижном кронштейне. Стол можно перемещать в вертикальном направлении с помощью направляющих и маховичка. Некоторые конструкции стола можно перемещать вертикально в ходе работы нажатием на педаль. При этом электродвигатель со шпинделем остаются неподвижными.
Перемещение стола может выполняться либо только вертикально, либо плиту стола делают передвижной горизонтально — вправо/влево, вперед/назад.
Начальная установка станка в исходное положение выполняется соответственно высоте (толщине) обрабатываемого элемента маховичком, а далее подача ведется посредством перемещения мотора либо стола с помощью педального механизма.
Характеристика станка
Станок произведен компанией Оливер (OliverMachinerγСО) США (таблица 4). Модель №55.
Оснащен электрифицированным приводом, мощность двигателя составляет 1,5 кВт.
Перемещение шпинделя станка осуществляется с помощью педали
Таблица 4. Характеристики станка
Определение направления копира выполняется посредством штифта, имеющегося в центре стола. С помощью дополнительной педали станочный шпиндель может быть зафиксирован по высоте в произвольном положении.