Для работы с деревянными, пластиковыми и даже металлическими заготовками в домашних условиях часто используется циркулярная ручная пила, как более производительный аналог самого простого инструмента для распиловки. Она имеет несколько разновидностей и нюансы применения, которые важно учитывать при работе.
Устройство циркулярной ручной пилы
При строительстве и ремонте как своего жилья так и на профессиональной основе удобным подспорьем в работе становится дисковая ручная пила. Инструмент очень удобен для распиливания древесины разной толщины, тонких металлических и пластиковых изделий, например, плинтуса. Такая ручная циркулярка имеет несколько разновидностей, однако устройство каждой из них является типовым. Стандартная конструкция состоит из:
- Защитного корпуса из пластика с одной или двумя ручками.
- Специального кожуха для пильного диска, выполняющего защитные функции при работе.
- Платформы для удержания и направления диска. Она необходима для регулировки глубины и угла распила.
- Расклинивающего ножа. Он нужен для того чтобы высвобождать нож, если он увязнет в древесине.
- Электродвигателя. На его вал крепится специальный диск с помощью болтов.
Стационарный с фугованием
Стационарную циркулярную пилу лучше сразу проектировать с фуговальным барабаном. Без него большая часть трудов по ее изготовлению просто потеряет смысл, разве что ради самого процесса создания.
Устройство стационарной циркулярной пилы с фуговальным барабаном показано на рис.:
Устройство стационарной циркулярной пилы с фуговальным барабаном
При ее конструировании нужно применить дополнительные меры по безопасности и обеспечению качества работы станка. Во-первых, на время распиловки фуговальный барабан должен накрываться надежно закрепляемой защитной крышкой на подкладках на глубину фугования или чуть больше, поз. А на след. рис.:
Как приспособить фуговальный барабан к стационарной циркулярной пиле
Потери глубины реза составят ок. 6-8 мм (глубина фугования до 3-4 мм + 3-4 мм толщина крышки. Для фугования на столешницу по всей ее длине за барабаном (по ходу заготовки) крепится рабочая накладка такой же толщины (поз. Б), т.к. нависание отфугованной детали за барабаном приведет к ее состругиванию на клин; очень пологий, но вследствие накопления погрешности в процессе строительства или отделочных работ может выясниться, что весь обработанный материал запорчен.
Примечание: увеличивая толщину рабочей накладки, можно регулировать глубину фугования от максимальной до 0,5 мм.
Мотор имеет значение
Во-вторых, безопасность пользования самодельной циркуляркой и качество распиловки ею (особенно отделочных материалов) во многом определяется внешней характеристикой (ВнХ) двигателя привода станка. ВнХ это зависимость крутящего момента на валу Т от частоты его вращения N; частота вращения (обороты) зависит от сопротивления обрабатываемого материала резанию, а оно, в свою очередь, от скорости и усилия подачи заготовки.
ВнХ коллекторного мотора последовательного возбуждения (болгарка, дрель, перфоратор) не монотонна (см. рис.).
Внешние характеристки коллекторного электродвигателя последовательного возбуждения и асинхронного с короткозамкнутым ротором
Максимум крутящего момента приходится на некоторую частоту вращения nр, несколько меньшую оборотов холостого хода (без нагрузки) nхх. Это хорошо: в области рабочих нагрузок на вал ΔTр мотор тем сильнее крутит пилу, чем тверже материал. Изменение усилия подачи в этих пределах практически не влияет на качество реза, т.к. диск держит обороты в пределах оптимального, и можно работать с наивысшей производительностью.
То же самое, но уже без «приноравливания» пилы к сучкам и пр. неоднородностям, наблюдается в достаточно широком диапазоне перегрузок (область ΔT), т.е. высокой квалификации и тонкого тактильного чувства от оператора не требуется – новичок (не безрукий, разумеется) приложился раз-другой, и все, работа пошла. Но, если сильно нажать, или попадется нечто вроде гвоздя, проявляется опасное в данном случае свойство коллекторного мотора – значительный нулевой крутящий момент Т0. Двигатель, якорь которого насильно заторможен, будет стремиться во что бы то ни стало все-таки провернуться: заготовка может вывернуться и дать по зубам; диск – разлететься.
Примечание: в ручных циркулярках применяются коллекторные моторы параллельного возбуждения и/или со специальными схемами намотки якоря, уменьшающими Т0, но при этом сглаживается и «горб» ВнХ. Поэтому в дрелях и болгарках, где важна «грызущая» способность инструмента при небольшом рабочем ходе, Т0 остается большим. Именно поэтому ставить в болгарку пильный диск больше штатного нельзя – брак в работе неизбежен, а вероятность травматизма резко возрастает; абразивных дисков это касается в меньшей степени.
ВнХ асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором монотонная и достаточно жесткая (на том же рис. справа). В оптимальном для данного диска диапазоне скоростей вращения nmin – nmax усилие подачи нужно выдерживать очень точно, тонко чувствуя сопротивление материала, т.е. требуется довольно высокий рабочий навык. «Переподача» приводит к падению как производительности, так и качества реза – слишком медленно крутящийся диск рвет материал. Но, вдруг пилу заклинит – мотор остановится и на начнет разгоняться до полного снятия нагрузки. Если же применяется 3-фазный мотор с устройством запуска от однофазной сети, то его придется выключить и перезапустить. На распиловке длинномера, когда много увеличивается вероятность неловкости в работе, это качество «асинхронной» ВнХ приобретает ценность – новичок/любитель может постепенно научиться работать, не рискуя собой и не портя много материала. Поэтому самодельный циркулярно-фуговальный станок нужно делать только с асинхронным электродвигателем переменного тока с короткозамкнутым ротором.
Подвес мотора
В высокопроизводительные промышленные циркулярные пилы, рассчитанные на долговременную круглосменную работу, ставят большие и тяжелые моторы на 3-5 кВт и более. Помимо прочего, таким образом снижается чувствительность пилы к неоднородностям материала и расширяется диапазон допустимых усилий подачи (см. выше), что, в свою очередь, уменьшает зависимость качества работы от квалификации и усталости работников. Еще одна особенность циркулярок по сравнению с пилорамами – ременная передача с мотора на диск оказывается лучше цепной, поскольку пилить нужно чище, но более качественный материал.
Однако натяжение ремня со временем слабеет, поэтому двигатели промышленных циркулярных пил ставят на опорах, скользящих (и фиксируемых) в пазах (показаны стрелками на поз. 1 рис.).
Преимущества маятникового подвеса мотора в самодельной циркулярной пиле перед скользящим
Вырезать длинный ровный паз в металле без специального оборудования (фрезерного станка по металлу) нереально, но и мотора в 1-2 кВт для домашне-хозяйственной циркулярки хватит с запасом, а его можно поставить на маятниковый подвес (поз. 2). Натяжение ремня таким образом обеспечивается автоматически без трудоемких регулировочных работ. Износ ремня в маятниковом подвесе больше, но ведь на своей циркулярке не работают день ото дня полную смену.
Примечание: сборочный узел на поз. 1 рис. выше – маятниковый пильный модуль промышленной циркулярной пилы, позволяющий оперативно устанавливать выход пильного диска над столешницей. Но в аспекте данного раздела это несущественно, а выход диска самодельной циркулярки можно менять не столь оперативно, то конструктивно и технически гораздо более проще, см. рис.:
Устройство механизма подъема/опускания пильного диска самодельной циркулярной пилы
Шарнир подвеса (показан стрелкой на поз. 2) может быть довольно грубым (стальная труба, надетая на штырь и набитая консистентной смазкой), на качество реза это заметно не влияет. Можно обойтись и без шарнира на стальной лист s(4…6) с винтовыми опарами-фиксаторами (показана стрелкой на поз. 2а). Дополнительное преимущество маятникового подвеса мотора – рабочий стол можно сделать наклоняемым, поз. 2б. При распиловке большого количества длинномера (напр. на стройку) достаточно опытным работником это существенно снижает его утомляемость и ускоряет работу.
Примечание: видео материал о постройке своими силами циркулярной пилы с фуговальным барабаном (распиловочно-фуговального станка) см. также сюжет:
Видео: простая самодельная циркулярная пила с фуганком
Узел вращения
Подшипниковый узел (узел вращения) – самая сложная и нагруженная часть циркулярного станка. Мы попробуем обойтись для него минимумом дорогостоящих точных токарных работ на заказ.
Чертежи самодельного подшипникового узла традиционной конструкции даны на рис.
Чертежи подшипникового узла самодельной циркулярной пилы
Критические размеры выделены цветом:
- На поз. 3 D32 – под установочный размер пильного диска (см. выше). Допуск –0,05 мм.
- На поз. 4 D40 – под установку подшипников (см. ниже). Допуск +0,03 мм. Несоосность не более 0,01 мм. Точить начисто в один установ на станке повышенной точности.
- На поз. 6 D17 – под посадку подшипников. Допуск –0,03 мм. Несоосность не более 0,01 мм. Точить начисто в один установ на станке повышенной точности.
- Шкив (поз. 7) вытачивается по размерам согласно передаточному числу, исходя из скорости вращения наличного двигателя, диаметра шкива на его валу и рабочей скорости вращения пильного диска (см. выше).
Ввиду более жестких требований к чистоте реза, чем для пилорамы, но такой же, как на ней, или сравнимой его длине, обычные шарикоподшипники качения, как, напр., для отрезного станка, в циркулярке довольно быстро изнашиваются, и пила начинает бить. Поэтому в данной конструкции применены более выносливые подшипники №60203; на них же будем ориентироваться и далее.
А как бы попроще?
Описанная конструкция подшипникового узла не лишена серьезных недостатков:
- нет фуговального барабана;
- проточить начисто в один установ внутренние диаметры – задачка не для токаря-дилетанта или даже специалиста начальных разрядов;
- от нагрева при приваривании обоймы подшипников 4 к опорной плите 5 обойму может повести, и подшипники не встанут в гнезда, а проточить их начисто в сборе возможно только на карусельном или шейпинговом станке.
Ненадежная конструкция корпуса и подшипникового узла самодельной циркулярной пилы
С фуговальным барабаном на вид вроде решаемо: распилить обойму с плитой пополам, да и все тут. Но настроить станок на вертикальность и устранение перекоса пильного диска вне производственных условий будет стоить мучительного труда без гарантии успеха. Или придется выточить с высокой точностью (на однократное использование) монтажный штырь. Но тогда, чтобы настройка скоро не уплыла, нужен прочный жесткий корпус станка. Вроде сварного УБДС-1 или УБДН-1. Самодельный аналог на резьбовых соединениях (см. рис. справа), быстро разболтается, а после 2-3 перенастроек разобьются и подшипники.
Нетрадиционный подход
А что, если вовсе отказаться от обоймы с опорной плитой? Тогда точить с высокой точностью нужно будет только вал. А крепить как? В дереве к дереву, это еще упростит и удешевит станок. Древесина архаичный, в массовом производстве дорогой и слабо технологичный материал, но для штучной работы совсем не плохой. В старину деревянные парусные линкоры служили по 120-150 лет, с периодическими модернизациями. А современные 40-летние боевые корабли ставят на обновление, только если нет готовой полноценной замены.
Способ крепления подшипникового узла самодельной циркулярной пилы в деревянных обоймах к фанерной столешнице показан на рис.:
Крепление узла вращения самодельной циркулярной пилы в деревянных обоймах
На обоймы нужна плотная мелкослойная достаточно упругая лиственная древесина. Лучше всего – клен; далее – орех, граб, дуб. Прочный жесткий корпус станка в таком случае также не нужен, достаточно простой «тумбочки», как для стола под ручную циркулярку. Из современных достижений использованы мебельные винты – конфирматы; в мелкослойной древесине они сидят плотно и не развинчиваются от вибраций. «Фишка» конструкции в том, что в процессе юстировки (см. ниже) подшипники вжимаются в дерево и тем самым надежно фиксируются.
Сборка всего узла совмещается с юстировкой:
- В столешнице заранее прорезается паз под пильный диск и сверлятся отверстия под головки конфирматов D6.
- В заготовке обойм также заранее насверливаются пионерные (установочные) отверстия под конфирматы D4,8х60.
- Пустые обоймы «наживляются» пока только верхними конфирматами.
- В обоймы вкладывается вал с подшипниками.
- На вал монтируется пильный диск.
- Верхние конфирматы подтягиваются так, чтобы подшипники встали в обоймах без люфта, но не туго.
- Диск расклинивается в пазу симметрично 4 парами клиньев: 2 парами сверху ближе к центру, 2 парами снизу ближе к краю.
- Подбивая клинышки, выравнивают диск вдоль прорези и по вертикали.
- Верхние конфирматы затягивают до утапливания головок заподлицо со столешницей.
- Затяжку конфирматов ведут поочередно на обоих обоймах в 3-4 приема «конвертом», т.е. с переходом по диагонали.
- Оставляют узел «устояться» на ночь или, лучше, на 2-3 суток, чтобы подшипники вжались в дерево.
- Вынимают клинья, проверяют, не повело ли диск. Если конфирматы затягивались аккуратно и правильно по схеме, не поведет.
- Ставят и затягивают, тоже «конвертом», нижние конфирматы.
- Дают столешнице с подшипниковым узлом еще разок «устояться».
- Снова проверяют установку диска. Не повело, правильно нижние тянули? Узел готов к дальнейшей сборке и работе.
Чертежи вала для данной конструкции даны на рис.:
Чертежи вала для циркулярной пилы с фуговальным барабаном
Заготовка – кругляк Ст45 D60. Готовый вал в сборе с фуговальными ножами обязательно (!) балансируется в центрах. Материал в ходе балансировки можно выбирать как с «сырой» поверхности D60, так и с площадок под ножами.
Принцип работы циркулярной ручной пилы
Инструмент используют для ровного распиливания поверхностей, продольно или поперечно. Дуговой распил с циркулярной ручной пилой невозможен. Принцип действия такого агрегата прост:
- От вала электродвигателя крутящий момент передается режущему диску.
- Распиловочный диск вращается вокруг своей оси с большой скоростью, от чего с легкостью разрезает нужную поверхность.
В зависимости от глубины резки, инструмент подразделяют на несколько категорий:
- Циркулярные ручные мини пилы способны разрезать материал толщиной до 46 мм.
- Средний инструмент справляется с поверхностью до 55 мм.
- Большой технике под силу разрезать заготовки толщиной около 70 мм.
- Профессиональное оборудование распиливает изделия порядка 140 мм толщиной.
Виды циркулярной ручной пилы
На полках строительных магазинов представлен большой выбор циркулярных пил. Все разнообразие можно разделить на:
- Ручной инструмент, который мастер передвигает самостоятельно.
- Стационарную пилу на специальном столе, предназначенную для размещения в рабочих цехах и мастерских.
Циркулярная ручная пила делится по классам мощности на:
- Бытовые приборы, мощностью до 2,2 кВт.
- Полупрофессиональные модели, которые мощнее бытовых. Отличаются большим функционалом.
- Профессиональные агрегаты, отличающиеся повышенной мощностью и функциональностью. Применяются на производствах.
Еще одним отличием является способ передачи крутящего момента, так, выделяют:
- Электрические модели, подключаемые к стандартной сети электропитания.
- Аккумуляторная ручная циркулярная пила удобна там, где не нужна поблизости розетка.
- В прошлое уходят модели с ручным приводом, который в настоящий момент практически не используется.
Как выбрать циркулярную ручную пилу?
При покупке инструмента стоит ориентироваться на ряд определенных параметров:
- Мощность двигателя. Чем она выше, тем быстрее и с меньшим усилием можно проводить распил. К тому же на мощные пилы (от 3 кВт) можно устанавливать режущие диски большого диаметра.
- Глубина распила. Существует 4 типоразмера, которые нужно подбирать, исходя из своих потребностей.
- Ручная циркулярная пила по дереву может иметь регулировку наклона реза.
- Стационарная система удаления стружки или возможность подключения пылесоса. Очень удобная опция, позволяющая проводить работу практически без пыли и мусора в мастерской или дома.
- Блокировка пуска является важной защитной функцией, которая не позволяет случайно включить инструмент.
Функции циркулярной ручной пилы
Основной «обязанностью» циркулярной пилы является резка большого количества досок, гипсокартона, ламината, пластиковых панелей, мягкого металла и прочего. Она незаменима при строительстве дома или дачи, пригодится и при укладке полов в квартире или обшивке стен декоративными панелями. Для быстроты выполнения работ и удобства применения циркулярная электрическая ручная пила снабжается рядом дополнительных функций:
- Погружение в материал. Эта функция очень удобна при работе с большими плитами.
- Регулировка скорости вращения режущего диска. Для работы с отличающимися материалами требуется разная скорость вращения для получения ровного среза без заусенец.
- Функция плавного пуска необходима для увеличения срока службы режущего диска. Благодаря ей пила плавно набирает обороты после запуска, а не сразу раскручивает вал до максимальных оборотов.
- Лазерная указка – это необязательное приспособление для ручной циркулярной пилы. Однако такую указку удобно использовать при проведении быстрых работ.
Диски для циркулярных пил
Важным расходным материалом в инструменте для распила является режущий диск. Каждая модель имеет свои особенности:
- высоту и количество зубьев;
- геометрию режущего профиля.
Условно все диски для ручной циркулярной электропилы делятся на:
- Расходники для мягких материалов, таких как дерево или пластик. Они имеют положительный угол заточки, количество зубьев около 50-100, что обеспечивает ровный срез.
- Диски для твердых материалов выпускают с отрицательным углом заточки и меньшим количеством зубьев. Они способны распиливать более твердые материалы, но края будут более «рваными».
Критерии выбора инструмента
На рынке, где представлено множество циркулярных пил ручных, с выбором поможет сравнение основных показателей. При выборе устройства обращают внимание на характеристики:
- Мощность электродвигателя. Чем больше мощность, тем больше количество резов можно сделать в единицу времени. Чем больше диск, который планируется закрепить на вал, тем мощнее нужен инструмент. Увеличение мощности позволяет работать с более твёрдыми породами дерева. Но, чем мощнее аппарат, тем он тяжелее. Модель с мотором 1200 Вт весит примерно четыре килограмма, а если мотор обладает мощностью 2000 Вт, то вес пилы составит уже семь килограмм.
Материал, из которого сделан корпус. Он должен быть прочным и уметь выдерживать, возникающую при работе, вибрацию. Модели могут быть металлические или из пластика. Вес аппарата тоже зависит от материала корпуса.- Минимальная и максимальная глубина реза. Этот показатель зависит от мощности двигателя. Всего различают четыре диапазона размеров пропила. Стоит обращать внимание на наличие регулятора глубины реза.
- Частота вращения диска. Аккуратность среза детали напрямую зависит от скорости вращения. Чем выше скорость, тем аккуратней распил. Необходимо знать, что скорость вращения напрямую не зависит от мощности мотора. Существуют маломощные пилы, у которых высокая скорость вращения рабочего диска, и эти инструменты очень аккуратно режут хрупкий материал.
- Регулировка угла наклона. Чаще всего эта функция используется при выполнении профессиональных работ. При любительских распилах она не нужна.
- Конструкция рукоятки. Её эргономика влияет на производительность, удобство и комфорт в работе. Обязательно перед приобретением инструмент проверяется «на руке». Если существуют сомнения, то надо рассматривать другую модель.
- Тип оборудования. На сегодняшний день производители предлагают аккумуляторные и сетевые инструменты. Каждый тип обладает своими достоинствами и недостатками. Аккумуляторные пилы более тяжелые, но автономные. Подходят для любой неожиданной ситуации. Сетевые инструменты легче по весу, но нуждаются в постоянном наличии электрической сети.
- Замена дисков. Надо обратить внимание на то, каким способом меняется диск. Есть простые способы замены, а есть модели, требующие одновременного участия двух ключей.
- Вид дисков, которые подходят для конкретной модели пилы.
- Наличие или отсутствие встроенной электроники.
Рейтинг циркулярных ручных пил
Профессиональные строители и домашние мастера выделяют определенные модели инструмента, которые обладают самыми оптимальными характеристиками для работы. Среди них:
- Makita HS7601
– отличный прибор для домашнего использования с двумя фирменными дисками в комплекте. Стоимость – $121. - DeWALT DWE560
– модель с возможностью подключения строительного пылесоса. Стоимость – $140. - Hammer CRP 1500 D
– качественная легкая пила с удобным кейсом для переноски. Стоимость – $93. - Bosch GKS 190
. Ручная циркулярная пила Бош считается одним из лучших инструментов в своем ценовом сегменте. Стоимость – $128.
Принцип действия
Выбор в пользу циркулярной пилы обоснован эффективностью инструмента относительно раскроя деревянных заготовок. Обеспечивают это мощный электродвигатель и отрезной диск в литом либо штампованном исполнении. Если это модель ручная, то движущий элемент встроен в корпус циркулярки. Стационарные инструменты могут быть устроены с отдельным двигателем, а на диск крутящий момент передаётся посредством ремня и шкивов.
Сменная оснастка по внешнему диаметру имеет крупные заточенные зубцы, а вращение происходит на большой скорости. Поэтому для дисковой пилы важны:
- строгая центровка составляющих элементов;
- обеспечение максимальных мер безопасности;
- использование материалов высокого качества.
Так, производители оснащают циркулярку различными механико-электронными системами, устройствами. Они направлены на защиту пользователя в рабочем режиме и блокировку инструмента в случае появления тех или иных неисправностей.
Принцип действия дисковой пилы основан на передаче вращательного момента от электродвигателя к распиловочному диску. Ручные модели перемещаются пользователем, стационарные остаются на месте. Перемещению подлежат раскраиваемые заготовки.
Стационарная модель инструмента Источник sezontruda.ru
Распил материалов осуществляется по прямой линии под тем или иным углом. Градуировка зависит от конструктивного исполнения приборов. Бюджетные варианты рассчитаны, как правило, на 90 и 45 градусов. У профессиональных образцов возможна установка платформы практически под любым градусом.
Стол для ручной циркулярной пилы
При работе с большим объемом распиливаемого материала не всегда комфортно долгое время держать инструмент в руках. Гораздо удобнее закрепить инструмент на специальном столе, так распил будет получаться более точным и быстрым. Все мастера предпочитают использовать:
- Заводские столы, приобретенные в магазине. Они могут быть как стационарными, так и переносными.
- Самодельные столы, преимуществом которых являются индивидуальные размеры, подходящие под площадь мастерской и дополнительные опции.
После самостоятельного изготовления стола важно знать, как правильно закрепить ручную циркулярную пилу на столе. Здесь всего несколько правил:
- Инструмент размещается внутри подготовленного отделения, которое точно по размеру подходит для инструмента.
- Подошва пилы надежно крепится к столу болтами.
- Диск должен свободно входить в гнездо.
Коротко о главном
Главная направленность дисковой пилы – раскрой древесного материала. Возможны варианты для работы с пластиком, металлом.
Циркулярка для дома может быть ручной или стационарной. Первая бывает с питанием от розетки или аккумулятора.
Перед выбором той или иной модели важно учесть ряд базовых и дополнительных характеристик. Среди них мощность, глубина распила, диаметр диска, угол наклона платформы, система защиты пользователи и инструмента.
Рейтинг дисковых пил составляется на основании спроса и отзывов от пользователей.
Как работать циркулярной ручной пилой?
Существует типовая инструкция того, как пользоваться ручной циркулярной пилой, которая для разных моделей будет отличаться лишь нюансами:
- Перед работой важно убедиться в исправности инструмента.
- Закрепить режущий диск, настроить положение направляющего шпица, проверить защитный кожух и параллельность упора с пазом и шпицем.
- Настроить минимально нужную глубину пропила.
- Установить направляющую по размеру материала и разметить его.
- Сделать пробный пропил длиной 3-5 мм.
- Продолжить работу без остановок по всему ходу движения диска.
- На месте пропила можно использовать клейкую ленту, чтобы не образовались сколы.
