Ручные фрезеры: ликбез

Для многих профессионалов слово «фрезерование» ассоциируется с работой на станке, однако купить столь дорогую и громоздкую технику может далеко не каждый. А этого и не требуется, ведь есть менее габаритные аналоги — вертикальные фрезерные машины.

На современном рынке немало фрезеров самого различного уровня и класса. Эти машины встречаются в ассортименте еще совсем молодых компаний, а инженеры чего только не придумают, чтобы проектируемая ими машина выполняла свою работу качественно.

НЕЗАМЕНИМАЯ ВЕЩЬ

Для чего нужен фрезер? Он незаменим, когда требуется вырезать паз, желоб, выровнять край заготовки, вырезать на нем фигурный профиль. Но это те примеры, которые вспоминаешь сразу. А ведь фрезерами еще декоративную обработку выполняют (вырезают узоры) или подготавливают ниши для замков, петель или уголков. Наверняка многие обращали внимание и на профиль прямоугольных «выступов» на поверхности деревянной двери.

Фрезер — более точная и эффективная альтернатива ЛШМ или рубанку, когда надо скруглить край детали (например, у столешницы) или снять фаску.

Этими инструментами можно обрабатывать различные сорта дерева, а также пластик и даже алюминий. Правда, в каждом случае требуются подходящая оснастка и скоростной режим.

«ГОЛОВА» — НЕ САМОЕ ГЛАВНОЕ

Фрезер далеко не такой сложный инструмент, как кажется на первый взгляд.

Материал срезает фреза с острыми лезвиями за счет высокой (до 30000 оборотов в минуту) скорости. Конструктивно машина состоит из «головы» (в ней спрятан мотор), направляющих вертикальных штанг, литой подошвы и бокового упора.

«Голова». Как ни странно, ее характеристики — вещь второстепенная. Исполнительный механизм у фрезеров проще некуда — шпиндель напрямую соединен с мотором, без всяких посредников типа ремня. Эти инструменты, по сути, представляют собой большую прямошлифовальную машину, установленную стационарно.

Вертикальные штанги — важный элемент. Правда, важны они не сами по себе, а во взаимодействии с головой. А она, во-первых, должна сидеть на них прочно, без люфтов и перекосов, а во-вторых, ездить по ним плавно.

Платформа. В большинстве случаев она состоит из двух слоев: снизу на литое основание наклеивается деревянная лакированная (или пластиковая) пластина — она более гладкая, поэтому и скольжение по поверхности будет лучше за счет меньшего трения. На платформе есть специальные ушки, в которые вставляются и фиксируются винтами штанги параллельного упора. Количество таких узлов крепления может быть разным: от двух до четырех.
Револьверный упор задает, если можно так выразиться, глубинный режим погружения фрезы (более подробно об этом будет сказано позже). Еще один важный момент — проем для фрезы. От его размеров зависит максимальный диаметр режущей части оснастки.

Параллельный упор. У дорогих фрезеров он литой. Такая конструкция надежнее (она стойка к боковым уводам за счет большей жесткости) и зажимается на направляющих штангах винтами в нескольких местах. У тех образцов, что дешевле, упор штампованный, то есть вырезан из толстого листа стали, а направляющие зачастую просто накручиваются на него.

Цанговый зажим. Состоит из цанги, на которую передается вращение от двигателя, зажимной гайки и вставки (своеобразного переходника). Последняя представляет собой круглую полую втулку с вертикальными прорезями, благодаря которым ее можно сжать.

Внутренний диаметр вставки должен быть равен диаметру хвостовика (есть варианты на 6, 8 и 12 мм или же, например, 6,35, и 12,7 мм — европейский стандарт в переводе с долей дюймов на миллиметры).

ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ

• При работе фрезером будьте внимательны и не торопитесь! Спешка может привести к непоправимым последствиям (заготовка будет испорчена).

• Проверьте все настройки, убедитесь, что закреплены упоры и на пути нет помех, например, струбцин. Иногда имеет смысл выполнить проход с выключенным фрезером.

• Начинайте с небольшой скорости. Лучше установить колесико регулировки на значение 3 или 4, особенно если выполняете фрезерование на глубину 5 мм и больше, чтобы не перегреть оснастку. Агрегат следует вести лицевой частью на себя.

• Работая с направляющей, под ее края лучше подложить свернутую бумагу, чтобы шина не вдавливалась в древесину. При ведении машины с установленным боковым упором одной рукой прижимайте его к доске, другой ведите инструмент. Так снижается риск съезда с линии.

• Вставили и зажали фрезу? Проверните ее, посмотрите, надежно ли она зафиксирована. Вылетевшая на скорости 30000 об/мин оснастка вряд ли доставит кому-нибудь радость.

• Семь раз отмерь, один раз отрежь! Если вам кажется, что выставлена не та глубина, что вам нужна, или же расстояние до края подозрительно маленькое или большое, проверьте настройки угольником и линейкой.

• Обрабатываемая заготовка должна быть надежно закреплена. Иначе о качественной работе следует забыть.

• Перед фрезерованием прочтите инструкцию, чтобы заранее знать, как устанавливать глубину, менять вставки в цангу, какие скоростные режимы подходят для тех или иных случаев и т.д.

ХОРОШАЯ АЛЬТЕРНАТИВА БОКОВОМУ УПОРУ — НАПРАВЛЯЮЩАЯ

Поставляется вместе с инструментом она крайне редко, но это пугать не должно, так как ею может быть любая длинная, ровная со всех сторон и достаточно толстая деталь. В качестве примера подходит деревянная линейка с уровнем. Вся проблема в фиксации, но при наличии струбцин сложностей не будет. Точность обеспечит заранее начерченная линия. В принципе возможна работа даже с двумя параллельными шинами: зажатая с двух сторон подошва фрезера никуда не денется. Важно, чтобы фрезер еще до начала прохода упирался в направляющую (поэтомуто она и должна быть длинной) и не сходил с нее и после того, как фреза выйдет из заготовки.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ОСОБЕННОСТИ ФРЕЗЕРОВ

Потребляемая мощность. Для фрезеров имеет второстепенное значение. По ней можно судить, насколько производителен инструмент и на какую глубину можно пройтись зараз без риска перегрузить двигатель.

Частота вращения. Чем она больше, тем чище будет резать фреза (при условии, что она не затуплена), но и переборщить нельзя — подгорит материал и сама оснастка. Если расходка небольшая по диаметру (кстати, иногда на ней пишут максимальные обороты), а глубина прохода невелика (от 1 до 3 мм), то скорость можно выставить ближе к максимуму. Обороты в большинстве случаев регулируются, но есть фрезеры и без настройки.

Вертикальный ход фрезы. Показывает, насколько глубоко в материал может погрузиться фреза.

Диаметр цанги. Указывает на подходящий диаметр хвостовика фрезы. Зачастую в комплект кладут вставки в цангу (например, 8 или 6 мм).

Электроника. В большинстве случаев обеспечивает только регулировку скорости, но на профессиональных моделях нередко встречается система поддержания частоты вращения под нагрузкой и ограничение пускового тока. Константная электроника при чрезмерной продольной подаче за счет запаса мощности увеличивает крутящий момент, что, в свою очередь, не дает упасть оборотам. Плавный пуск снижает риск перегрузки сети и делает старт инструмента спокойным. Иногда фрезеры также снабжают защитой мотора от перегрева.

Блокировка шпинделя. Служит для упрощения замены оснастки. Для того чтобы застопорить шпиндель, нажимают на кнопку — все как у «болгарок». Даже проблемы те же: фиксация зачастую происходит далеко не с первого нажатия, надо ловить момент. На  екоторых машинах при смене фрез используют два ключа (один фиксирует шпиндель, другой закручивает гайку). У фрезеров Festool есть трещоточный механизм.

Число ступеней револьверного упора. Револьверный упор устанавливают для поэтапного изменения глубины погружения (начинают всегда с более высокой ступени). Представляет собой вращающийся барабан с выступами. Ими зачастую служат вкрученные болты. Иногда, правда, деталь выполняют литьем, в таком случае она напоминает скрученную лестницу. На эти ступени и становится вертикальный упор. Их количество может быть разным (3 — наиболее распространенный вариант). Барабан с винтами удобен тем, что их можно регулировать по высоте (надо просто подкрутить отверткой).

Система вертикальных упоров. Слово «система» употреблено неспроста. На простых моделях ограничиваются одним упором, который можно зафиксировать, при этом иногда даже шкалу на самой детали или рядом с ней не увидишь. Другое дело — более сложные в плане настроек образцы. Они имеют два вида регулировки — точную и сверхточную. Первая основана на перемещении упора по вертикали вдоль линейки с последующей фиксацией. Вторая достигается благодаря колесику со шкалой с шагом в десятые доли миллиметра. Такая настройка действительно очень точна: шаг резьбы штифта подстройки глубины известен, а отметки нанесены через одинаковые интервалы — и просто, и точно!
Далеко не все фрезеры имеют одинаковые регулировки, встречаются разные варианты.

Горизонтальный упор. Чем больше точек фиксации на платформе, тем надежнее деталь сидит на машине. Нередко горизонтальный упор снабжают колесиком точной подстройки наподобие того, что есть у вертикального. Шкала имеется, а значит, выполнять работу на точно заданном расстоянии от края ничего не мешает. Правда, эта регулировка подходит скорее для незначительной коррекции, чем для изначальной настройки, так как накручивать по миллиметру, скажем, 5-6 см не слишком удобно, да и сбиться в подсчете можно.

Фиксация выключателя во включенном положении, блокировка случайного включения. Иногда эти две функции совмещены в одной кнопке. Особенности удобны тем, что, во-первых, не запустишь машину непреднамеренно и не испортишь тем самым заготовку, а во-вторых, при фиксации выключателя можно сменить охват. Некоторые фрезеры снабжают ползунковым выключателем.

Съемный электродвигатель. Эта особенность позволяет сделать из фрезера прямошлифовальную машину, которой удобнее, например, зачищать края, когда точность не требуется.

Возможность стационарной установки. На платформе специально делают отверстия, чтобы фрезер можно было привинтить к верстаку. В таком случае инструмент превращается в подобие станка, на котором удобно обрабатывать небольшие заготовки.

Патрубок для подключения пылесоса. Представляет собой стеклянную деталь, которая привинчивается к платформе. При работе желательно использовать пылесос (тогда отходов почти не останется), поэтому отсутствие патрубка — не уверен, что такие модели есть на рынке — большой недостаток.

Комплектация. При выборе фрезера — важный вопрос. Может получиться так, что вы долго искали подходящую по форме оснастку, нашли-таки ее, но хвостовик слишком маленький или большой. Вставки в цангу эту проблему решают.
Существенный плюс — наличие копировальной втулки. Она представляет собой круглую пластину с прорезью (сквозь нее и проходит фреза) и бортиком вокруг этой прорези. Деталь вставляется в проем на платформе и закрепляется. Бортиком она упирается в шаблон, который надо скопировать. Далее инструментом обводят заготовку. Правда, двойник получается увеличенный. Насколько сильно, зависит от расстояния между краем исходника и режущей кромки фрезы.
Циркульный центр позволяет фрезеровать по окружности. Полезная вещь при обработке, например, круглых столешниц.

ПРИСТУПАЕМ К РАБОТЕ

Существуют разные виды погружения.

Первое — быстрое и неточное без предварительной фиксации вертикального упора. Возможно только в том случае, когда «голова» фрезера ходит плавно, без рывков и большая точность не требуется. Пользователю надо лишь погрузить фрезу в массив, определяя текущую глубину по линейке на фрезере.

Второй способ — более сложный, но и более точный, так как глубину устанавливают заранее. Описанная ниже процедура стандартная, но применима она далеко не ко всем фрезерам, так что перед работой обязательно изучите инструкцию.

Для начала вставляют фрезу в цангу, затем ослабляют зажим ограничителя глубины (он должен упираться в верхнюю ступень револьверного упора) и опускают «голову» до тех пор, пока фрезане коснется поверхности заготовки, и фиксируют. Дальше подкручивают колесико точной подстройки до тех пор, пока флажок на упоре не встанет напротив ближайшей сантиметровой отметки на линейке. Дальше поднимают упор на нужную высоту (она равняется заданной глубине) и прибавляют или отнимают доли миллиметра вращением колесика точной регулировки, если это требуется. Остается только зафиксировать упор и ослабить зажим «головы». Инструмент готов к работе!

Третий вид лучше подходит в ситуациях, когда проход начинается с края заготовки. Выбирается нужная глубина (как описано выше), только после настройки, фиксацию «головы» не ослабляют, а начинают проход с уже опущенной на нужные миллиметры фрезой. Такой способ более точный, так как пользователь сразу сосредотачивается на том, чтобы пройти по намеченной линии, а не переключает внимание с одного на другое.

К тому же перед работой настройки можно проверить угольником и подрегулировать, если найдутся ошибки. Наконец, глубина будет точно такой же, как и задана сначала. Исключены ситуации, когда из-за люфта револьверного упора и неравномерности усилий, приложенных в момент калибровки линейки и опускания «головы», в начале прохода получаются не те миллиметры.

ФРЕЗЫ

Классификация фрез довольна обширна, но тем не менее ее стоит привести хотя бы потому, чтобы читатель знал, какие разные фигуры можно вырезать и с какими материалами работать.

Фрезы бывают цельными и сборными (на металлическую болванку насаживаются лезвия). В зависимости от рабочей кромки оснастку классифицируют как быстрорежущую (HSS) и твердосплавную (HM). Второй вариант предпочтительнее, так как тупится медленнее, но он и дороже. HSS-лезвия применяют при обработке мягкой древесины, фанеры, алюминия. HM-ножи обязательны при фрезеровании твердых пород дерева, ДСП и композитных составов.

Куда более представительна классификация по виду работ. Есть пазовые фрезы (прямые, галтельные, фасонные, фигурные и т.д.). Из названия нетрудно догадаться, что они служат для выделки паза.

Другой вид — кромочные фрезы, служат для обработки края заготовки. Они бывают с опорным подшипником и без него. В первом случае на ось фрезы снизу сажают ролик, который упирается в край обрабатываемой детали. Кромочные фрезы делят на прямые, фальцевые, конусные, фигурные, калевочные, галтельные и т.д.

Третий вид — фигерийные. Служат для декоративной обработки кромок. Бывают горизонтальные, вертикальные и двухсторонние.

Наконец, четвертый вид — пазо-шиповые фрезы. Служат для обработки деталей под соединение «паз-шип» (самой простой пример — вагонка).

А ВЫ СДЕЛАЛИ СВОЙ ВЫБОР?

На что смотреть при выборе фрезера? Для начала проверьте плавность хода «головы», она должна идти ровно, без скачков. В противном случае качество работы может пострадать (в месте грубого входа в заготовку останутся следы).

Оцените обзор заготовки. Помех желательно избежать, так как это обязательно скажется при фрезеровании по кривой линии без упора.

Проверьте жесткость конструкции в целом и деталей в частности. Револьверный упор должен фиксироваться надежно, без люфта. Если вертикальной упор немного расшатан — ничего страшного, при условии, что после фиксации все будет держаться намертво. Посмотрите на регулировки. Возможно, какие-то варианты вам покажутся более удобными и надежными, какие-то — менее. Например, отсутствие подстройки глубины погружения осложнит работу, где важно выдержать точность до десятых долей миллиметра (другой вопрос, что прибегают к такому «масштабу» редко).

Проверьте надежность вертикального упора. Опустите его, пока он не уткнется в одну из ступеней барабана, и зафиксируйте: просвета между этими деталями быть не должно.

Ход зажима «головы» в идеале должен быть небольшим, чтобы зафиксировать можно было буквально движением одного пальца.

Посмотрите на комплектацию. Фрезы, циркульный центр, копировальная втулка или патрубок для пылесоса лишними точно не будут.

Хороший фрезер стоит дорого. Но и способности у него гораздо выше. Все недостатки инструмента будут видны в работе. Бывает так, что не самая лучшая на первый взгляд конструкция дает неплохие результаты, а то, что изначально впечатлило, разочарует при фрезеровании. Если нет возможности попробовать машину в деле, побольше разузнайте о ней (отзывы друзей, специализированные форумы в Интернете) или, если есть возможность, возьмите на время присмотренную модель у знакомых.

Статья опубликована в выпуске журнала «Инструменты» серии «Потребитель» №36’2007