Фрезы по дереву виды и назначение

Фреза (от франц. fraise) – инструмент для обработки различных материалов, состоящий из хвостовика и рабочей части. От сверла фреза отличается тем, что режущей является, как правило, торцовая поверхность рабочей части. В некоторых видах инструмента работает и торцовая, и передняя поверхность фрезы.

Конструкция фрез

По особенностям формы, конструкции и работы фрезы делят на несколько групп по:

  • типу рабочей поверхности – цилиндрические (зубья на торцевой и передней поверхности), торцовые (зубья только по торцу), дисковые (фреза в виде диска с режущей торцовой частью), угловые и фасонные (зубья при работе образуют сложную поверхность – угловую, криволинейную);

    У того же производителя для маркировки специальных радиусных фрез используется другая система.

    То есть при покупке инструмента лучше не полениться и расспросить продавца, что есть что в маркировке конкретной фирмы.

    Виды фрез для ручного фрезера

    При работе с ручным фрезером редко используется крупногабаритный инструмент. В основном диаметр рабочей части в пределах 15…30 мм. Чаще всего используются такие разновидности.

    Разумеется, концевые модели также применяются – для создания открытых и замкнутых контуров, получения больших выемок и полостей.

    На примере показаны концевые фрезы с винтовым остроконечным (вверху) и затылованным (внизу) зубом, которыми можно сверлить отверстия с плоским дном (в отличие от сверла, где дно отверстия имеет конусовидную форму), выбирать пазы и обрабатывать контуры.

    Важно: и концевые, и кромочные фрезы часто используются со специальным опорным кольцом (подшипником). Оно ставится выше или ниже режущей части, задает величину зазора между осью фрезы и обрабатываемой поверхностью, фактически глубину реза. Кроме того, опорное кольцо гарантирует соблюдение точности обрабатываемого контура, выполняет своего рода калибровочную роль.

    Для выборки контуров и создания отверстий часто используют так называемые абразивные фрезы. Они вместо относительно крупных 3..12 зубьев имеют множество мелких, различаются величиной и направлением нарезки.

    После обработки такими фрезами поверхность получается не гладкая, шероховатость зависит от величины нарезки.

    Часто такие фрезы называются «шарошки», кроме полностью металлической рабочей части они могут иметь насадку из абразивного материала или абразивный колпачок, надеваемый на упругую вставку.

    Небольшие фигурные шарошки чаще применяются для мини-дрелей (граверов, бор-машин), но для ручных фрезеров они тоже подходят, все зависит от диаметра хвостовика.

    Наборы фрез по дереву

    Часто сменный инструмент для ручного фрезера продается комплектами, в виде наборов в специальных кейсах. Такой вариант удобен, но для мастеров иногда удобнее купить 3…10 фрез высокого качества точно под основные операции, чем набор из 25…50 инструментов более дешевых и менее долговечных.

    Заключение

    Обычно в комплект к ручному фрезеру идет набор фрез, но желательно сразу уточнить у продавца тип обрабатываемого материала – дерево, металл, пластики – поскольку инструмент не обязательно маркирован.

    Для «пробы пера» этих фрез будет достаточно, но для нормальной работы, конечно, лучше купить что-то более качественное и долговечное.

    Существуют различные виды механической деревообработки, среди которых особое место занимает фрезерование.

    Фреза по дереву – это многолезвийный инструмент широкой номенклатуры, позволяющий добиться высокого качества работ при декорировании и кромочной обработке изделий из дерева, а также врезке в них петель и различной фурнитуры.

    Классификация

    В соответствии с общепринятой классификацией для обработки дерева применяют фрезы форм, отраженных в таблице.

    Виды фрез по дереву Основные виды работ
    Торцевые Обработка торцевых поверхностей
    Конусообразные Обработка любых пород дерева под разными углами
    V-образные Гравировка надписей, снятие фасок под углом 45° и выполнение V-образных пазов
    Дисковые Выполнение горизонтальных пазов различных размеров для отрезных работ
    Профильные Декорирование изделий
    Фальцевые Фрезеровка четвертей
    Калевочные Скругление кромок
    Ласточкино гнездо Выполнение шиповых соединений различного вида
    Фигирейные Обработка кромок филеночных деталей
    Галтельные Создание галтелей (желобков) на кромках изделий

    Существуют разнообразные подвиды, отличающиеся по конструкции, форме лезвий, применению.

    Так, с помощью шарового (шарообразного или сферического с круглой головкой) инструмента можно выполнять художественную резьбу по дереву. Есть изделия специального назначения, применяемые для резки ламината, деталей мебели, ручек, поручней.

    Комбинированный вид представляет собой комбинацию пазовой фрезы и шиповой, применяется для сращивания досок.

    Погружные инструменты применяют для фрезеровки пазов. Для получения аккуратных пазов выпускают модели с удлиненным хвостовиком.

    Читайте также:  Отвертки индикаторы скрытой проводки

    Основные характеристики

    Любой вид фрез можно охарактеризовать несколькими параметрами. Основные из них:

    • геометрия (общая форма);
    • форма режущих кромок (лезвий);
    • конструкция;
    • материал, из которого изготавливаются лезвия;
    • диаметр внешний, посадочный, хвостовика.

    Независимо от параметров, все виды должны обладать высокой прочностью, поэтому их делают из твердых, прочных материалов с последующей термической обработкой. Применяется напыление, увеличивающее износостойкость изделий.

    Конструктивное исполнение

    Хвостовик и режущие зубцы или лезвия – основные части фрезы по дереву. Их делают из цельного куска металла (такие инструменты называют монолитными) или из отдельных частей с последующим скреплением (сборные, составные).

    Монолитные фрезы изготавливаются из инструментальной стали (твердость не ниже HRC 58…62) заодно с режущей частью, которую затем затачивают. Они имеют небольшой эксплуатационный ресурс, что связано с невозможностью замены режущих пластин по мере их износа. Основное их преимущество – низкая стоимость.

    Сборные фрезы представляют собой стальную болванку с напаянными лезвиями, которые изготавливаются из инструментальной стали или твердосплавных металлов. Большое значение при их изготовлении уделяют рецептуре и качеству припоя, которым припаивают лезвия. Это должна быть тугоплавкая марка, содержащая медь и серебро. К таким припоям относятся, например, ПСр 37,5 и ПСр 40.

    Обратите внимание! Фрезы с напаянными лезвиями не перетачиваются.

    Фрезы со сменными лезвиями (фрезерные головки) – это разновидность сборных. В них лезвия устанавливаются таким образом (механическое крепление), чтобы их можно было менять по мере износа.

    Встречаются также фрезерные головки, в которых объединены в единое целое несколько разновидностей режущих лезвий, их называют наборными. При этом можно изменить порядок набора режущих частей и расстояние между ними. Инструмент при такой замене не должен во время работы терять свою продольную устойчивость.

    Наборы используют для получения фасонных изделий из дерева и других работ с древесиной.

    Для того чтобы упростить выполнение работ, связанных с точным фрезерованием при помощи ручного деревообрабатывающего инструмента, кромочную фрезу по дереву часто оснащают небольшим подшипником. Он монтируется у одного из краев режущей кромки (вверху или внизу) и при работе обеспечивает правильное направление движения, упираясь в край деревянной детали.

    Типы лезвий

    По типу лезвий фрезы по дереву делятся на твердосплавные (маркируются аббревиатурой HSS) или быстрорежущие (обозначаются буквами НМ). При этом инструментом с быстрорежущими кромками обрабатывают мягкую древесину, а с твердосплавными лезвиями – твердые породы дерева.

    Твердосплавные лезвия обладают высоким температурным коэффициентом и улучшенными рабочими характеристиками.

    При этом лезвия у всех типов фрез могут располагаться вертикально или под наклоном. Вертикально-ориентированные лезвия рубят материал. Наклонные ножи срезают слой материала, что позволяет избежать сколов древесины по краям деталей. Встречается также и спиральное расположение режущих кромок. Использование инструмента с наклонными или спирально-ориентированными лезвиями значительно повышает качество обработки поверхности.

    Геометрические параметры

    Основным параметром, влияющим на совместимость фрез с конкретной моделью деревообрабатывающего станка (фрезер, станок с ЧПУ и др.), служит размер хвостовика. Вызвано это тем, что для их установки в станок используются специальные цанговые зажимы (цанги), надежно охватывающие и зажимающие хвостовик. На практике используются цанги, у которых диаметр посадочного места измеряется в дюймах (1/2″ и 1/4″) или миллиметрах (6,12 или 18 мм).

    Обратите внимание! Нельзя вставлять в дюймовую цангу фрезу с миллиметровым хвостовиком и наоборот. Это может поломать инструмент.

    Посадочные размеры фрез зависят также от способа установки. Насадные фрезы, устанавливаемые на шпиндель стационарного фрезерного станка, имеют диаметр посадочной части 32 мм. У концевых (пальчиковых) фрез, которые предназначены для установки в патрон ручной дрели или цангу фрезера, диаметр хвостовика может быть разным – от 6 до 12 мм.

    Оборудование для работы с фрезами по дереву

    Фреза – это основная деталь практически любого деревообрабатывающего инструмента. Ее можно установить:

    • в обычную дрель;
    • фрезерный станок (фрезер);
    • промышленное оборудование.

    Электроинструментом можно проводить грубую и более тонкую обработку дерева с высокой скоростью.

    Дрель

    Применение фрез дает возможность домашним умельцам значительно расширить функциональные возможности обычной дрели, предназначенной только для сверления. При этом дрель превращается в универсальный инструмент, при помощи которого можно будет обрабатывать детали, изготовленные из различных пород дерева.

    Используя фрезы по дереву, предназначенные для работы с дрелью, можно получать отверстия большого диаметра без применения специальных насадок на дрель типа балеринка или коронка (корончатая насадка).

    Для работы с дрелью используют только пальчиковые фрезы, режущие кромки которых имеют самую разнообразную форму. Кроме того галтельные, кромочные (четвертные) и конусные фрезы часто оснащают опорным подшипником, с помощью которого ограничивают глубину врезания лезвий в древесину.

    Режущие лезвия могут быть заостренными или затылованными. У заостренных зубьев передняя и задняя поверхности плоские, причем затачивают по задней поверхности.

    При этом во время перезаточки режущая часть может изменить свои геометрические размеры. Избежать этого можно, используя инструмент с затылованными лезвиями. У них плоской выполнена только передняя поверхность, по которой и осуществляется заточка. Перезатачивать такие фрезы можно много раз, не опасаясь, что изменится геометрия режущих кромок.

    Фрезер

    Ручной фрезер – это инструмент, который предназначен для обработки различных пиломатериалов и изделий из них. Он отличается от дрели наличием регулируемой опорной платформы и способностью работать на высоких оборотах (до 30 тыс. об/мин). С помощью фрезера можно с высоким качеством:

    • сращивать разные заготовки, соединяя их способом «шип/паз» (кромочные работы), снимать фаску с бруса;
    • врезать фурнитуру, замки, петли;
    • формировать объемные формы на плоских поверхностях (декорирование);
    • вырезать деревянные заготовки, имеющие сложную конфигурацию.

    Для выполнения этих работ используют кромочные, пазовые, копировальные и концевые фрезы по дереву.

    Читайте также:  Электроды с рутиловым покрытием марки

    Пазовые фрезы используют, когда нужно получить углубления определенной формы, например, в форме буквы Т (Т-образные), полукруглые или типа «ласточкин хвост».

    Кромочные фрезы используются при изготовлении кромок на деталях из дерева. Как правило, их оснащают упорным подшипником, который предотвращает излишнее погружение инструмента в тело детали. Кроме того, он позволяет регулировать глубину вылета. Если подшипник не предусмотрен, то надо применять параллельный упор или шаблон.

    Для декоративной обработки филеночных деталей используются фигирейные фрезы горизонтального типа. Они достаточно тяжелые и имеют большой диаметр. Учитывая большие усилия, которые необходимы при работе с такими фрезами, их оснащают хвостовиком, диаметр которого составляет 12 мм. Их применяют на стационарном оборудовании.

    У концевых фрез по дереву для ручного фрезера режущие кромки расположены на торце рабочей поверхности. Кроме того в работе принимает участие и боковая кромка, что позволяет перемещать вращающую фрезу в плоскости опорной площадки. Качество обработки поверхностей определяется количеством режущих лезвий. Как правило, концевые фрезы имеют монолитную конструкцию, но встречаются и составные.

    Отдельную группу концевых изделий составляют фрезы Шейпера – шарошки (борфрезы).

    Используют их на промежуточных этапах обработки, а также в случаях, когда необходимо осуществить финальную доводку конфигурации детали. Их режущая кромка представляет собой крупные насечки (зубья). Работая с шарошкой, важно правильно выбрать режим. Это позволит избежать поджога дерева, который возможен при повышенном числе оборотов. А оригинальная борфреза «кукуруза» (шарошка с винтовым расположением зубцов) обеспечит снижение нагрузки на вал электромотора фрезера.

    Копировальные фрезы – это редко встречающийся вид инструмента для ручного фрезера. Они отличаются не только количеством режущих кромок, но и размещением опорных подшипников, которые могут располагаться с любой стороны. В некоторых моделях предусмотрено два подшипника (сверху и снизу). Во время работы подшипник двигается по шаблону, благодаря чему обрабатываемая заготовка приобретает заданную форму.

    Промышленные деревообрабатывающие станки

    Массовое производство высококачественных изделий из дерева невозможно без использования высокопроизводительного деревообрабатывающего оборудования.

    Для деревообрабатывающих станков промышленностью выпускаются многочисленные виды режущего инструмента, в том числе:

    • спиральные и строгальные фрезы, которые используются в строгальных станках;
    • дисковые фрезы по дереву (с двух- или трехсторонними пазами) помогают получить неглубокие пазы и канавки;
    • профильные фрезы применяются в процессах декоративной обработки деталей из дерева.

    Современное деревообрабатывающее предприятие немыслимо без фрезерно-гравировальных станков с числовым программным управлением (ЧПУ), оснащенных инструментальным порталом, имеющим 3 степени свободы.

    Эти станки способны в автоматическом режиме обрабатывать заготовки, придерживаясь заданного пространственного маршрута. При этом высокое качество обработки обеспечивается не только техническими параметрами станка (мощность шпинделя, высокоточная механика и пр.) и возможностью выбора математической модели в качестве шаблона, но и характеристиками режущего инструмента.

    Номенклатура фрез по дереву для станков с ЧПУ для 3d-фрезерования отличается большим разнообразием. Связано это с тем, что процесс 3d-обработки считается одним из самых сложных и выбрать режущий инструмент, который обеспечит высокое качество обработки с минимальными затратами времени, совсем не просто. Так, исходя из типа заготовки, могут понадобиться фрезы, изготовленные из быстрорежущей или твердой стали. При этом материал режущей кромки не должен быть хрупким.

    Для деталей со сложным рельефом, имеющим большое количество мелких деталей, используют цилиндрические или конусные сферические фрезы с диаметром 3…6 мм (для черновой обработки) и 1…3 мм (для финишных операций). Применяют чашечные сверла, позволяющие сверлить древесные плиты, композитные материалы.

    Для получения глубокого 3d-рельефа используют конические двухзаходные фрезы из твердосплавных материалов. Это позволяет исключить операции чернового фрезерования. Для обработки особо твердых пород дерева используют сферические или V-образные граверы.

    Ручной фрезер – высокопроизводительное оборудование. При наличии большого количества сменного инструмента им можно пользоваться для выполнения самых разнообразных работ с древесиной. С этой целью разработаны и выпускаются различные типы фрез. Сегодня, мы поговорим о видах фрез и их назначении, а также каснёмся главных критериев выбора.

    Классификация и виды фрез для обработки древесины

    Фрезы по дереву для ручного фрезера могут быть подразделены на следующие разновидности:

    • Предназначенные для обработки кромок древесины (концевые фрезы). Такой инструмент снабжается направляющим подшипником, который и обеспечивает ровность обрабатываемого края изделия. К этой же категории относятся и спиральные фрезы.

    • Пазовые фрезы с плоским торцом. Для их применения потребуется наличие упора и известный практический навык, поскольку без шаблона получить ровный паз прямоугольной формы практически невозможно.

    • Галтельные фрезы, предназначенные для выфрезеровывания полукруглой канавки в торце деревянного бруска. Такие фрезы также являются достаточно универсальными, поскольку от глубины погружения фрезы в материал зависит размер дуги канавки. Галтельные фрезы с опорным подшипником позволяют получать декоративные мебельные рейки.

    • Пазовые фрезы с V-образным торцом. При их использовании можно получить неглубокую канавку, боковые стенки которой будут наклонены по отношению друг к другу на угол 90 0 . При увеличении глубины внедрения такой фрезы в материал, у паза будут получены ровные стенки.

    • Шиповая фреза с обратным конусом, для получения пазов типа «ласточкин хвост». Такой инструмент незаменим при выполнении ремонтных работ с мебелью, когда один фрагмент удаляется, а второй закрепляется с основой при помощи указанного паза.

    • Конусные фрезы. С их помощью ведут обработку внешних кромок изделия, которые по своей готовности должны иметь фаски строго установленной высоты и угла наклона. Глубина внедрения такой фрезы в древесину может быть ограничена установкой упорного подшипника, подобного тому, который применяется для кромочных фрез.

    • Калёвочные фрезы, используя которые можно получать скруглённые кромки. В набор фрез по дереву для ручного фрезера обычно входят несколько типоразмеров такого инструмента, что позволяет оформлять кромки с различными значениями радиусов закругления. Установка опорного подшипника позволяет, при более глубоком внедрении инструмента в дерево, получать далее прямолинейную кромку.
    Читайте также:  Отопительные приборы для дома электрические

    • Четвертные фрезы. Они создают не только вертикальную, но и горизонтальную кромку, а потому применяются при изготовлении и ремонте деревянных оконных рам.

    • Дисковые фрезы. Также предназначены для выполнения пазов, но, в отличие от пазовых фрез работают не торцом, а периферией своей рабочей части. Комплект из таких фрез различного диаметра (3…6 мм) позволяет получать пазы с гарантированной глубиной по всей протяжённости участка обработки. Опорный подшипник в этом случае не потребуется. Дисковые фрезы с увеличенной высотой рабочей части иногда называют фальцевыми, и применяют для получения оконных пазов под стекло в деревянных рамах.

    • Комбинированные фрезы объединяют в себе по предоставляемым возможностям шиповые и пазовые виды.

    Перечисленными исполнениями фрез по дереву для ручного фрезера можно пользоваться не только при обработке древесины, но и ряда других материалов, в частности гипсокартонных плит, многослойной фанеры и т. п.

    Конструкции фрез и их влияние на технологию производства фрезерных операций

    Фрезы по дереву для ручного фрезера могут иметь наборное и монолитное исполнения. В первом случае конструкция инструмента представляет собой определённый набор пластин из быстрорежущей стали, которые посредством напайки медными сплавами прикрепляются к хвостовику фрезы (иногда, в более дешёвых наборах, вместо твёрдого сплава используется инструментальная сталь, а материалом хвостовика принимается легированная конструкционная сталь).

    Во втором случае фреза является монолитным инструментом, который изготавливается из инструментальной стали. Особую разновидность фрез для ручного фрезера образуют насадные фрезы, которые состоят из съёмной пластины, которая затем насаживается на переходной хвостовик. Такие фрезы наиболее технологичны в эксплуатации, поскольку при затуплении режущего лезвия с одной стороны, съёмную пластину можно перевернуть на противоположную сторону, и продолжать пользоваться инструментом.

    При выборе набора рассматриваемого инструмента обращают внимание на следующее:

    • Пайка наборных фрез должна быть выполнена таким образом, чтобы инструмент не терял своей продольной устойчивости при длительной обработке, особенно, если заготовкой служат изделия из граба, груши, дуба и других твёрдых пород древесины;
    • В качестве припоев при пайке инструмента должны использоваться марки ПСр40 или ПСр37,5, с повышенным содержанием серебра и меди. Припои иных марок обычно включают в себя никель, который ухудшает прочность соединения пластин с хвостовиком;
    • Термическую прочность наборной фрезы проще всего проверить по тепловой деформации инструмента во время нагрева каждого зуба до температуры 200…250 0 С: инструмент после такой тепловой обработки не должен допускать биения своей продольной оси на величину более 0,05 мм;
    • Наборная фреза не должна быть изготовлена сварным соединением хвостовика с рабочей режущей частью. Во-первых, в месте сварного шва прочность металла всегда снижена на 15…20%, а, во-вторых, при резких ударах (например, при врезании фрезы в твёрдую древесину) на поверхности сварного шва могут обозначиться сколы. Применение такой фрезы недопустимо.

    Особо стоит выделить проблему твёрдости фрез для ручного фрезера. Производители наборов такого инструмента могут быть из КНР. Цена такого инструмента заметно ниже, но снижается также и качество металла, из которого выполнена оснастка. Чаще всего это касается монолитных фрез. Оценить марку стали в обычных условиях невозможно, однако проверку можно выполнить и в домашних условиях. Для этого лучше всего использовать тарированный напильник, после контакта с которым на рабочей поверхности фрезы не должно быть видимых отметин. Это примерно соответствует твёрдости 58…62 HRC.

    Долговечность фрез определяется интенсивностью их применения. Качественные наборные фрезы с рабочими пластинами из быстрорежущих сталей обладают наилучшей стойкостью, а монолитные, выполненные из рядовой инструментальной стали – наименьшей.

    Как выбирать фрезу по дереву под ручной фрезер?

    Приняв решение о покупке набора фрез наивысшего качества, есть смысл проанализировать критерии выбора такого инструмента. В расчёт обычно принимают следующее:

    1. Размеры хвостовика. Данный размер (для импортного набора, произведённого каким-либо европейским брендом, он может указываться в дюймах) определит возможность совместного использования оснастки с ручным фрезером. Проблема не возникнет, если конструкцией фрезера предусмотрены цанговые зажимы. Но и в этом случае диаметр цанги должен быть совместим с диаметром хвостовика. Наиболее распространены неувязки, обусловленные разными мерами длины. Например, хвостовики диаметром в ¼ или ½ дюйма в пересчёте дадут значение диаметра 6,35 и 12,7 мм. Метрические размеры наиболее распространённых типов цанг – 6,8 и 12 мм, таким образом совместить места крепления не удастся.

    1. Материал рабочих лезвий фрез по дереву для ручного фрезера импортного производства маркируются буквенными обозначениями НМ (твердосплавные) и НSS (из быстрорежущей стали). Твердосплавные фрезы отличаются повышенной хрупкостью, поэтому при врезании в твёрдые породы древесины, они могут быстро выкрашиваться. Зато они с успехом могут справиться с фрезерованием алюминия А0 или А00. Если предполагается обработка твёрдых пород древесины, практичнее использовать быстрорежущие стали марок Р6М3, Р6М5 или 10Р6М5.
    2. Расположение лезвий. Они могут быть размещены параллельно оси инструмента, либо под некоторым наклоном. Вертикальные лезвия не режут, а рубят древесину, что практически выражается в значительных ударных нагрузках. В таких условиях работать ручным фрезером довольно сложно, а образованную поверхность придётся шлифовать. Поэтому пластинчатые фрезы с вертикальными пластинами целесообразно использовать на предварительных операциях, когда главным является максимальный съём материала. Наоборот, наклонно расположенные лезвия срезают древесину чище, и применяются на завершающих этапах фрезеровки.

    Оптимальный набор фрез по дереву включает в себя две кромочные фрезы (под метрический и дюймовый хвостовик), три концевых фрезы (диаметрами 6,12, 18 мм), две пазовых фрезы ( в том числе одна — под «ласточкин хвост»), по одной фигурной и угловой фрезе. Более продвинутые комбинации используются для целей профессионального фрезерования древесины.