Как сделать фуговальный станок из ручного фрезера?

Основная идея

Да, такой самодельный фуговальный станок в отличие от серьезных промышленных образцов обладает рядом недостатков, а именно:

• Не может похвастаться высокой точностью обработки;
• Ширина обрабатываемой детали очень маленькая – всего 110 мм;
• Легкий – это недостаток, так как тяжелое массивное основание всегда придает устройству устойчивость и как следствие удобство в работе, что в итоге повышает качество результата.
• Небольшая мощность, ограниченная мощностью бытового электрорубанка;
• Материал корпуса – дерево, то есть не долговечный;

Тем не менее, у него есть и неоспоримые преимущества, которые делают его весьма полезным для достижения определенных целей и выполнения ряда задач, так как он обладает следующими достоинствами:

• Невысокая стоимость – серьезные фуговальные станки стоят десятки и сотни тысяч рублей, а этот стоимость этого самодельного фуговального станка складывается из стоимости рубанка и материалов;
• Компактность и мобильность – он с легкостью может храниться в любом месте в мастерской и быть развернут для работы в считанные минуты.
• Простота конструкции влияет на его надежность и ремонтопригодность.
• Возможность сделать необходимые размеры станка «под себя», например, можно увеличить длину рабочего стола или изменить высоту.

Классификация фуговальных станков

По количеству устройств для строгания фуговальные станки могут быть двухсторонними или односторонними. Все строгальные устройства делятся на категории согласно ширине строгальной поверхности, длине рабочего стола и частоте вращения ножевого вала.

Согласно обрабатываемой ширине заготовки различают механизмы:

• на 40 см;
• на 50 — 52 см;
• на 60 — 63 см.

Компактные самодельные агрегаты для дома обладают меньшей шириной обработки.

Согласно длине рабочей поверхности выделяется две группы устройств:

• с длиной меньше 250 см;
• с длиной от 250 до 300 см.

На длинных столах можно обрабатывать более крупные заготовки. Качество фугования также повышается.

Согласно частоте кручения рабочего вала станки делятся на две категории:

• 4700 — 4800 оборотов в минуту;
• 5000 оборотов в минуту.

Промышленные двигатели могут работать с частотой вращения, достигающей 12000 оборотов в минуту.

Назначение фуговального станка

Чтобы знать, что предстоит изготавливать, нужно определить круг задач, решаемых с помощью проектируемой и изготавливаемой установки.

• Более 95 % работы заключается в плоском строгании деревянных заготовок с одной стороны. Путем многократной обработки производится выравнивание одной плоскости. Потом, опираясь на боковую поверхность, выбирается древесина с заготовки на поверхности, расположенной под углом 90 ⁰.
• Для изготовления стыкующихся между собой деталей на фуговальном станке выбираются четверти, пазы и выступы.
• Обработка противоположных сторон происходит с определенной точностью. Чтобы иметь детали, имеющие высокую точность, применяются рейсмусовые станки. Их принцип действия во многом схож с фуговальными устройствами. Есть и дополнительные приспособления, которые могут быть установлены на базовое оборудование.

Оборудование на базе строгальных валов

Чаще всего самодельные мастера используют ножевой вал. Его изготавливают из стали 40Х или ХВС. Прочность металла довольно высокая, твердость на уровне HRC 42…48, что позволяет выполнять обработку с помощью металлорежущего инструмента.

Общий вид ножевого вала:

Чертеж:

Устройство ножевого вала: 1 – цилиндрический вал; 2 – подшипники опорные; 3 – нож; 4 – прижимная (клиновая) планка; 5 – прижимные (фиксирующие) болты; 6 – пружина.

На цилиндрическом валу 1 проточены специальные пазы, в них установлены клиновая планка 4 и нож 3 (используется инструментальная быстрорежущая сталь). Установленные во внутреннем пазу пружины 6 позволяют выдвинуть нож 3. Фиксация в заданном положении относительно центра вала выполняется фиксирующими болтами 5.

На станине вал 1 установлен на подшипниках 2 (обычно используются литые корпуса). Выбирают исполнение подшипникового узла, защищенное от попадания влаги и опилок. Тогда гарантируется длительная эксплуатация вала.

Варианты установки ножей на валу: 1 – регулировочный винт; 2 – нож; 3 – упорная гайка; 4 – фиксирующий болт; 5 – клиновая (фиксирующая) планка.

Иногда применяются иные виды исполнения ножевого вала. У каждого производителя свои конструкции и предпочтения при изготовлении.

Внимание! Для закрепления ножа в определенном положении нужно выворачивать болт. Он действует в распор паза. Подобное решение обусловлено тем, что при вибрации болтовые соединения стремятся отвернуться. Решение продиктованы безопасностью исполнения изделия.

Процесс строгания доски: 1 – направляющая планка; 2 – обрабатываемая доска; 3 – подающая поверхность; 4 – приемная поверхность; 5 – ножевой вал.

Процесс фугования происходит в определенной последовательности.

1. Заготовка укладывается на подающую поверхность стола.
2. Ее прижимают к направляющей планке.
3. Ножевой вал снимает часть слоя древесины (обычно 0,3…0,7 мм).
4. Обработанная деталь перемещается на приемную поверхность стола.

Между подающей и приемной поверхностями расстояние соответствует толщине срезанного слоя.

Клиноременная передача в фуговальном станке: 1 – ножевой вал; 2 – электродвигатель; 3 – корпус станка; 4 – натяжная пружина; 5 – отверстие для трубопровода от стружкоудалителя (пылесоса).

Привод вращения от электродвигателя к ножевому валу выполняют с помощью клиноременной передачи. Линейная скорость ремня V ременного редуктора определяется по формуле:

V = (π·D·n)/60,  м/с, где D – диаметр ведущего шкива, м; n – частота вращения вала двигателя, об/мин; π = 3,14.

Тип ремня (профиль) выбирается в зависимости от скорости и передаваемой мощности. Для этого используется таблицы.

Определение профиля ремня в зависимости от величины передаваемой мощности и линейной скорости клинового ремня:

В домашних условиях используют двигатели до 5 кВт. Желательно применять моторы, работающие с частотой 2880 об/мин. Тогда Качество обработанной поверхности будет выше. При подборе шкивов стараются создавать повышающий редуктор. Но с помощью шкивов можно обеспечить увеличение частоты вращения ножевого вала в 1,5…2,5 раза по сравнению с оборотами электродвигателя.

Формирование шероховатости при строгании доски:

Если перемещать заготовку с высокой подачей при низкой частоте вращения ножевого вала, то на обработанной поверхности можно наблюдать волнообразную шероховатость.

Перед изготовителем стоят следующие задачи:

• Необходим жесткий каркас станка, изготовленного из уголка или профильной трубы.
• Нужна неподвижная опора для подающей поверхности.
• Для приемной поверхности требуется монтировать регулируемую опору. При настройке ее перемещают относительно подающей поверхности.
• Для изготовления используется листовая сталь толщиной более 6 мм.
• Вал устанавливается на подшипниках, размещенных в специальных корпусах. Фиксируется на каркасе.
• Электродвигатель подвешивается на нижней опоре, дополнительно оснащается натяжной пружиной.

Подготовка необходимых аксессуаров к работе

Для изготовления своими руками фуговального станка потребуются материалы, приспособления и инструмент, а именно:

• Ручной электрорубанок. Будет использован в качестве обрабатывающего древесину инструмента. Лучше всего использовать качественный, брендовый электроинструмент Makita, или Bosh – это дополнительная гарантия производительной, долголетней работы;
• Электролобзик с пилками. Как вариант можно использовать и обычный ручной лобзик, так как он нам понадобится лишь один раз для изготовления одной детали;
• Сверлильный станок  со сверлами или дрель;
• Циркулярная пила или любой другой распиловочный станок. Как вариант можно использовать простую ручную пилу;
• Электрический шуруповерт;
• Саморезы по дереву (3,5х40 или 3,5х45);
• Фанера 10-15мм, для столов и прочих мелких деталей, 18-20мм – для боковой стенки станины. Как вариант можно использовать ДСП или OSB, но это крайне не желательный вариант;
• Массив дерева, для изготовления бокового упора, толщиной примерно 15-20мм.

Это ориентировочный набор того, что может понадобиться, чтобы изготовить самодельный фуговальный станок.

Пошаговое изготовление торцевого фуговального станка

Для обработки коротких и длинномерных досок нужен станок, способный обрабатывать торец. Решено использовать ручной фрезер.

При строгании фреза будет располагаться между подающей и принимающей поверхностями. Режущая кромка фрезы находится на уровне второй плоскости.

Решено использовать ручной фрезер «Макита», мощность 2 кВт.

Для изготовления станка используется стол, имеющий длину 150 см, а ширину 75 см.

Для направляющих применяется алюминиевая труба, имеющая сечение 45·95 мм. В ней выбран паз, в котором помещается фреза.

Решено использовать пальцевую фрезу Ø 12 мм и длиной рабочей части 70 мм.

Чтобы приспособить фрезер для работы, снимаются пластиковые накладки и механизмы регулирования глубины обработки.

Вынимается опорная площадка. Нужно закрепить фрезе к площадке. Дополнительные кольца закроют пазы, чтобы стружка не попадала внутрь инструмента.

Длинным винтом сжимаются возвратные пружины фрезера. Рабочая площадка выставляется в позиции максимальной глубины обработки.

Опорная площадка выставляется по месту и фиксируется к инструменту.

Площадка возвращается на место. Она находится заподлицо с поверхностью стола.

Нужно выровнять площадку в продольной и поперечной плоскостях. Используется линейка.

Фреза выставляется по месту и фиксируется.

Защитные кольца ставятся в пазы. Теперь стружка не попадет внутрь фрезера.

Чтобы удобнее было использовать фрезу, на приемную поверхность наклеиваются пластиковые накладки.

Используются накладки толщиной 0,5 и 1,5 мм. Выбор зависит от породы дерева. Для твердых пород используют меньший перепад высот.

Перед началом работы нужно приклеить накладки. Используется полиуретановый клей, который наносится с помощью распылителя. В это время с поверхности трубы смываются имеющиеся загрязнения. Потом нужно тщательно протереть плоскость.

Накладка приклеивается на свое место. Ее нужно прижать максимально плотно.

Выставляется труба по месту. Один конец фиксируется сразу жестко.

Второй конец фиксируется позже. Сначала нужно выставить трубу относительно фрезы.

Внимательно смотрят на фрезу и приемную плоскость. Их нужно выставить на одном уровне.

С помощью линейки стараются совместить плоскость и цилиндрическую поверхность.

Вот так нужно подгонять режущую кромку и плоскость с накладкой. Выставив по линейке, фиксируют второй конец. Такую работу лучше выполнять вдвоем.

Для удаления стружки используется пылесос. Патрубок вставляется внутрь трубы.

Конец трубы пылесоса подводится к фрезе. Так будет осуществляться качественное удаления отходов фрезерования. Второй конец трубы закрывается. Проще всего использовать ветошь, ее вставляют внутрь.

Если нужно строгать длинные доски, которые заметно больше стола, нужно придумать способ фиксации свисающих концов.

Решено проверить качество предварительной работы. Между торцом доски и правилом видны зазоры. Их величина местами достигает до 1,5 мм.

Показана длина реальной доски, которую нужно обработать.

Чтобы заготовка в процессе работы не покидала станок, используют вспомогательные опорные козлики. У них сверху установлены ролики. По ним будет перемещаться доска.

Станок готов к работе, начинается фугование. Включаются пылесос и фрезер.

Доска постепенно входит в контакт с фрезой.

В процессе работы стружка снимается тонким слоем и забирается в трубу пылесоса.

С помощью правила проверяется качество обработки. Взгляд со стороны помогает оценить наличие зазоров.

Видимых просветов нет. Следовательно, достигнут необходимый результат.

Угольником проверяется перпендикулярность поверхностей. Если сборка всех элементов станка проведена верно, то угол составит 90 ⁰.

Используя разные исходные изделия, создаются фуговальные станки разного назначения. В зависимости от типа заготовок и вида деталей выбирается определенный вид. Каждый мастер может подобрать для себя нужный вариант.

Различные конструкции фуговальных станков

Конструктивно фуговальное оборудование, изготовленное в промышленных условиях, сильно отличается от станков, изготовленных самостоятельно. Отличаются они используемыми материалами, технологиями, вспомогательным оборудованием и пр. Но, это не значит, что не будет востребован для домашнего применения самодельный фуговальный станок из простого электрорубанка. Для обработки небольших деталей в малом количестве он вполне подойдёт.

Строгальные станки по дереву бывают двух основных типов:

• Односторонние станки (именно об изготовлении такого варианта пойдёт речь). На таком оборудовании за один проход можно обработать только одну поверхность. Конструктивно – это наиболее простые устройства;
• Двусторонние или двух шпиндельные. Такое устройство, одновременно, может обработать две смежные поверхности детали. Такое оборудование довольно сложно изготовить самостоятельно.

Кроме вышеперечисленных видов можно ещё добавить, что станки могу быть как стационарные, так и мобильные.

Сборка станка

Все детали будущего станка выкладываются на верстаке. Предстоит их собрать и на финише получить работоспособную конструкцию.

Из уголков собраны верхняя и нижняя рамки. Здесь использованы уголки:

• Длиной 450 мм (4 шт.), в них просверлены отверстия Ø 10,5 мм (4 отв.).
• Длиной 550 мм (5 шт.), в них также просверлены отверстия Ø 10,5 мм (4 отв. в 4-х уголках и 2 отв. в одном).
• Длиной 220 мм (2 шт.), в них просверлены 4 отв. (Ø 10,5 мм), их ни по 2 для установки ножевого вала.

На верхнюю рамку монтируются уголки для монтажа рабочего валика. Кроме отверстий для сборки каркаса станка на уголках просверлены отверстия Ø12,5 мм для монтажа столов (подающего и приемного).

Перед сверлением накладывались пластины столов, и выполнялась разметка.

На шпильки накручиваются гайки и устанавливаются шайбы.

Ножевой валик, рядом расположились ножи и клиновые планки. Данный вал имеет три паза для установки режущего инструмента. Рядом лежит полоса, на нее будет установлен электродвигатель.

Пластины стола. Их три. Две используются для фуговальной части, оставшийся длинный элемент используется для циркулярного стола.

Для строгальной части применяются две одинаковые пластины толщиной 10 мм. Их размер 220·300 мм. На одной стороне у каждой имеется косой срез под углом 45 ⁰.

Пространственная сборка. Выполняется монтаж вертикальных элементов. Каждый узел крепится двумя болтами.

В результате получается жесткая пространственная конструкция. Ее в будущем будут размещать на дополнительном столике, чтобы удобно было работать с пиломатериалом.

На заранее подготовленные опоры монтируется валик.

Крепление выполняется болтами через опоры корпуса подшипников.

В пластины столов вворачиваются шпильки. В них нарезана резьба М12 (длина 9,5 мм).

Технология установки столов довольно простая. Одна из гаек определяет высоты установки относительно каркаса, другая фиксирует заданное положение. Шайбы препятствуют отворачиванию.

Все пластины устанавливаются на станок. Он обретает рабочий вид.

Настал черед размещению ножей.  Сначала ставят клиновые планки. Их вводят в пазы с торца.

Остается установить ножи. В дальнейшем их придется выставлять по высоте, чтобы выборка древесины выполнялась в один размер.

Выставленные по высоте ножи фиксируются болтами. Ими распирают паз, подобная установка предотвращает вылет инструмента из паза.

Ставят полосы в нижней части каркаса. На них монтируется электродвигатель.

Остается натянуть ремень. Имеющийся в наличии блок шкивов позволяет выполнять нужное натяжение клинового ремня.

Основная сборка завершена. Остается присоединить провода, произвести монтаж пусковой арматуры. Остается выполнить ходовые испытания и настроить положение столов и ножей.

Устройство фуговального станка

станина с прикрепленным валом ножей

Конструкция состоит из основных элементов:

• рабочая поверхность;
• станина;
• направляющая;
• вал ножей;
• круговое ограждение.

Рабочая поверхность строгального станка состоит из двух плит: задней и передней. Уровень задней плиты совпадает с уровнем верхней точки лезвий резаков. Уровень передней выставляется ниже настолько, сколько материала снимается при обработке. Обычно перепад уровней составляет не более 1,5 миллиметров. Этого достаточно, чтобы качественно обработать поверхность детали в два приема.

Плиты изготавливают из чугуна, а чтобы сделать стол более устойчивым, предусмотрены ребра жесткости. Края плит закрыты стальными накладками, предохраняющими их от разрушения. Они же являются стружколомателями.

Вал ножей находится между двумя плитами, к валу крепятся резаки. Для качественной обработки необходимо подбирать одинаковые резаки. Как правило, используются однокромочные ножи, которые можно затачивать. Двухкромочные резаки после сильного затупления выбрасываются и заменяются новыми, затачивать их невозможно. Как правило, станки для бытовых мастерских оснащаются резаками из инструментальной быстрорежущей стали. Чтобы работать с плотными видами дерева или прессованными плитами используются резаки с твердосплавными напайками.

Направляющая фиксируется при помощи болтов в предусмотренных отверстиях. Линейка может передвигаться в поперечном направлении в зависимости от размера детали.

Круговое ограждение устанавливают на передней части плиты, к направляющей оно плотно прилегает за счет пружины. Ограждение прикрывает ножевой вал. Движение от мотора на вал ножей передается посредством ременной передачи.

Оптимальный размер деталей из дерева для обработки на фуговальном станке от 100 до 150 см. Слишком длинные детали свешиваются и создают неудобство при работе дома, а короткие — опасно.

Фуговальный станок своими руками

самодельный станок — вид сбоку

Раму небольшого настольного станка для дома можно сделать из металлической трубы прямоугольного сечения. Более мощная самодельная конструкция получится из уголка 40 мм. Ширина станины зависит от размера ножей и планируемой ширины строгания.

С одного торца к раме привариваются две направляющие, верхние кромки которых совпадают с поверхностью станины. Посередине станины на болты, вкрученные в заранее приготовленные отверстия, прикрепляется вал ножей, установленный на пару шарикоподшипников.

Рабочие поверхности для настольного станка для дома выполняют из толстой фанеры, уложенной на бруски. А чтобы регулировать их уровень, предусматриваются самодельные накладные болтовые соединения. По четыре соединения для каждой плиты: пара спереди и пара сзади. Снизу к каждой части столешницы прикрепляется вертикальный брусок с отверстием. Через брусок и верхнюю горизонталь станины продевается длинный штырь с резьбой, с помощью которого изменяется положение столешницы относительно вала ножей.

Есть другой вариант самодельного крепления рабочей поверхности: в станине проделаны пазы (4 шт.), в подвижной столешнице такое же количество отверстий, в которые вставляются головки шпилек на резьбе. Подкручивая гайки и перемещая в пазах шпильки, изменяют расстояние между валом ножей и кромкой столешницы.

Задняя плита устанавливается неподвижно и по высоте подгоняется под вал ножей. В качестве направляющей линейки может служить доска или ДСП подходящего размера.

При выборе двигателя следует исходить из характера использования будущего станка. Для бытовых нужд достаточно мощности 750 Вт, но с более серьезными задачами справится мотор мощностью не менее 1,5 киловатт.

Еще несколько вариантов самодельных фуганков: