Шипорезные станки. Шипорезный станок по дереву Шипорезный станок по дереву своими руками

Шиповые соединения являются одними из самых прочных (http://www.woodmastermagazine.ru/assets/files/pdf/2008-3/44_51.pdf).

Поэтому решил собрать кондуктор для изготовления шиповых соединений с помощью ручного фрезера.
Идея была сделать устройство для быстрого и удобного вырезания пазов для вставных шипов Domino, т.к. готовые решения уж слишком дороги.
Все началось с поиска подходящей идеи в интернете. Далее адаптация идеи под свои нужды и, наконец, выполнение чертежей.
Принцип работы прост (см. следующую фотографию).

Положение паза относительно края заготовки регулируется синим упором. В качестве него будет специальная тумба.
Ширина паза определяется соответственно шириной фрезы, длина паза - положением коричневой задвижки-язычка.
Черная деталь - это копировальная втулка шириной 40 мм, которая ходит в получившемся пазу.

Далее поиск материала. Мне показалось хорошей идеей сделать кондуктор из листа дюрали 6 мм. Хотя, наверное, можно делать из любого листового материала - фанеры, оргстекла, текстолита. Поиск подходящего листа дюрали на местном птичьем рынке и в местных металлоприемках результата не дал: "Подходящие куски иногда проскальзывают, но сейчас нет и когда будут не известно. Перезвоните позже". На металлобазах удалось найти нужный материал. Его даже предложили разрезать в размер, но проблема в том, что забрать придется весь лист. А это во-первых дорого, во-вторых куда мне девать оставшиеся 70% листа.
В итоге нашел ИП, торгующее в интернете листовым дюралюминием Д16Т в розницу. http://dural16.ru/ . Может, кому пригодится.
У них можно заказать кусок листа дюрали нужного размера и нужной толщины. Но и тут не все гладко. Если брать не весь лист, а часть, то действует серьезная наценка.
Купил у них подходящий лист дюрали 800×500 толщиной 6 мм за 4130 рублей, т.е. 614,58 рублей за килограмм. Да уж, не мало.

Параллельно с поиском материала начал поиск токаря-фрезеровщика. Пошерстил на паре всероссийских тематических форумов в поисках земляков. В итоге нашел пару десятков аккаунтов, на которые разослал личные сообщения. Из них откликнулись восемь человек, которым позднее разослал чертежи с вопросом о стоимости работ. Разброс цен за работу с моим материалом получился значительный - от двух до восьми тысяч рублей.

Как уже говорил выше, такую шипорезку можно сделать из любого листового материала. Например, из оргстекла, текстолита или фанеры. При этом можно обойтись простым ручным фрезером. Я же решил делать свою шипорезку из дюрали, поэтому пришлось обращаться к специалистам. Именно для них были сделаны точные чертежи с размерами, которые кому-то могли показаться избыточными и сложными (хотя при ближайшем рассмотрении становится ясно, что это не так). Эти размеры подобраны в соответствии с размерами побошвы фрезера и под конкретную копировальную втулку.
Делать из дюрали - не самое дешевое решение как по стоимости материала, так и по стоимости работ, но меня это устраивает. Интересно наблюдать как выдуманное тобою изделие и нарисованное в 3D материализуется и становится настоящим изделием.

Как видим на следующей фотографии, готовое изделие очень простое. При его сборке столкнулся с неожиданной сложностью. Дело в том, что в первоначальном проекте пластины соединяются алюминиевыми заклепками с потайной головкой.
Оказалось, что найти такие заклепки в продаже - задача нетривиальная. Их нет не только в обычных хозяйственных магазинах, но даже в узкоспециализированных магазинах с крепежом. Пришлось соединять пластины обычными вытяжными заклепками.

Самый хитрый элемент конструкции - выдвижной язычок, которым регулируется длина паза для шипа. Вся хитрость заключается лишь в необходимости подгонки ласточкиного хвоста. В остальном никаких сложностей в его изготовлении нет. Чтобы сделать его короче в основной пластине сделаны не одно, а два отверстия, в которые вставляется фиксирующий болт в зависимости от требуемой величины паза.
При этом положение паза на самом язычке выбрано таким образом, чтобы при любом положении язычка подошва фрезера не упиралась в фиксирующую гайку-барашек.

Для крепления шипорезки собрал из 21 мм фанеры тумбу, представленную на следующей фотографии. В верхней части тумбы сделаны два параллельных паза для крепления пластины болтами М10, в пережней части - отверстие для фиксации заготовок на шипорезке с помощью струбцин.

Для придания тумбе нужной жесткости, сделал внутри дополнительную перекладину.

После сборки получаем такое устройство. Перед установкой предварительно матировал наждачкой 120 и 240 металлические поверхности, контактирующие с подошвой фрезера и с заготовками.

Под пластиной прикрепил к тумбе полосу из дюрали. Эта полоса расширяет возможности крепления заготовок к шипорезке с помощью струбцин.

Пока у меня не было возможности устроить своей шипорезке настоящую проверку, но думаю, со своей задачей справится. Вставные шипы, не смотря на то, что их можно купить готовые (http://www.kalpa-vriksa.ru/catalog/vstavnye_shipy_domino_dlya_festool_df500/) буду делать сам. Все же стоимость одного шипа почти 10 рублей - дороговато.

Характеристики:
Габариты - 250х440х112 мм
Вес - около 5 килограмм
Макс. диаметр фрезы - 37 мм
Макс. длина паза - 154 мм
Толщина основания под фрезером - 12 мм

С помощью этой шипорезки изготовил

При помощи шипорезки можно делать пазы для вставных шипов в нужном месте заготовки

Если нет возможности закрепить заготовку на шипорезке, то подвижная часть шипорезки снимается и крепится на заготовке.

Если возникает необходимость обработать торцы длинных заготовок, то шипорезку можно положить на бок.

Пользоваться шипорезкой достаточно удобно и результат получается достаточно качественный.

P.S. В комментариях мне написали об еще одной шипорезке, сделанной по этим чертежам. Оригинал сообщения можно найти ниже. Приведу лишь выжимку:
... нет необходимости обращаться к разным мастерам. Я изготовил шипорезку по Вашим чертежам за один день из алюминиевого листа толщиной 4 мм. 4 мм самый оптимальный вариант для изготовления самому. Использовал ручной фрезер, циркулярную пилу, напильник и эл.дрелль. Только к фанерной станине внизу ещё одну алюминиевую пластину закрепил.Так лучше крепить фрезеруемую деталь, прижимая к верхней и нижней пластине... Алюминий хорошо режется циркулярной пилой и ручным фрезером на малых оборотах. Фрезеровал фрезой 8 мм для металла...

От себя добавлю, что это отличный опыт самостоятельного изготовления шипорезки, спасибо за ваш опыт.

В столярном и мебельном производстве самым распространенным соединением деревянных элементов между собой является соединение «на шип». Соединение такого рода бывает нескольких видов - прямой ящичный шип и шип типа «ласточкин хвост», а также овальный и круглый шип. Для выполнения такого сложного соединительного элемента, как шип, применяют шипорезные станки различной конструкции, которые подразделяется на несколько функциональных видов.

Станки для нарезки шипов

Самыми популярными и широко востребованными являются шипорезные станки для окон, дверей и рамочных конструкций. Они бывают односторонними и двухсторонними, а также возвратными и проходными. Инструментом для работы на них могут быть как пилы, так и горизонтальные и вертикальные фрезы. На них выполняют фрезерование прямых шипов и проушин для деталей рамочных и каркасных конструкций из древесины.

Для фрезерования прямого ящичного шипа и шипа типа «ласточкин хвост» используют особый вид шипорезных станков, которые применяют в серийном мебельном и столярном производстве. Именно это соединение гарантирует долговечность изделия за счет особой надежности соединительных узлов.

Самое сложное фрезерования овального и круглого шипа выполняется на автоматических шипорезных станках, некоторые из которых имеют программное управление, регулирующее изготовление всех типов мебельного шипа в любой плоскости.

Шипорезный станок — разновидность деревообрабатывающих станков, которые используются для изготовления проушин и шипов при производстве деревянных конструкций. Элементы могут обрабатываться как для соединения под углом, при этом изготовляются рамный и ящичный пазы, так и для сращивания, при этом изготавливаются пазы типа «ласточкин хвост» или фигурные.

Такой станок обычно оснащается специальным автоматизированным механизмом подачи, обеспечивающим обработку в несколько технологических «проходов» без участия оператора, и устройством автоматической смены инструмента.

Шипорезный станок по дереву применяют как в небольших мастерских, так и в условиях крупного массового производства. Они незаменимы на предприятиях, занимающихся деревообработкой, домостроением, а также производством и ремонтом мебели.

1 Типы шипорезных станков

Механизмы подачи заготовки с переменной скоростью разрешают использование инструментов маленького диаметра для достижения высокой точности. Применение сменного инструмента способно обеспечить выполнение несколько десятков операций, давая максимальную гибкость всем настройкам обработки.

Процессы могут управляться персональным компьютером с памятью, диагностикой и графическим интерфейсом пользователя.

Применяемые шипорезные станки разделяются на два основных типа:

• односторонние;
• двухсторонние.

Станки одностороннего типа за один цикл выполняется изготовление шипов на одной стороне заготовки. Эти станки работают по позиционному принципу: заготовка фиксируется на рабочем столе, который совершает возвратно-поступательные движения относительно инструментов (фреза и пила), установленных на шпинделе.

Станки двустороннего типа изготовляют шипы сразу на обоих заготовки. Они работают по позиционно-проходному принципу, то есть опиловка торцевых частей выполняется при движении заготовки относительно инструмента, а нарезка шипов и проушин выполняется с помощью подвижного фрезерного узла при неподвижно зафиксированной заготовке.

1.1 Характеристики шипорезных станков

Основные параметры станков описываются их технологическими возможностями:

• максимальная длина шипа;
• минимальная толщина шипа;
• максимальная глубина проушины;
• ширина проушин;
• допустимый размер заготовки.

Кроме того, станки характеризуются числом шпинделей, диаметром пилы, размерами фрезы, скоростью подачи и мощностью двигателя.

2 Известные производители и популярные модели

Различные модели также могут отличаться дополнительными возможностями, такими как:

• программное управление, в том числе с помощью компьютера;
• наличие автоматической смены инструмента;
• конструкцией механизма подачи заготовки.

2.1 Makita Corporation, Япония

Японская компания «Makita» предлагает станок с программным управлением «Makita» 5500 S, оснащенный двумя двигателями для привода двух пар продольных и поперечных пильных дисков. Его параметры обеспечивают требуемую чистоту резки и скорость выполнения работы.

Наибольшая глубина резки за один проход составляет 90 мм, при этом большую глубину шипов (до 240 мм при ширине и высоте по 130 мм) можно просто достичь за несколько проходов.

Станок может работать с заготовками неограниченной длины, для чего используется вспомогательный блок с регулируемыми геометрическими параметрами. Сам станок весьма компактен и легок: размеры в горизонтальной проекции составляют 560×620 мм при высоте 810, вес не превышает 68 кг.

2.2 SCM Group, Италия

Под принадлежащим группе брендом «Celaschi» сегодня выпускается двусторонний станок «Progress», пригодный не только обработки материалов из дерева и его производных, таких как ДСП, но также и гипсовых плит, материалов из пластика и стекловолокна.

Кроме основной операции – изготовления шипов с применением фрез – он может выполнять раскрой, профилирование и другие операции.

«Progress» может работать с деталями свыше 6 метров длиной и толщиной до 20 сантиметров со скорость подачи материала до 1 метра в секунду. Он также имеет устройство автоматической смены инструмента и систему ЧПУ, может быть легко интегрирован с другим оборудованием от «SCM Group».

2.3 Группа компаний «МАГР», Украина

В номенклатуру продукции входит современный специализированный фрезерный станок модели «СШ-200-160П», который предназначен для выполнения операции нарезания поперечных шипов. Может использоваться совместно с торцовочными станками и прессами для сращивания ПСД.

Производит пакетную обработку деталей, что исключает сколы при резке. Фиксация пакета производится с помощью пневматического устройства, смещение шага шипов осуществляется путем изменения высоты рабочего стола.

2.4 Савеловский «СЗДО», Россия

АО «СЗДО» предлагает оборудование высокого качества, изготовленное совместно с ведущими мировыми компаниями, выпускающими оборудование для обработки древесины. Шипорезный станок «ШС»-3 предназначен для нарезки специальных клиновых шипов на торцах деревянного бруса.

Станок обеспечивает выполнение цикла операций со смещением фрезы на одну вторую часть шага, для чего применена специализированная пневматическая система от итальянской фирмы «Camozzi».

ШС-3 позволяет обрабатывать детали размерами 20 х 20 сантиметров при толщине до 12 сантиметров, полный цикл нарезания шипа с обеих сторон занимает не более 30 секунд.

2.5 Как нарезать шипы своими руками без применения станка?

В этом случае вам понадобится шипорезное приспособление. Нередко столяры изготавливают самодельные шипорезки, но сегодня можно приобрести промышленную модель, например – «CMT» — 300. С его помощью (при наличии электрического фрезера) вы сможете, применяя различные шаблоны, получить нужный вам ящичный паз.

С давних пор при сборке ящиков, дверей, окон и других рамных конструкций используется соединение «в шип». Чтобы точно и быстро получить такие непростые элементы в деревянных конструкциях, применяется шипорезный станок по дереву.

Данное оборудование используется как в предпринимательской деятельности, так и в широкомасштабном производстве. Оно незаменимо при изготовлении мебели, а также в домостроении и на предприятиях, занимающихся деревообработкой.

Виды шипорезных станков

Станок шипорез является разновидностью деревообрабатывающих станков. На рынке встречаются образцы как импортного, так и отечественного производства. Фиксирующие элементы на нем могут обрабатываться для последующего соединения изделий под углом, а также и для их сращивания (применяются фальцы типа «ласточкин хвост»).

Станки для фрезерования шипов по назначению делят на рамные аппараты и ящичные.

При этом рамные агрегаты бывают:

• односторонние . За один проход обрабатываются шипы на одной стороне заготовки;
• двухсторонние автоматизированные . Устройство шипорезного станка предусматривает размещение суппортов на двух колоннах и, соответственно, обработку заготовки с обеих сторон.

Естественно, производительность двухсторонних шипорезных станков значительно выше, чем их аналогов. Различают несколько видов агрегатов, которые выделяются по длине, при этом они бывают 2, 2,5, и 3 метра.

Режущим инструментом для них являются пилы для торцевания и фрезы (дисковые и концевые) для обработки прямых шипов, проушин на рамах и каркасах разных конструкций из дерева.

Формирование шипов ящичных и типа «ласточкин хвост» делают на специализированных станках, в основном в широкомасштабном и серийном производстве. При этом различают два вида фиксации «ласточкин хвост»: с закругленными и острыми углами.

Первую категорию изготавливают на многошпиндельных шипорезных аппаратах. Такие фигурные выступы обрабатываются одновременно на сопрягаемых поверхностях модульными фрезами. Именно такое соединение дает гарантию долговечности и надежности фиксирующего узла.

При изготовлении наиболее сложных овальных шпеньков (небольших шипов) и с круглой формой применяются автоматические шипорезные станки с числовым программным управлением.

Технические характеристики

Функции оператора при работе на автоматическом станке сводятся к загрузке и переворачиванию заготовок, запуску либо остановке цикла. Важными показателями шипорезных агрегатов являются:

• наибольший размер шпенька;
• наименьшая толщина;
• высота паза;
• ширина;
• максимальный размер заготовки;
• обороты шпинделя;
• мощность двигателя.

Кроме характеристики для классификации станка, указываются параметры режущего инструмента: диаметр пилы, вид и размер фрезы.

Часто на больших поточных линиях такое оборудование устанавливается к потолку. Станки дополнительно фиксируются прижимными устройствами, где заготовки обрабатываются подрезными пилами с последующим формированием шипов на фрезерных суппортах.

Подача регулируется плавно за счет вариатора. Для создания качественной поверхности сопрягаемых элементов скорость шпинделя должна быть около 700 об/мин.

Принцип работы

При образовании шпеньков, как правило, применяется процедура пиления и фрезерования. Для получения поверхностей шипового соединения используется соответствующий режущий инструмент.

Внимание! Какой бы формы шипы ни были, первоначальной операцией является торцевание заготовки.

Для наиболее распространенных моделей, применяющих при обработке фрезерование, станки оснащаются четырьмя шпинделями – тремя фрезерными и одним пильным. Загружаться на стол каретки могут одна или несколько заготовок, при этом они выставляются кромкой по линейке, а торцом – по упорной планке.

Шип образуется в результате торцевого фрезерования. Во время выхода режущего инструмента могут появляться сколы на краях, поэтому для их предотвращения на линейке смонтирован подпорный брусок, а также в некоторых станках предусмотрено нанесение клея на обрабатываемую поверхность.

После включения механизма подачи изделие автоматически фиксируется за счет бокового и верхнего гидравлических зажимов. Каретка с заготовкой начинает движение с определенной скоростью по двум направляющим относительно режущих инструментов.

При этом во время хода каретки на конструкции образуется шип нужной конфигурации, затем устройство, дойдя до упора (концевого выключателя), возвращается на исходную позицию. Здесь происходит замена готового изделия на заготовку, и цикл вновь повторяется.

В случае если станок двухсторонний, процесс формирования шипов происходит с двух сторон заготовки.

Самодельный шипорезный станок

Сегодня есть все возможности для предпринимательской деятельности, при этом многие занимаются изготовлением мебели, деревянных дверей и окон, где без соединительных шипов при сборке изделия не обойтись. И поскольку шипорезные станки стоят недешево, на первых порах для получения фиксирующих элементов вполне подойдет самодельный агрегат.

Его несложно изготовить своими силами, что сэкономит большие средства во время организации производства. Причем существуют разные варианты для изготовления таких станков, где базовым элементом может служить стационарный двигатель, болгарка, электролобзик и даже электрическая дрель.

Рассмотрим изготовление шипорезного станка своими руками на основе болгарки с расположением дисковой фрезы в горизонтальном положении.

Как и в заводском станке, здесь, кроме двигателя и режущего инструмента, существуют два комплектующих узла:

• станина;
• столешница.

Станина должна быть прочной и устойчивой, поскольку это базовая часть агрегата, на которой установлены устройство для крепления заготовки и болгарка с фрезой. Эта составляющая часть шипорезного станка может различаться по конструкции и изготавливаться без чертежей. Например, ее можно сделать из металлических уголков, а на них зафиксировать лист ДСП.

Размер столешницы должен соответствовать предполагаемой заготовке. На ней также располагаются струбцины и контрольная линейка.

Направляющие станины должны быть строго перпендикулярны движению столешницы при фрезеровании соединительных элементов. От этого зависит качество соединения шипов и проушин.

Сборка станка

На поверхности стола определяется место выхода вала и делается отверстие чуть большего диаметра. Болгарка фиксируется с помощью хомутов, при этом нужно проследить за тем, чтобы головки болтов были заподлицо с плоскостью столешницы.

В качестве режущего инструмента используются дисковые фрезы. При этом применяется одна фреза для выборки проушины и два режущих диска, если нужно обработать шип. Соответственно, расстояние между фрезами равно ширине паза.

Важно! В случае использования двух дисковых фрез посадка на болгарке должна быть через переходник со шпоночными пазами.

При такой сборке процесс фрезерования проушины или шипа происходит за счет движения заготовки. Для этого она крепится струбцинами к столешнице и затем вручную двигается по направляющим станины к вращающейся фрезе. При этом размеры шипа и проушины достигаются за счет упоров и толщины шайбы между дисками.

Применение такого самодельного шипорезного агрегата дает возможность получать соразмерные шипы и проушины, что значительно повышает производительность труда.

MULTICUT предназначен для автоматизации множества столярных операций при серийном и мелкосерийном производстве мебели, дверей, деревянных деталей интерьера.

Станок выполняет следующие операции:

• Изготовления соединения шип-паз в различных вариациях (одинарный, двойной, многократный, круглый, «Ласточкин хвост», ящичный шип, зубчатые шиповые соединения;
• Фрезерования посадочных мест под врезку замков и навесов;
• Фигурную резку контуров столярных изделий;
• Фрезерования декоративных элементов на деталях столярных изделий.

Принцип действия шипорезно-долбежного станка MULTICUT:

Оборудование представляет собой горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ. Обрабатываемое изделие размещается на рабочем столе и фиксируется зажимами.

Обработка изделия производится фрезами по дереву различных конфигураций, устанавливаемыми в высоко-оборотистый шпиндель станка. Шпиндель размещен на каретке, подвижной в трех плоскостях. Ширина области обработки 800мм, высота относительно стола 100мм, глубина обработки изделия до 120мм.

В движение оборудование приводится шаговыми приводами управляемыми системой ЧПУ.

Программы для создания соединения шип-паз или врезки замка производится на персональном компьютере и занимает несколько минут. Набор программ для выполнения стандартных операций можно хранить в ручном пульте управления станком. Для запуска какой-либо операции достаточно выбрать из списка и запустить соответствующую программу.

Станок укомплектован съемными упорами для базирования заготовок, верстачными зажимами, и набором цанг для установки фрез.

Дополнительная информация о производстве оборудования и применяемых комплектующих находится в разделе «Наше производство ».