Фрезерный стол: конструкция, схемы, технология изготовления своими руками

Мастера прошлого производили декоративную обработку древесины вручную. Их творениями мы восхищаемся до сих пор. Но учиться тонкой работе по дереву нужно было годы, и далеко не всякому подмастерью удавалось создать шедевр на звание мастера. И собрать денег на инструмент и принадлежности для высшего мастерства. Что актуально и сегодня: наборы фасонных рубанков, железок к ним и резцов для ручной доводки изделия обойдутся подороже хорошей ручной фрезерной машины по дереву. Которая к тому же сократит процесс обучения и увеличит производительность труда в разы. Если же сделать к ней фрезерный стол своими руками, то и качество изделий станет намного стабильнее. Правда, сократится функционал фрезера (количество видов рабочих операций), но оставшиеся участки уже не так сложно будет довести тем же фрезером без стола или вовсе вручную, не рискуя «запороть» всю заготовку. О существенных моментах самостоятельного изготовления фрезерного стола и будет этот материал.

Примечание: шедевр изначально технический термин, обозначавший пробную работу, которую самостоятельно должен быть сделать подмастерье, претендующий на звание мастера. Поскольку в старинных цехах корпоративный дух и семейственность доминировали над всем и вся, пришлому подмастерью, чтобы пробиться в мастера, нужно было сделать вещь действительно выдающуюся, даже исключительную. Отсюда и пошло употребление слова «шедевр» для творения, созданного на творческом взлете.

Стол или станок?

Тем не менее, ручной фрезер инструмент не из дешевых. Принципиальной разницы в конструкциях ее и фрезерующей головки вертикального фрезерного станка вроде не видно. Подходящий по мощности и оборотам мотор для самодельного фрезерного станка, возможно, дожидается в кладовке какого-нибудь употребления. Так что же лучше делать для фрезеровочных работ по дереву: весь станок из подручных материалов, или покупать ручной фрезер и к нему стол?

Примечание: столы фабричного производства к ручным фрезерным машинам продаются точно так же, как станины для дрелей, превращающие их в сверлильный или токарный станок.

Дело в вибрациях. Дрожь станка с заготовкой – злейший враг обработки материалов резанием. Во фрезеровочных работах влияние вибрации на качество обработки особенно сильно. Если сверло или резец (кроме долота в долбежном станке) вгрызаются в заготовку однажды и затем идут в материале более-менее плавно, то фреза на каждом обороте бьет по заготовке как минимум дважды. Фасонные фрезы с криволинейными в 3-х плоскостях режущими кромками уменьшают этот недостаток, но не устраняют его совсем – фреза, которая не бьет по заготовке, ничего от нее не отрежет.

Самодельный фрезерный станок с мотором из хлама трясется в общем как сам может. Доступные в домашней мастерской меры по его виброгашению обеспечивают качество работы, подходящее более для простых плотничных работ. В ручных фрезерных машинах по дереву виброгашение уже предусмотрено конструктивно. Установка фрезера в стол еще уменьшает «трясучку», и весь агрегат становится пригодным для достаточно тонких столярных работ, в т.ч. над фасадными частями мебели, декоративными деталями и др. ответственными частями. Так что принципиальная разница между самодельными фрезерным станком и столом к имеющемуся ручному фрезеру все-таки есть.

Как устроен фрезерный стол

Основные отличия фрезерного стола с готовой машиной от самодельного станка того же назначения таковы:

• Стол выполняется по конструктивной схеме вертикального фрезерного станка с нижним приводом, в то время как самодельный станок может быть и вертикальным, и горизонтальным. Впрочем, последний в домашних условиях никаких ощутимых преимуществ перед вертикальным не дает.
• Фрезерный стол достаточно просто снабжается своими руками лифтом – устройством для плавной и, возможно, оперативной регулировки выступа фрезы над рабочим столом.
• Система упоров заготовки фрезерного стола может быть усовершенствована по сравнению с самодельным станком для повышения точности и чистоты обработки.
• Фрезерная машина для установки в стол дорабатывается обратимо (см. далее) с тем, чтобы ее можно было снять для работы вручную.

Как устроен простой фрезерный стол для работы по дереву, показано на рис. Тумба (станина) – любой достаточно прочной и устойчивой конструкции, т.к. основное вигброгашение осуществляется, кроме как с самом фрезере, опорной плитой. Поэтому тумба в данном случае фактически не станина, т.к. является просто поддерживающей конструкцией.

На простом столе сложно добиться качественной обработки заготовок с большим отношением ширины к высоте. Совершенно ровная доска по точно так же ровному столу вдруг ни с того, ни с сего идет рывками, рез получается неровным или даже заготовка закусывается фрезой. Причина – продольные, т.е. распространяющиеся горизонтально, волны упругости в материале заготовки. Гребенчатый вертикальный упор (см. далее) не успевает их поглотить, на заготовке возникают пучности (фокусы) вибраций, портящие все дело.

На такую ситуацию и предназначен горизонтальный упор, см. след. рис. Он выполняется всегда гребенчатым, т.к. является преимущественно вибропоглотителем. С той же целью добавляется второй вертикальный гребенчатый упор.

На рис. показан стол с 2-сторонними упорами, рассчитанными на подачу заготовки туда-обратно, см. далее. К самодельному столу для обычных столярных работ лучше делать односторонние упоры (см. далее): они технологически проще и могут быть выполнены их обычной твердой мелкослойной древесины (дуб, бук, орех). В любом случае наиболее ответственными конструктивными узлами самодельного фрезерного стола являются:

1. Опорная (рабочий стол) и установочная (монтажная) плиты;
2. Упоры – гребенчатый и глухой (простой);
3. Лифт фрезерной машины.

Плиты

Опорная и монтажная плиты фрезерного стола конструктивно идентичны таковым такого же станка. Пример конструкции опорной плиты фрезерного стола из 2-х слоев 19-мм фанеры показан на рис.:

Ее основной недостаток – дороговизна: фанера требуется березовая (еще лучше бакелитовая) сорта не ниже Iб. Между тем, затратив немного больше времени и труда на переклейку многослойного фанерного «пирога», его, и даже лучшего качества, можно сделать, как и для фрезерного станка, из дешевой 4-мм строительной (II сорта) или упаковочной (несортовой) фанеры. Нужные износостойкость и прочность при этом обеспечиваются пропиткой листа перед раскроем водно-полимерной эмульсией (полноценный заменитель – строительная грунтовка ЭКО Грунт), а вибропоглощающие свойства – слоями клея ПВА. Высохший монтажный (усиленный) ПВА дает вязкую упругую пленку, отлично гасящую вибрации, но и без того пространство по высоте, в котором может набрать силу волна упругости, сокращается впятеро.

Примечание: фанера склеивается из листов шпона дешевым казеиновым или аналогичным синтетическим клеем, обладающим виброгасящими свойствами лишь в малой степени (его слой жесткий и хрупкий). Фанера, клееная ПВА, оказалась бы совершенно нерентабельной.

Устройство установочного узла с повышенным виброгашением для фрезерного стола показано на рис. и совершенно таково, как для фрезерного станка (см. соотв. статью).

И процедура изготовления опорной плиты такая же: лист фанеры пропитывается 2-3 кратно с каждой стороны, затем раскраивается (сразу с вырезами под фрезер). Окно для машины лучше делать круглым или со скругленными углами. Пакет склеивается по инструкции к клею и сушится не менее 2-х суток под рассредоточенным гнетом ок. 100 кг/кв. м плиты; очень хороший пригруз – стопы книг и/или подшивок журналов.

Плита для фрезера и его доработка

Установочная (монтажная) плита фрезера делается из волокнисто-слоистого вибропоглощающего термореактивного пластика: текстолита, стеклотекстолита. Несколько хуже вибропоглощающие массивные термопластичные материалы – оргалит и т.п. Термопластичную пластмассу от нагрева во время работы может повести и станок потеряет точность. Массивные (эбонит, бакелит) или слоистые термореактивные пластики (гетинакс) непригодны – от вибраций и нагрева очень скоро расслаиваются и трескаются.

Как дорабатывается машина для установки в фрезерный стол, показано на рис.:

Фиксатор штатного скользящего рабочего стола (показан стрелкой слева на рис.) освобождается (отжимается). Затем штатный стол снимается и ставится на пружины сжатия (в центре) общей силой прим. 1,5 веса машины. Подошва штатного стола (показана стрелкой в центре) снимается, и взамен нее крепится установочная плита (справа на рис.). Восстановление машины для использования в ручном режиме производится в обратном порядке.

Упоры

Поскольку самодельный фрезерный стол способен обеспечить лучшую точность и чистоту обработки, чем такой же станок, систему упоров для него желательно видоизменить. Упоры, как в станке или на рис. выше с изображением простого стола, пригодны для изготовления не фасадных (декоративных) деталей, т.к. прямой Г-образный глухой упор все-таки сильно отдает вибрации обратно в заготовку и затрудняет ее подачу (заготовка из обычной деловой древесины может заедать).

Чертежи косых гребенчатого и глухого вертикальных упоров для самодельного фрезерного стола по дереву приведены на рис. Конструктивно гребенчатый упор для стола несколько отличается от такового для станка (все зубья одинаковы), т.к. весь агрегат трясется уже не так сильно. Клен – один из лучших виброгасителей, но выдержанная, без дефектов, сучков, свилей и косослоя, деловая кленовая древесина дорогой и дефицитный материал. Ее вполне заменят дуб, бук, граб, орех.

Примечание: еще лучший виброгаситель – древесина вяза. Но бездефектный выдержанный деловой вяз в широкой продаже практически отсутствует, т.к. весь идет на колодки для пошива дорогой кожаной обуви и ответственные детали машин.

Устанавливаются гребенчатые и глухие упоры попарно (глухой первым по ходу заготовки), см. врезку в центре на рис. Фиксируются стопорным блоком (стопором), выделено красным на рис. справа. Однако ставить гребенку с «глухарем» до фрезы по ходу заготовки при ее подаче, как показано там же, все-таки неправильно: основная «трясучка» возникает за фрезой. А вот ставить 2 пары гребенка-глухарь, до фрезы и после нее, не возбраняется и для точности обработки полезно.

Упор туда-обратно

Заготовки из однородных материалов высокого качества (МДФ, постформинг для кухонных столешниц, отборная мелкослойная древесина) нередко фрезеруют способом туда-обратно: деталь толкают на фрезу и тут же, не выключая фрезера, тянут назад. Сочетание попутного и встречного фрезерования в один проход (см. статью о фрезерном станке) дает наиболее чистую поверхность.

Примечание: детали, фрезерованные туда-обратно, вполне пригодны на шпонирование и ламинирование.

Однако ставить для фрезеровки туда-обратно пару косых гребенок, повернутых в противоположные стороны, нельзя: на входящем гребне заготовку заклинит. Для фрезерования туда-обратно заготовка подпирается парами вертикальных и горизонтальных прямых гребенок (см. рис. выше): их гребни (и пазы между ними) перпендикулярны рабочей поверхности, а рабочие части гребенок трапециевидные в плане со скосами в 60 градусов от перпендикуляра (30 градусов от подошвы гребенки). К сожалению, выбор материалов для самостоятельного изготовления прямых 2-сторонних гребенок ограничен: бездефектные выдержанные деловые клен, вяз, тик.

Примечание: в продаже встречаются прямые гребенки для фрезеров по дереву, литые из полипропилена. Как работают, не знаю, не пробовал.

Лифт

Самые простые конструкции лифтов для фрезерного стола по дереву – жесткий кулачковый (поз. А на рис.) и клиновой (поз. Б).

Их общее достоинство – возможность сделать опорную плиту откидной для удобства доступа к фрезеру. Но общий огромный недостаток – неустойчивость, машина от вибрации сползает вниз. Фактически после 1,5-2 м реза лифт приходится переустанавливать. Кулачковый лифт, кроме того, по удобству пользования не намного лучше регулируемого шайбами с резиной лифта самодельного фрезерного станка.

Оптимальная конструкция лифта фрезерной машины в столе – винтовой, см. след. рис. Если нижнюю фланцевую гайку дополнительно зафиксировать контргайкой (или поставить самозатягивающуюся фланцевую гайку), вынос фрезы держится железно. И возможна его действительно оперативная регулировка, буквально на ходу заготовки.

Точный мини-стол

Для занятий художественной деревообработкой и/или фасадной столяркой незаменимая вещь – фрезерно-копировальный станок. Сделать его своими руками возможно, но сложновато, а приобретать фабричный имеет смысл только если есть стабильный поток заказов на работы данного рода и твердые навыки их выполнения.

Однако и фасонные пазы в фасадных деталях мебели, фрезерованные по прямой, могут дать отличный эстетический эффект. Прямая фрезеровка широко используется в изготовлении мебели и декоративных изделий из дерева в любом стиле, см. рис. Самостоятельно выполняется она маломощными ручными фрезерными машинами по дереву повышенной точности (справа на рис.); установка ручного мини-фрезера в стол повышает качество работы и производительность труда точно так же, как «большого».

Чертежи мини фрезерного стола по дереву под отечественную ручную фрезерную машину даны на след. рис. Его отличительные особенности – кулачковый боковой прижим заготовки и вертикальная гребенка с широкими зубьями. Решение для работы с качественными материалами вполне оправданное: мелкие частые гребенки сами немного «отыгрывают» на заготовку, что в данном исполнении минимизировано.

А вытяжка?

При фрезеровании древесины образуется в разы больше опилок, стружки и древесной пыли, чем при распиловочных операциях. Точность обработки на столе и здоровье его оператора пыль портит так же, как пылящий станок. Поэтому для фрезерного стола точно так же необходимы пылеулавливатель, пылеотвод и пылесборник; их конструкция одинакова и для стола, и для станка, см. соотв. статью.

В заключение

Будем надеяться, что из этой статьи вы почерпнули для себя кое-что полезное. Дополнительно к материалу предлагаем также посмотреть видео об опыте самостоятельного изготовления фрезерного стола для ручной фрезерной машины по дереву:

Видео: пример изготовления стола для ручного фрезера