При создании большого количества фигурных элементов зачастую приходится выполнять нудную работу, направленную на перенастройку фрезерной головки. Приобретать для подобных работ специализированный станок может позволить не каждый, однако имеется возможность проектирования и разработки его собственными руками. При этом, если фрезу, оснащенную приводом, сделать подвижной, а станочный стол – наклонным, то для разработки разных профилей можно будет обойтись минимальным набором сменных фрез.
Станок имеет сварное основание или каркас, купленный шпиндельный узел, имеющий выходной вал 025 мм. Имеется возможность наклонять стол на 16° к себе и на 3° от себя. Вес станка составляет порядка 110 кг. Сварной каркас из стали можно заменить на деревянный.
Разработка основания
Каркас сваривается из стальных квадратных труб размером 50мм x 50мм x 5мм. Его с 3-х сторон закрывают металлическими панелями. Накладка с изоляционными свойствами, наклеенная изнутри на панели, существенно снижает шум. Швеллер 200 мм, изготовленный из стали, приварен к основанию и предназначен для монтажа узла шпинделя станка. В целях облегчения передвижения станка, его задние ножки оснащены роликами.
Металлические элементы основания, обрезанные по длине, стягивают с помощью проволоки, проверяют их взаимное положение и соединяют посредством сварки. Чтобы внешний вид станка был аккуратным, сварочные швы располагают внутри каркаса.
Основание может быть изготовлено также из дерева. При выборе деревянного варианта следует применять заготовки довольно большого сечения, соединенные методом паз-шип со шкантами, чтобы добиться жесткости основания и отсутствия вибраций.
Закрепление боковых панелей выполняется на заклепках. Ролики монтируют в заранее определенных местах, на задних ножках. Торцевая часть передних ножек в целях увеличения сцепления с полом, а также снижения вибрации, оснащается прокладкой из неопрена либо резины.
Доработка шпинделя
Вал узла шпинделя должен соответствовать основной массе фрез, которые планируется применять в дальнейшем. Кроме наклона стола, необходимо добиться возможности опускания/поднятия фрезы станка с неизменным расположением шкивов шпинделя и двигателя. Положение фрезы по высоте будет регулироваться посредством системы, состоящей из доработанного шпинделя, оснащенного ходовым винтом 012 мм, имеющего длину 610 мм, с помощью нижнего конца которого вращается звездочка. Вместе с тем звездочка при помощи цепи соединяется с ходовым винтом от подвижной каретки двигателя, который немного короче первого — 500 мм. В ходе вращения штурвала на ходовом шпиндельном винте происходит изменение не только высоты установки, с помощью винта каретки передвигается и двигатель. Причем, опускание/поднятие шкивов, предназначенных для клинового ремня, выполняется синхронно.
В процессе доработки шпинделя, после высверливания имеющихся втулок из установочных фланцев следует плотно загнать латунную втулку, оснащенную внутренней резьбой М12, в нижний фланец. Нарезку резьбы можно произвести и в литом фланце, однако втулка может обеспечить высокую надежность механизму спуска-подъема. Выполняется вставка одного конца ходового винта в верхний фланец шпиндельного корпуса. Его движение по оси в каждую из сторон ограничен гайками с шайбами. Чтобы избежать затягивания гаек при вращении винта, а также появления его закусывания в верхнем фланце, гайки шплинтуют посредством ходового винта. Далее весь узел закрепляется на болтах, имеющих неопреновые шайбы, к нижней части швеллера, монтаж которого произведен сверху на основание. Ручкой регулятора высоты фрезы может послужить штурвал от вышедшего из строя токарного станка: его закрепляют на ходовом винте посредством шплинта. Стопорная гайка, стоящая на ходовом винте, ограничивает ход шпинделя (75 мм) и фиксируется шплинтом. Удержание нижнего конца ходового винта выполняется посредством деревянного блока. Его просверливают под ходовой винт и закрепляют к внутренней части перемычки основания. На данном этапе следует проверить, насколько легко вращается доработанный шпиндель. Возможно, его необходимо будет перебрать и обработать смазкой.
Создание скользящей каретки двигателя
Каретка позволяет перемещать двигатель вверх/вниз в синхронном режиме со шпинделем. Ее изготавливают из 4-х частей фанеры твердых пород дерева, квадратного куска стандартной фанеры, имеющей толщину 20 мм, а также пары оцинкованных труб 012 мм длиной 500 мм (будут выступать в качестве направляющих) и ходового винта размером М12 х 500 мм. В целях плавного перемещения по направляющим каретки, отверстия для направляющих и ходового винта просверливаются очень точно. Для этого следует сложить и зажать вместе все 4 детали и высверлить все отверстия для одной установки с помощью сверла диаметром немного большим, чем диаметр направляющих трубок, а также ходового винта. Чтобы зафиксировать направляющие в деталях кареточного крепления к основанию, следует произвести пропилы до отверстий сбоку и высверлить поперечные отверстия, предназначенные для закладных болтов размером 08 мм. Сборка подвижной платформы выполняется с помощью клея и шурупов. Необходимо предусмотреть в ней отверстия, предназначенные для дальнейшего крепления двигателя. В процессе вращения ходового винта платформа перемещается посредством латунной пластины с резьбовым отверстием. В целях более легкого перемещения выполняют ослабление резьбы. После вставления направляющих и их подгонки к отверстиям платформы, их фиксируют путем затягивания закладных болтов. Затем заворачивают ходовой винт в латунную пластину, а концы закрепляют гайками с шайбами. Чтобы избежать перемещения обеих гаек, их шплинтуют посредством ходового винта.
После завершения сборки каретки, двигатель устанавливают на нее, а всю конструкцию закрепляют на основании. Шкивы двигателя и шпинделя соединяются с помощью клинового ремня. Передаточное отношение выбирается таким образом, чтобы шпиндельная скорость составляла порядка 7000 об/мин. Целесообразно применение литых шкивов, оснащенных разрезными конусными втулками, охватывающими в ходе монтажа вал как цанга. Они являются точными и не бьют даже при функционировании на высоких оборотах. Нижние концы ходовых винтов шпинделя и каретки посредством зашплинтованных гаек оснащены звездочками 050 мм для соединения винтов с помощью роликовой цепи. Цепь со звездочками можно применять от велосипедов.
Наклонный стол
Ось вращения стола лежит на его верхней поверхности, касается внешней режущей фрезерной кромки. Данное расположение оси дает возможность выставления высоты внешней кромки фрезы автономно, не смотря на угол наклона стола. Все это дает возможность сохранять размер на внешнем ребре детали обработки, независимо от того, какой толщины заготовка.
Стол наклоняется с помощью кронштейнов. Оба фанерных кронштейна подвески закреплены на нижнюю поверхность столешницы. На каждом кронштейне по радиусу произведен пропил пазов, служащих направляющими для шпилек размером М10 х 100 мм, которые ввинчены в основание. Шпильки оснащены барашковыми гайками, плотно прижимающими кронштейны к основанию, а также фиксирующими стол. Они имеют навернутые латунные втулки 020×20 мм с резьбой, по которым и выполняется скольжение внутренних поверхностей пазов.
Кронштейны изготавливаются из березовой фанеры высокого качества, имеющей толщину 20 мм. Откладывается радиус 276 мм от оси вращения стола до оси паза. Чтобы нанести на заготовку кронштейна данную метку, следует временно набить на ее ребро небольшой кусок фанеры.
Размеры крышки станочного стола составляют 40мм x 750мм x 750мм; она склеена из 50мм-х кленовых планок. Крышка изготавливается также из ДСП, покрытой пластиком, либо фанеры. Для фрезы 0145 мм в крышке выбирается отверстие размером 0152 мм. Стружка от данного отверстия отводится с помощью выемки до края стола, имеющей глубину 20 мм.
Крепление столешницы выполняется к 2-м брускам с габаритами 40x45x700 мм, изготовленными из твердой фанеры, посредством болтов сквозь продольные пазы, при этом бруски приворачивают к кронштейнам посредством шурупов на клею. Бруски способны увеличить жесткость и обеспечить прочное соединение с кронштейном. Продольные пазы, имеющиеся концах брусков, дают возможность корректировки монтажа стола.
На станочное основание столешница, оснащенная кронштейнами, монтируется следующим образом. Посредством клиньев и прокладок следует поставить верхнюю ее плоскость под 90° к оси шпинделя. Далее парой струбцин производится фиксация кронштейнов в этом положении. Применяя радиусные пазы как шаблоны, выполняют разметку положения боковых фиксирующих шпилек. С помощью металлического кернера на верхней поперечине, а также на основании – на задней ножке — выполняют разметку положения каждой из шпилек (размечают положение каждого кронштейна). Далее, сняв крышку, высверливают отверстия 010 мм и монтируют шпильки на гайках, оснащенных стопорными шайбами. Крупные шайбы под барашковыми гайками позволяют равномерно распределять усилие на кронштейны.
Ограждение
В целях безопасной работы требуется ограждение зоны фрезы. Его изготавливают из ламинированной фанеры, а затем устанавливают сверху защитного фрезерного кожуха. Ограждение способно защищать руки. В защитном кожухе имеется отверстие для шпинделя, а снизу есть выемка для того, чтобы отводилась стружка. Габариты U-образного ограждения имеют больший диаметр, нежели фреза. Ограждение устанавливается на защитном кожухе посредством шурупов. Крепление защитного кожуха осуществляется к крышке станка посредством двух шпилек размером М10х75 мм, идущих сквозь ее продольные отверстия. Шпильки вворачиваются в резьбовые втулки. Для отведения стружки и пыли сзади на защитном кожухе имеется деревянная накладка, оснащенная отверстием для шланга пылесоса.