Технологические характеристики

Электрооборудование мастерских

По техническому труду

Лекция № 2.9.1

Ручные фрезеры

Курс, группа, факультет: факультет технологии, 2 курс, дневное отделение

Дата проведение занятия: ________________

Цель занятия: изучение назначения, общего устройства, технологических характеристик, принципа работы и мер безопасности при работе с электроинструментами и бытовыми приборами в мастерских по техническому труду.

Задачи занятия:

1. Формирование у студентов минимально необходимых знаний основных законов электричества и освоение методов проведения электрических измерений в электрических цепях и выполнения поверок электроизмерительных приборов

2. Формирование знаний о назначении, общем устройстве, технологических характеристиках, принципах работы и мерах безопасности при работе с электроинструментами и бытовыми приборами в мастерских по техническому труду.

3. Привитие навыков электромонтажных работ в мастерских и выполнения первичных ремонтных работ электрооборудования в мастерских по техническому труду.

План занятия:

1. Назначение, общее устройство и классификация по техническим возможностям и фирмам-производителям фрезеров.

2. Технологические характеристики и принцип работы.

3. Эксплуатация и меры безопасности.

Назначение, общее устройство и классификация по техническим возможностям и фирмам-производителям фрезеров

Фрезер ручной предназначен для обработки дерева, пластика, а также искусственного камня и металла. Возможности инструмента разнообразны, потому что объединяют работу лобзика, дрели и рубанка. Основными операциями, осуществляемыми с использованием фрезера, являются:

• декоративное оформление с использование копиров и шаблонов;
• формирование выемок для столярной фурнитуры;
• выборка четверти и черновое выравнивание;
• качественное шлифование и гравирование;
• профилирование прямое или фигурное;
• устройство фальцев, шлицов и пазов;
• высверливание канавок и отверстий;
• нарезка соединительных шипов.

Основными действующими элементами фрезера являются электродвигатель и фреза. При этом в рабочем состоянии фреза совершает вращательные движения, а заготовка – поступательные.

Конструкция ручного фрезера напоминает настоящий фрезерный станок, только выполненный в миниатюре и с расширенными возможностями. Ручной фрезер по дереву состоитиз следующих частей: корпуса с электродвигателем; копировальной втулки; направляющих штанг; держателей для рук; кнопки пуска; подошвы; упоров; фрезы.

Ручные фрезеры предназначены для точных работ, которые корректируются параметром глубины среза, поэтому немаловажными становятся: мощность и скорость вращения, число оборотов, глубина обработки. диаметр режущего инструмента.

Данные параметры являются количественной величиной, которая условно разделяет фрезеры по дереву на три типа: верхний, кромочный и ламельный.

Верхний фрезер - универсальный агрегат, поэтому может быть использован для абсолютно любых работ по дереву. В свою очередь верхние фрезеры бывают двух разновидностей: неподвижные и погружные.

Верхнийнеподвижный фрезер жестко смонтирован на базе двигателя. При работе с этим инструментом настройка глубины фрезерования осуществляется путем перемещения устройства вверх и вниз. Для начинающего столяра сложно будет выполнить свои первые работы с помощью этого инструмента.

Верхний погружной фрезер представляет собой такой вариант устройства, когда двигатель с фрезой может перемещаться по закрепленным на базе направляющих вниз и вверх. Использование этого инструмента удобно тем, что во время обработки детали фрезер не нужно снимать с заготовки.

Фрезер кромочный используется исключительно для снятия фасок, пазов и чистовой обточки кромок заготовки.

Фрезер ламельный используется при изготовлении соединительных пазов. Ламельные и кромочные фрезеры относятся к узкоспециализированным электроинструментам.

На рынке с положительной стороны зарекомендовали себя ручные фрезеры следующих фирм-производителей: Black&Decker, Bosch, DeWALT, Festool, Hitachi, Makita, Protool, Sparky, Virutex.

В настоящее время пользуются популярностью фрезеры: DeWalt DW615, Makita RP1800F, Интерскол ФМ-62/2200Э, Bosch Pof 1400 Ace, BOSCH POF1200 AE.

Технологические характеристики

Такая характеристика фрезера, как потребляемая мощность, может указывать на об щую производительность агрегата. Иными словами, имея больше ватт, разработчики позволяют установить более крупную фрезу и дают возможность сделать быструю подачу и более глубокий проход без перегрева обмоток. Однако большая мощность влечёт за собой значительное увеличение массы изделия и его габаритов, а высокий крутящий момент не совсем корректно сосуществует со многими «деликатными» оснастками. По этому признаку фрезеры подразделяют на несколько классов: лёгкие (до 700 Вт), средние (700–1500 Вт) и тяжёлые (свыше 1500 Вт). Некоторые производители мельчить не стали и для полноты ассортимента предложили модели мощностью в 2,3 кВт, например, DeWalt DW626 или Makita RP 2300FC (глубина резания 70 мм, вес 6,1 кг, скорость до 22000 об./мин., размер цанги 12 мм). Для сравнения, вес 900-ваттной машины Makita RP 0910 — почти вдвое меньше и составляет 3,3 кг, но до 57 мм уменьшается глубина обработки.

Частоту вращения шпинделя производители «держат» в пределах 20–30 тысяч оборотов в минуту, «кромочники» добивают и до 35000 об./мин. Интересно, что, чем меньше диаметр рекомендованной оснастки (серьёзно зависит от мощности), тем большую скорость может развивать конкретный фрезер. Крупная фреза используется с меньшей частотой вращения, так как скорость движения точки на краю её окружности — значительно выше. Небольшая частота нужна при обработке пластмассы и металла, чтобы не было перегрева рабочей зоны и оплавления материала. Выходит, на деле мы имеем следующую зависимость: потребляемая мощность/размер фрезы/глубина обработки/материал заготовки/скорость вращения — каждый из пунктов влияет на остальные, поэтому его максимальные значения тщательно подбираются производителем.

Чем выше скорость — тем чище получается обработка и тем проще работать с твёрдыми материалами. А вот если нужна высокая точность, или материал более вязкий — есть смысл перейти на меньшую частоту. Именно по этим соображениям большинство фрезеров позволяют для определённых условий и материалов разной плотности сделать предустановку частоты вращения Black&Decker KW900E. Как правило, это плавное или ступенчатое регулирование колёсиком — до 8 позиций. Выбор скорости ложится на практический опыт оператора, но разработчики нередко делают подсказки, указывая рекомендованные цифры в паспортах или на фрезах.

Многие продвинутые машины имеют константную электронику, которая управляет мощностью мотора для стабилизации заранее установленной скорости (Hitachi M12V2). Это помогает компенсировать потерю крутящего момента и предотвращать падение скорости вращения режущего полотна при изменении плотности неоднородного материала или при изменении манеры подачи инструмента.

Мощные фрезеры снабжаются системой «плавный пуск», которая плавно разгоняет инструмент, исключая резкий рывок оснастки и перегрузку сети под действием пусковых токов высокой силы (Bosch GOF 2000 CE). Кроме всего прочего такой агрегат прослужит дольше, так как его узлы защищены от периодичных ударных нагрузок.

Если температура обмоток мотора превышает критическую отметку, в дело вступает система защиты от перегрузок. Реализована она может быть по-разному, начиная от простой индикации соответствующего светодиода, и заканчивая временным отключением питания. Подобная опция свойственна только профессиональным моделям высокого ценового диапазона (Bosch GOF 2000 CE).

Ещё одна полезная функция, получившая куда большее распространение — защита от непреднамеренного пуска. Это дополнительная кнопка, которую для подачи напряжения на мотор необходимо нажать одновременно с основной клавишей. Посредством этого узла пусковая клавиша может блокироваться в нажатом положении, что позволяет во время работы отпустить основную рукоятку. Многие профессионалы очень часто пользуются блокировкой, так как предпочитают вести инструмент, придерживая его не за ручки, а за опорную платформу. Ну, и чтобы закрыть тему пусковой кнопки, упомянём о плавном курке, силой нажатия на который можно регулировать скорость, «газовать». И ещё, некоторые фрезеры не имеют привычной клавиши, а включаются ползунковым устройством.

Принцип работы

Подошва. Опорная площадка ручного фрезера выполняется из штампованного металла (бюджетный вариант) или из алюминиевых сплавов — это важнейший элемент машины. Литая подошва небезосновательно считается признаком высокого класса инструмента, так как она отличается чёткой геометрической формой и хорошим прилеганием к основе — в результате получаем высокое качество работы (AEG OF2050E). Именно на базовой опоре располагаются проушины для крепления всевозможных направляющих приспособлений, револьверный упор, на ней закреплены вертикальные штанги.

Нижняя плоскость опорной платформы обязательно должна быть закрыта специальной накладкой — этот элемент выполняется либо из пластика, либо из лакированной древесины твёрдых пород. Важный момент — это размер отверстия в подошве (проём), очевидно, что он ограничивает максимально допустимый диаметр оснастки (фрезы).

Штанговый механизм. Особенности вертикального перемещения головной части во многом определяют функциональность и производительность всего инструмента. Голова движется по двум направляющим штангам, правильно этот узел функционирует, если фрезу удаётся опустить плавно, без применения излишней силы. Серьёзным минусом базы считается наличие люфтов и перекосов, а также излишнего сопротивления. Этот узел всегда следует содержать в чистоте и в смазанном состоянии.

Глубина погружения фрезы может фиксироваться рычагом, расположенным на одной из рукояток, или специальным винтом (идеальный вариант, если фиксация осуществляется на обеих штангах). На самом деле установка вылета оснастки осуществляется вертикальным упором, который устанавливается с разной степенью точности. Продвинутые машины имеют предустановку согласно вертикальной шкале, либо колёсиком, учитывающим даже доли миллиметров (Metabo OFE 1229). Чем шире, точнее и стабильнее регулировки, тем более функциональный и качественный инструмент у вас в руках.

Если необходимо делать несколько проходов с изменением глубины обработки, можно воспользоваться револьверным упором с несколькими (чаще всего их три) ступенями, ножками разной высоты. По сути, это изменяемая по высоте ответная часть вертикального упора, расположенного на «голове». Револьверная головка позволяет быстро перенастраивать глубину погружения фрезы. Если она выполнена в виде нескольких болтов с резьбой, то ступени можно дополнительно подрегулировать по высоте, вкручивая или выкручивая их.

В некоторых фрезерах верхняя часть (голова) отсоединяется от платформы, благодаря чему инструмент можно закрепить в стационарной конструкции (стойке), или применять в качестве прямошлифовального аппарата, сверхмощной бормашины. Фрезер со специальными отверстиями в подошве иногда закрепляют на верстаке оснасткой вверх, что позволяет обрабатывать мелкогабаритные детали (Hitachi M12SA2).

Узел крепления оснастки. Мы уже говорили, что оснастка закрепляется непосредственно на шпинделе. Фиксируется она с помощью цангового зажима — специальная гайка навинчивается на конус (втулку) с прорезями и зажимает вставленный туда хвостовик. Диаметр цанги должен соответствовать диаметру фрезы, поэтому важно определиться с типом используемых фрез и допустимых диаметров. Лёгкие фрезеры рассчитаны на хвостовики диаметром 6 мм, средние по мощности машины могут зажимать 8-миллиметровые фрезы, например Фиолент МФ 3–1100Э. Самые мощные фрезеры в основном имеют цанги диаметром 12 мм. Очевидно, что крупная, более «забористая», фреза имеет более массивный хвост, а для её вращения нужны особые силовые характеристики. Важно не ошибиться с выбором правильного установочного диаметра фрезы, так как на рынке имеются «европейские» экземпляры с подобными цифрами (6,35; 12,7…), что соответствует определённым долям дюйма.

Как правило, всегда есть возможность в посадочное гнездо большего диаметра установить фрезу с более тонким хвостовиком, для этого придётся воспользоваться специальной переходной втулкой (сменной цангой), которая идёт в комплекте или приобретается отдельно. К «подмене» оснастки следует отнестись очень осторожно, здесь обязательно должна совпадать (с установками в инструменте) рекомендованная частота вращения и скорость подачи фрезера, в противном случае тонкий хвостовик может не выдержать нагрузки и сломаться.

Высококачественная цанга надёжно фиксирует хвостовик строго по оси шпинделя и не допускает появления вибраций, разбивающей кромки фрезы и подшипники инструмента. Более удачными считаются зажимы, в которых имеется большее число прорезей, так как они лучше центрируют фрезу (Bosch GMF 1600 CE).

Чтобы поменять фрезу, обычно необходимо применить два рожковых ключа, если шпиндель блокируется кнопкой или рычагом-зажимом, то только один (Sparky X 205CE). Глубина посадки хвостовика составляет 3/4 или 2/3 его длины, но в любом случае, оснастка имеет специальную разметку.

Вспомогательные элементы (упоры и направляющие). Довольно редко фрезер применяют для работы «от руки» (при черновой подгонке заготовки, декоративной резьбе), чаще же нужна филигранная точность. Вот тут на помощь приходят всевозможные устройства и направляющие, многие из которых входят в базовую комплектацию изделия.

Параллельный, горизонтальный упор позволяет вести фрезер на равном удалении (это расстояние ограничено) от кромки детали. Этот элемент на своих штангах крепится к подошве, где фиксируется винтами. Надёжность фиксации и точность подгонки (на колодке могут быть свои винты/колёсики для коррекции) — вот основные достоинства данного узла. Он по размерам может быть либо на всю ширину опорной площадки, либо состоять из двух отдельных коротких упоров. Изготавливают горизонтальный упор из сплавов или из штампованной стали (бюджетный вариант), плоскость его соприкосновения с заготовкой изолируют съёмной пластиковой накладкой.

Направляющая шина предназначена для прямолинейной подачи фрезера, но, в отличие от параллельного упора, она устанавливается на любом удалении от края заготовки и под любым углом. По сути, это специальная профилированная линейка, закрепляемая струбцинами. К фрезеру вместо горизонтального упора подсоединяют специальный башмак, который ходит по пазам шины и направляет инструмент.

Копировальное кольцо (втулка) — это штампованный элемент, круглая пластина с бортиком, которая вставляется в проём опорной подошвы и образует вокруг фрезы своеобразный упор. Получается, что можно вести фрезер впритирку с шаблоном, получая копию изделия, только немного большего размера. Несомненным плюсом продуманного копировального кольца считается простота фиксации (быстрозажимная конструкция), не требующая центровки (Bosch POF 1200 AE), в противном случае приходится совершать дополнительные телодвижения в плане позиционирования элемента.

Угловой упор позволяет изготовить точную копию детали. При этом заготовка располагается над шаблоном, а фрезер ведётся с опорой на специальный щуп, который зачастую имеет возможность регулировок.

Линейка-циркуль помогает обрабатывать заготовку по радиусу, например, сделать скруглённую столешницу. Площадка циркуля привинчивается к подошве фрезера, а её нога закрепляется штифтом в отверстии, просверленном в центре окружности. Как и в случае с копировальным кольцом, следует учесть, что рабочее отверстие приспособления «пропустит» фрезу только ограниченного диаметра.

Опорный подшипник, расположенный на фрезе, служит для стабилизации инструмента при некоторых видах обработки кромок. Плюсом такой конструкции можно считать надёжное позиционирование фрезера относительно заготовки, минус — такой оснасткой не получится что-либо выровнять, она повторит контур кромки.

Эксплуатация

Очень важно правильно установить регулятор скорости вращения. Если этого не сделать, заготовка может испортиться. В особенности большим риск порчи заготовки становится при работе с большим по диаметру фрезом.

Частоту оборотов подбирайте в соответствии с особенностями предстоящей работы и характеристиками материалов. Чем правильнее будет соотношение частоты вращения фрезы по отношению к характеристикам обрабатываемой древесины, тем более качественной и чистой будет работа.

При выборе фрезера необходимо обратить внимание на рабочее поле, оптимальный размер которого 12000х1200 мм, и на мощность инструмента.

С увеличением диаметра фреза частоту вращения нужно уменьшать. К примеру, фрез диаметром 1 см можно использовать на скорости порядка 20000 об/мин, а изделием диаметром в 4 см лучше работать на скорости до 10000 об/мин. В комплекте с каждым фрезом обязательно идет инструкция. Убедитесь в ее наличии при покупке инструмента. В инструкции указываются все требования, которые необходимо соблюдать для получения хорошего результата. Во время работы вы можете держать фрезер руками или закрепить его на столе. Обрабатывать мелкие изделия удобнее и предпочтительнее именно на столе. В данном случае работа будет максимально качественной. Установка фрезера на подобного рода стол осуществляется шпинделем вверх. При желании также вы можете купить или собрать своими руками станок.

Фрезерование древесины на столе требует соблюдения следующих правил:

1. На поверхности стола должна быть установлена линейка под форму, которую планируется вырезать. Если будет вырезаться полукруг, применяются дугообразные направляющие. В случае создания линий направляющие тоже должны быть ровными.

2. При работе с деталями переменного профиля применяйте узкие линейки с овальным торцом. Прикрепляйте их перпендикулярно по отношению к обрабатываемой заготовке.

При работе с фрезером не забывайте о том, что по обрабатываемому изделию фрезер нужно двигать исключительно в обратном направлении по отношению движения фрезы. В противном случае вы рискуете не удержать инструмент и травмироваться.

Меры безопасности

В комплекте с каждым инструментом идет инструкция производителя. В ней описываются технические характеристики и приводятся рекомендации по безопасной работе с инструментом. При использовании фрезера по дереву необходимо строго соблюдать ряд правил, которые позволяют минимизировать риск травмирования.

Когда вы заканчиваете работать с фрезером или делаете перерыв, обязательно выдергивайте шнур питания из розетки.

При работе с ручным фрезером будьте предельно внимательны и сконцентрированы. Займите устойчивую позицию, чтобы не потерять равновесие, и крепко держите инструмент в руках.

Непосредственно обрабатываемая деталь тоже должна быть прочно и надежно закреплена. Держите фрезер очень крепко. При соприкосновении изделия с заготовкой может произойти довольно ощутимый ответный удар. Если вы будете держать инструмент недостаточно крепко, он может вырваться из ваших рук и нанести травму.

Работайте в подходящей защитной одежде. Следите, чтобы не было свисающих кусков материала, способных намотаться на фрезер. Сама одежда не должна быть слишком свободной. Также рекомендуется надевать респиратор, чтобы защитить легкие от вредной мелкой пыли.

Таким образом, работать с ручным фрезером не так уж сложно. Обязательно запомните требования техники безопасности, выполняйте все в соответствии с инструкцией.