Правильный выбор фрезы для макета и расчет скорости фрезеровки на ЧПУ станке
Содержание:
Этапы создания макета
Процесс макетирования технических устройств позволяет:
-
Демонстрировать новое оборудование и технологические решения широкой аудитории.
-
Привлекать дополнительные инвестиции в проект, поскольку визуализация промышленного объекта повышает эффективность взаимодействия с инвесторами.
-
Увеличивать эффективность участия в выставках и тендерах, так как качественная 3D-модель значительно превосходит по наглядности диаграммы, графики и фотоматериалы.
Процесс макетирования условно делится на три этапа:
-
Разработка графики и чертежей: Создание 3D-модели объекта, позволяющей на раннем этапе оценить компоновку, внешний вид и конструктивные особенности макета.
-
Проектирование макета: Разработка плана производства с учётом всех нюансов конструкции и выбором наиболее подходящих технологий для изготовления.
-
Изготовление деталей, их окраска и сборка: Привлечение профессиональных художников, сборщиков и инженеров для обеспечения высокого качества и визуальной привлекательности готового макета.
Выбор фрез для изготовления макета
Выбор фрезы зависит от материала заготовки, возможностей фрезерного станка и других внешних факторов. Фрезы классифицируются по нескольким признакам:
-
Материал режущих элементов.
-
Расположение режущих зубьев.
-
Тип заточки.
-
Конструкция инструмента (сборная, составная, цельная).
-
Способ крепления режущего элемента.
По количеству режущих кромок
-
Однозаходные фрезы: Предназначены для обработки мягких материалов. Предпочтительно использовать острые фрезы, которые быстрее тупятся, но не засоряются и не ломаются. Часто применяются в производстве рекламной продукции, обеспечивая быстрый раскрой заготовки без высоких требований к качеству торцов.
-
Двухзаходные фрезы: Используются для обработки жёстких материалов. Два и более заходов позволяют формировать мелкую стружку и снимать большой объём материала за проход, повышая качество и чистоту обработки поверхности.
-
Трёхзаходные фрезы: Имеют различную заточку для работы с конкретными материалами, включая твёрдую древесину, пластики, латунь и бронзу.
-
Четырёхзаходные фрезы: Предназначены для обработки твёрдых и особо твёрдых материалов, создавая меньше сколов и обеспечивая высокую производительность.
Фрезы для обработки плоских поверхностей
Для обработки плоскостей часто применяют торцевые и цилиндрические фрезы. В некоторых случаях используются дисковые фрезы для распиловки.
-
Цилиндрические фрезы: Могут быть с цельными или сменными режущими кромками. Крупные монолитные фрезы подходят для черновой обработки, а небольшие разборные — для чистовой.
-
Торцевые фрезы: Предназначены для обработки длинных заготовок.
-
Твёрдосплавные резцы: Используются для обработки тугоплавких материалов, которые сложно поддаются механической обработке.
Фрезы для трёхмерной обработки
При создании 2.5D и 3D моделей применяют концевые, пазовые и дисковые фрезы.
Фрезы для обработки кромок
Для обработки углов и кромок используются специальные фрезы:
-
Шлицевые (отрезные) фрезы: Позволяют отделить часть материала от заготовки.
-
Угловые фрезы: Обеспечивают качественную обработку краёв и углов, могут иметь одну или две режущие кромки.
-
Фасонные фрезы: Применяются для формирования деталей со сложными или нестандартными изгибами, удобны для обработки вогнутых и круглых поверхностей.
Расчёт скорости фрезерования
При расчёте оптимальных режимов фрезерования учитываются следующие параметры:
-
Частота вращения шпинделя (n): Зависит от типа фрезы, характеристик шпинделя и материала заготовки. Определяется по формуле:
n = (1000 × V) / (π × D)
Где:
-
n — частота вращения шпинделя (об/мин)
-
V — рекомендуемая скорость резания для конкретного материала (м/мин)
-
D — диаметр фрезы (мм)
-
π — постоянная (примерно 3.14)
Пример:
Если мы используем фрезу диаметром 6 мм и обрабатываем ПВХ, для которого рекомендованная скорость резания — 200 м/мин, то:
n = (1000 × 200) / (3.14 × 6) ≈ 10 610 об/мин
Скорость подачи
Скорость перемещения инструмента по траектории тоже должна быть согласована с другими параметрами. Рассчитывается по формуле:
S = n × z × f
Где:
-
S — скорость подачи (мм/мин)
-
n — частота вращения шпинделя
-
z — количество режущих зубьев
-
f — подача на зуб (мм/зуб)
Пример:
Пусть у нас двузубая фреза с подачей на зуб 0.05 мм. Тогда при скорости вращения 10 610 об/мин:
S = 10 610 × 2 × 0.05 = 1 061 мм/мин
Чем тверже материал — тем ниже должна быть подача, и наоборот. Но важно не снижать её слишком сильно, иначе фреза будет "тереться", а не резать, что приводит к перегреву.
Дополнительные факторы, влияющие на фрезеровку
Помимо технических расчетов, есть ряд нюансов, которые часто упускают из виду, но они сильно влияют на итоговый результат.
1. Жесткость конструкции
Если заготовка или станок имеет люфты или вибрации — это ведет к смещению траектории, снижению точности и появлению дефектов на поверхности.
Рекомендация: Проверяйте зажим заготовки и фрезы. Используйте антивибрационные крепления и тщательно фиксируйте материалы.
2. Материал фрезы
Фрезы бывают:
-
Высокоскоростные стальные (HSS) — дешевле, но быстро тупятся, подходят для мягких материалов.
-
Твёрдосплавные (карбидные) — дороже, но служат дольше и выдерживают более высокие скорости.
Вывод: Для точного и чистового макетирования лучше использовать твёрдосплавные инструменты.
3. Система охлаждения
Во время фрезерования материал и инструмент сильно нагреваются, особенно при работе с пластиками и металлом.
-
Подача воздуха — удаляет стружку и охлаждает фрезу.
-
Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) — необходимы при обработке алюминия и других металлов.
Важно: отсутствие охлаждения при высокой подаче может вызвать оплавление пластика и перегрев фрезы.
Заключение
Создание качественного макета требует не только опыта в моделировании, но и грамотного выбора инструмента и режимов фрезерования. Учитывая:
-
Материал и его особенности
-
Тип фрезы (по числу зубьев и форме)
-
Расчёт скорости шпинделя и подачи
-
Жесткость оборудования и охлаждение
Правильный подбор фрезы и режимов фрезерования — ключ к качественной и безопасной работе на ЧПУ.
Комментариев пока нет