Фрезеры: устройство, особенности, применение

С помощью фрезера можно выполнять как производственные, так и художественные работы.

Вертикальная универсальная фрезерная машина (или просто фрезер) до сих пор, пожалуй, является нешироко используемым электроинструментом. До недавнего времени фрезерные машины были в России практически неизвестны. А жаль, ибо при наличии хорошего фрезера и определенных навыков работы с ним, можно выполнять очень много операций при изготовлении мебели, отделочных работах, изготовлении профиля, погонажных изделий и пр.

Обработка поверхностей при помощи фрезера позволяет выполнять такие элементы, как фигурные кромки, профили, канавки, пазы, фаски, шлицы и пр. В основном, в продаже представлены самые универсальные и популярные штанговые фрезеры. Так как фрезерные машины предназначены для точных фрезеровальных работ при необходимой глубине резания, при их выборе следует учесть некоторые технические характеристики.

Мощность. Достаточная мощность инструмента является гарантией того, что фреза обработает участки плавно, без рывков, обеспечит требуемую чистоту обработки, а перемещение инструмента не потребует особых усилий со стороны мастера. Мощность электродвигателя составляет, как правило, от 800 Вт в любительских до 2000 Вт в профессиональных моделях.

Легкость и габариты. Небольшие габариты и разумный вес инструмента удобны для продолжительной работы и работы в стесненных условиях.

Жесткость конструкции. Данный параметр очень важен, потому что он определяет точность инструмента, и, как следствие, качество получаемого изделия.

Защита от перегрузок. Как правило, этим элементом является датчик контроля температуры обмоток двигателя. Очень важно при работе с большими нагрузками (пазы в твердом материале), когда возможен перегрев двигателя и его повреждение. Срабатывание датчика индицируется светодиодом или отключением двигателя.

Система плавного пуска. Без такой системы при высокой мощности фрезера его запуск будет сопровождаться резким рывком инструмента в сторону. Это может вызвать повреждение обрабатываемой детали. Позволяет обеспечить комфорт для работающего, сохранность обрабатываемой поверхности, высокое качество обрабатываемой поверхности и длительную работу инструмента в оптимальных скоростных режимах резания.

Электронная регулировка частоты вращения. Очень важная функция инструмента. Скорость вращения фрезера плавно регулируется от 8–10 тыс. оборотов до 30 тыс. оборотов в минуту, что позволяет выполнять практически любые виды работ с требуемой точностью и практически по любым материалам. Ее наличие существенно расширяет круг задач, с которыми фрезер в состоянии справиться. Пренебрегать предоставляемыми возможностями, задрав частоту вращения «раз и навсегда» на максимум, не стоит. Тем более что максимум этот у разных моделей может быть весьма велик и подходит не для всякой работы. Его правильнее использовать для твердых пород древесины, а также в том случае, когда производительность намного важнее точности. Низкие скорости помогут при аккуратной «художественной» отделке деталей. Если же в конструкции инструмента присутствует еще и «константная электроника» (поддержание числа оборотов при увеличении нагрузки), в нем можно быть полностью уверенным.

Регулировка положения фрезы и параллельности. Для профессиональных и ответственных работ (художественная реставрация) требуется высокая точность данных параметров до 0,1 мм. Это характерно для профессиональных, высококлассных фрезеров. К числу общих принципов фрезерных машин относятся легкая замена фрез, зажим для фиксации глубины фрезерования, устойчивая опорная плита, параллельный упор с точной регулировкой, отсасывающий адаптер для пылесоса.

Австрийская фирма Stern представляет три модели электрических фрезеров. Коротко о двух из них. Модель ER1200 относится к среднемощностной категории фрезеров. При потребляемой мощности 1200 Вт, фрезер имеет высокую частоту вращения (11500–34000 об/мин) на холостом ходу. Ход фрезерной корзины 40 мм, цанги – 6 и 8мм, вес 4,5 кг. К отличительным особенностям данного фрезера относятся: во-первых, наличие защиты двигателя от перегрузки (специальная микросхема); во-вторых, семь фиксированных положений револьверного ограничителя глубины хода. Также есть дополнительная плавная регулировки с двумя лимбами, позволяющими выполнять как грубую установку (точность до 1 мм), так и точную (точность до 0,4 мм). Модель ER1250 (1250 Вт, 10000–28500 об/мин, максимальный ход фрезы 60 мм) поставляется в пластиковом кейсе с набором фрез (10 шт.). Присутствуют все опции, имеющиеся у предыдущих моделей, плюс три переходные цанги (6,8 и 12 мм) и револьверный ограничитель на 8 положений. Мощная, надежная модель для достаточно интенсивной работы.

В сегменте инструмента эконом-класса для домашнего применения рекомендуем фрезер Hammer FRZ900 производства немецкой фирмы Hammer. Модель позиционируется как бытовая и имеет типичную компоновку: две круглые, симметрично расположенные ручки, большой корпус с металлической оправой редуктора. Обратите внимание на вес машины: 2,8 кг – параметр, позволяющий с легкостью перемещать машину по заготовке при проходе сложных профилей или копировании. При этом руки мастера практически не устанут даже после долгой работы. Поскольку мощность машины невелика (900 Вт), ее рекомендуется использовать на материалах невысокой плотности или для не слишком энергозатратных операций (прорезание пазов, канавок, снятие фасок, профилирование и фрезеровка декоративных рисунков). Для того, чтобы максимально упростить все данные процедуры, предусмотрена возможность использования цанг двух диаметров: для мелких изделий (6 мм) и для более крупных (8 мм). Предусмотрена электронная система регулировки частоты вращения. Обороты задаются колесиком на корпусе, причем делается это в достаточно широком диапазоне от 11500 до 32000 об/мин, что позволяет обрабатывать практически любые материалы. Максимальный ход фрезы составляет 40 мм. Настройка глубины фрезерования производится приблизительно (т.е. ручка точной регулировки отсутствует). Впрочем, бытовому прибору этого достаточно – ошибка в пределах миллиметра неизбежна в любом случае. В целом, благодаря неплохой комплектации и наличию необходимых опций, можно рекомендовать данную модель как удачный выбор для домашнего использования.

Достаточно удачная модель бытового фрезера Skil 1830 представлена известной фирмой Skil. Инструменты данного производителя всегда выделяются на общем фоне необычным дизайном. Контрастное сочетание цветов плюс рукоятки необычной вытянутой и изогнутой формы притягивают взгляд. Приличная мощность 1100 Вт позволяет выполнять большинство «домашних» операций (например, изготовление плинтусов, потолочных реек и пр.). Не по «зубам» разве что наиболее производительные операции, требующие продолжительной и интенсивной эксплуатации. Серьезное удобство – три цанговых зажима в комплекте. Они позволяют работать с фрезами, имеющими хвостовики диаметром 6, 6,35 и 8 мм. Стандарт 6,35 мм (1/4 дюйма) очень популярен в Европе, откуда к нам поступает немало добротной оснастки. Опорная платформа фрезера изготовлена из алюминия методом литья под давлением. Такой материал не деформируется со временем, что позволяет машине долгое время сохранять точность. Пластиковая насадка обеспечивает легкое и плавное скольжение. Быстрая смена оснастки для фрезеров – весомый аргумент. Ведь если фрезеруют сложную деталь, заменять инструмент приходится очень часто и использовать для этого два ключа неудобно. У модели 1830 дело упрощено, благодаря наличию блокировки шпинделя. Широкий диапазон регулировки частоты вращения от 10000 до 28000 об/мин позволяет работать с различными материалами и фрезами, а неплохая комплектация и возможность приобретения дополнительных приспособлений делают данную модель отличным помощником для домашнего мастера.

Очень популярным в сегменте хорошего качественного бытового инструмента является фрезер фирмы Black&Decker KW850E (KW850EKX в кейсе, с набором фрез). Мощный двигатель (1100 Вт) позволяет работать с фрезами больших диаметров; регулировка скорости 8000–30000 об/мин (холостой ход) обеспечивает качественную работу с разными материалами. Надежный литой силуминовый корпус, антистатическое покрытие подошвы и полированные направляющие гарантируют высокую точность работы. Блокировка шпинделя позволяет быстро и легко менять фрезы с помощью только одного гаечного ключа. Три фиксированных положения глубины фрезерования дают возможность точной обработки в несколько этапов – от 0 до 55 мм. Достаточно широкая комплектация (цанги 6,6,36 и 8 мм, боковая направляющая, направляющая для шаблона, копир, параллельный упор, центрирующий штифт, переходник для пылесоса) позволяют фрезеру легко справиться со многими задачами, возникающими в домашних условиях. С его помощью можно легко обрабатывать кромки, профили, канавки, как в натуральной древесине, так и в искусственных материалах (например, пластмассе). Однако, применяя его, не стоит забывать, что это все-таки бытовой инструмент, а не профессиональный. Новинка фирмы, появившаяся в продаже в этом году, модель фрезера KW900Е. Мощность двигателя выросла до 1200вт при наличии регулировки оборотов 8000–30000 об/мин., что позволяет наилучшим образом обработать изделие. Интересный современный дизайн и прорезиненные рукоятки, расположенные с наклоном, делают работу комфортной и приятной.

Для тех, кто любит работать качественным высококлассным инструментом и для профессионалов, представлена линейка фрезеров известной японской компании Makita. Все модели отличает высокая точность обработки поверхностей, мягкость и плавность хода по закаленным полированным направляющим, находящимся в бронзовых втулках, массивная опорная плита из литого алюминия, придающая жесткость конструкции, использование высокоточных шариковых подшипников, точное задание глубины фрезерования (до 0,1 мм). Самая простая модель 3620 (860 Вт, 24000 об/мин, ход 35 мм, цанга 8 мм) имеет трехступенчатое ограничение глубины обработки, быстрозажимной фиксатор для быстрой и простой установки глубины обработки. Позволяет подключать пылесос. Модель RP0910 (900 Вт, 27000 об/мин) имеет ограничитель глубины с фиксацией нажатием кнопки и отдельным винтом, позволяющим выполнить точную настройку глубины выставления фрезы для прецизионного фрезерования. Патрубок пылесоса может устанавливаться над или под корпусом. Модель Makita RP1110C (1100 Вт, 8000–24000 об/мин, ход 57 мм) помимо электронной регулировки числа оборотов для работы с учетом свойств материала, имеет ограничение пускового тока. Этим обеспечивается плавный пуск фрезера, что позволяет установить оптимальную скорость резания, исключает рывок при включении и значительно снижает нагрузки на сеть электропитания во время старта. Мощность данной модели позволяет работать по твердым породам древесины и ДСП. Модель RP0910 тоже справится с этими материалами, но из-за опаски перегрузить двигатель придется действовать с меньшей производительностью. Модели 3612 (1650 Вт, 22000 об/мин, ход 60 мм, цанга 12 мм) и Makita 3612С (1850 Вт, 9000–23000 об/мин, ход 60 мм, цанга 12мм) – это мощные профессиональные высокопроизводительные фрезеры. Они справятся с любыми работами, начиная от изготовления небольших деталей с пазами и заканчивая длинным брусом или плинтусом. Но значительный вес (6 кг) позволяет работать удобно только на горизонтальных поверхностях. Наличие подвижной направляющей фрезы в корпусе, выполненном методом литья под давлением, предотвращает перекос при погружении фрезы в материал. Самое необычное в конструкции – электродинамический тормоз. У фрезеров эта система практически не встречается, а она порой нужна. Электронный тормоз двигателя делает работу безопасной и удобной, останавливая вращение за считанные секунды. Модель 3612С помимо электронной регулировки числа оборотов и плавного пуска, имеет электронную стабилизацию числа оборотов, что обеспечивает постоянную скорость резания под нагрузкой, способствует наивысшей производительности и стабильно высокому качеству. Облегченный доступ к щеткам позволяет заменить их собственными силами. Достаточно открутить пластиковые заглушки с двух сторон корпуса и защелкнуть на клеммы новые контакты. Вес фрезеров Makita от 2,4 до 6,0 кг. Рекомендуем данные модели как точные инструменты для требовательных профессионалов.

Знаменитая японская корпорация Hitachi является признанным авторитетом в производстве высококачественного электроинструмента. Рекомендуем модель элекрофрезера Hitachi M12V (1850 Вт, 8000–20000 об/мин). Регулировка оборотов есть у многих (даже у бытовых) фрезеров, но нижний предел, как правило, составляет 10000 об/мин. Здесь же он опущен до 8000 об/мин, что позволяет достигать превосходного качества обработки. В целях улучшения эргономики, ручки машины выполнены в виде конусообразных рукояток, имеющих возможность регулировки с наклоном в трех разных позициях. Расположены они, как обычно, перпендикулярно направлению фрезерования, что улучшает балансировку. Вал установлен на шариковых подшипниках, что обеспечивает надежность и высокий КПД машины. Внутренние детали частично размещены в литом алюминиевом корпусе, а подвижная «корзина» передвигается по закаленным полированным направляющим с высокоточными втулками. Настройку глубины задают револьверным упором и реечным регулятором. Мощность почти в 2 кВт ставит перед инструментом совсем иные задачи. Такому фрезеру «по плечу» абсолютно любые, самые сложные задачи. Даже на самых сложных волокнистых заготовках обеспечивается плавное перемещение машины. Кроме того, 62-мм ход фрезы позволит выбрать в заготовке большой объем, а полудюймовая цанга (12,7 мм) поможет мастеру в неординарных ситуациях. Кстати, это совершенно не значит, что вы не можете использовать цанги меньшего диаметра. Характеристики данной машины позволят вам воспользоваться всеми типоразмерами. Оснастка с хвостовиками малого диаметра (6 мм) обычно используется для изготовления фигурных изделий (рамки для картин, мебельная окантовка). А вот 8-мм фрезы способны выдержать более высокие нагрузки и будут кстати, когда не найдется подходящей фрезы для первого размера. Наконец, 12-мм «основание» присуще «расходке» с большим диаметром рабочей части и гарантирует точную обработку массивных изделий. Модель оснащена полным комплектом электронных систем. Среди них – привычная всем регулировка частоты вращения. Более интересны система плавного пуска и система, поддерживающая обороты на постоянном уровне. Первая гарантирует, что возможность «рывка» сведена к минимуму и нагрузки на сеть электропитания в начальный момент будут наименьшими. Вторая обеспечивает постоянство оборотов даже при существенном сопротивлении, что гарантирует сохранность заготовки. Падение скорости может произойти только в условиях исключительной нагрузки, например, при вырезании широких пазов в твердой древесине. Машина достаточно тяжелая (5,3 кг), однако, это полезный балласт, наделяющий фрезер устойчивостью. Инструмент идеально «ложится» на поверхность заготовки, что обеспечивает точность фрезеровки. Аппарат обладает всем необходимым для удобной и качественной работы. В частности, блокировка шпинделя позволяет быстро сменить оснастку, параллельный упор значительно облегчает фрезерование по прямым линиям, а патрубок для подключения пылесоса предоставляет возможность «непыльного» труда. Рекомендуем данную модель фрезера как добротный профессиональный инструмент, предназначенный главным образом для тяжелых продолжительных работ.

Советы и рекомендации

• Скорость изменяют в зависимости от внешнего диаметра фрезы, прочности материала и требуемого качества отделки. Увеличение скорости улучшает точность и чистоту обработки. Фаски предпочтительнее снимать при высоких оборотах, тогда как для вытачивания глубоких пазов требуется меньшая скорость. Для быстрой обработки используются максимальные обороты. Если же речь идет о филигранном исполнении, в ход пойдет весь диапазон – после прохода фрезой деталь останется только ошкурить и покрыть лаком.
• Фрезерование производят против направления вращения фрезы. Такая подача наиболее эффективна – тогда и отдача снижается, и двигатель не подвергается излишней нагрузке. Фреза не вырывает материал, а увод в сторону направляющей или копира маловероятен. Машину стараются перемещать с постоянной скоростью, так как быстрое передвижение снижает качество обработки, а слишком медленное перегревает оснастку.
• Если мастеру требуется большая глубина фрезерования, процесс многократно повторяют (за один проход «погружение» не должно превышать 5–6 мм). Это позволяет обезопасить двигатель от перегрузок и добиться ровного и чистого фрезерования. При обработке тонких заготовок рекомендуется подкладывать под них другой материал, для увеличения прочности прижимая его струбцинами.
• При использовании бокового упора надо помнить, что в начале фрезерования «лапки» упора лучше свести вместе. Это поможет не «заехать» ребром детали в промежуток между ними, что ведет к уводу инструмента в сторону.
• Если изготавливаемая деталь имеет сложный контур, который затруднительно воспроизвести по разметке, или если нужно обработать много заготовок одинаковым образом, задействуют шаблон, предварительно установив копировальную втулку.
• Высокая мощность фрезера способствует более точной обработке. При переходе с мягких участков на твердые (например, при наезде на сучок) или при фрезеровании «тугой» древесины скорость заметно не снизится и подклинивания не возникнет.
• Для обеспечения точного движения фрезы по кромке материала на заданном расстоянии нередко используют миниатюрные шариковые подшипники.
• Поверхность при работе фрезером должна быть сухой, чистой, без песка и грязи. Следите за остротой фрезы. На месте сучков целесообразно замедлить ход машины. Ни в коем случае не начинайте обработку детали с нулевой скорости вращения.
• Опытные столяры знают, что фрезерование начинается с 4-х сторон на торцах деревянных заготовок. Обработка продольных кромок (параллельно волокнам) проводится потом, поскольку дает возможность удалять полученные при фрезеровании торцов расщепленные уголки дерева. Здесь оптимальная скорость резания фрезой зависит от числа оборотов и диаметра фрезы. Для больших диаметров фрезы устанавливается меньшее число оборотов и наоборот.

Существует большое количество фрез, различающихся по конструкции и назначению. В самых общих чертах:

• по способу крепления режущих кромок (ножей) – напайные, сменные и цельносплавные (монолитные);
• по материалу режущей части:
  а) быстрорежущая сталь (HS, HSS), содержит вольфрам и молибден, пригодна для обработки мягких пород древесины;
  б) твердый сплав (HW, HM) – получают спеканием под высоким давлением и при большой температуре из различных порошков, используется для обработки твердых лиственных пород; в) экзотические варианты типа стеллита (ST), сталь повышенной твердости на основе кобальта и хрома;
• Существуют также деление на черновые и чистовые фрезы, комбинированные, концевые и насадные и т.д.

Для удобной работы существуют различные приспособления: зажимные цанги, фрезеровальные циркули, параллельный упор (фрезерование параллельно прямой кромке) и упор по кривой (фрезерование параллельно внешнему радиусу), устройство для обработки кромок.