Фрезерний верстат із ЧПУ по металу нюанси роботи

Фрезерний верстат із ЧПУ по металу допоможе Вам побудувати практично все. Нюанси фрезерування металу, способи контролю температури різального інструменту та ін.

Припустимо, у вас є робочий верстат з ЧПУ, який був щойно придбаний, але поки що знань про нього недостатньо. Припустимо тепер, що це фрезерний верстат з ЧПУ по металу, і що в першу чергу вам буде цікавим саме фрезерування металу, який легко піддається обробці.

Швидше за все, вам вже не терпиться розпочати фрезерування різних цікавих деталей, побудувати магазин для інструменту або, можливо, скомпонувати пістолет Colt 1911. З ЧПУ ви можете побудувати практично все, і ви сповнені ідей для початку роботи над своїми улюбленими проектами.

Розглянемо для початку деякі нюанси фрезерування металу

Один мій знайомий вже деякий час ріже метал своїм верстатом із Числовим Програмним Управлінням з Китаю, що має робоче поле 400х600 мм. Як це він робить? Необхідно лише дотримуватися таких параметрів, як:

глибину за прохід;
швидкість подачі;
правильно підбирати кінцеву фрезу та її охолодження.

Втім, метали можна різати без охолодження.

При фрезеруванні металу потрібно бути дуже уважним, особливо з алюмінієм, цей матеріал починає плавитися при температурі близько 648 градусів Цельсія, а при використанні кінцевої фрези, що обертається з високою швидкістю (приблизно 13 000 об/хв), вона буде дуже сильно грітися і розплавить торець заготівлі під час процесу обробки. Алюміній – легкоплавкий метал. Порівнявши його зі сталлю, яка плавиться за 1150 градусів Цельсія, деякі оператори, які обслуговують верстати з ЧПУ по металу, скажуть, щом'яку сталь різати легше, ніж алюміній просто тому, що фреза може працювати при повільнішій подачі та «вигризати» матеріал.

Способи контролю температури різального інструменту

Першим і найбільш широко використовуваним методом є подача охолоджуючої рідини на торцеву фрезу під час її роботи. Це спеціальна речовина, яка у поєднанні з ріжучою рідиною забезпечує найкращу ефективність різання.
Другий спосіб полягає в тому, що на фрезу може бути розпорошена тільки рідина, що охолоджує, яка зазвичай робиться вручну. Зазвичай для таких цілей використовують ізопропіловий спирт, який одночасно відмінно очищає ріжучий інструмент.
Третій спосіб побудований на подачі струменя стисненого повітря на фрезу. Цей метод полягає у створенні вихрової системи, в якій з одного сопла подається потік холодного повітря, температура якого близько -50 градусів за Цельсієм, а з іншого подається повітря з високою температурою (вище 100 градусів).
Останній метод полягає у знаходженні правильного балансу глибини за прохід, швидкості обертання шпинделя, швидкості подачі, вибору кінцевої фрези та кута нахилу вихрового охолодження для досягнення сухого різання.

Досягнення такої рівноваги непросто, і за останнім твердженням, що промисловість рухається в цьому напрямку, складається враження, що люди ще не знають, як цього досягти. Ну, насправді це практикується, але не з ідеальними параметрами, і знайти ці ідеальні параметри – це святий Грааль різання металу.

Різання алюмінію та як отримати хороші результати

Баланс: Фрезерний верстат по металу з високою швидкістю подачі та дуже малою глибиною за прохід дозволяє добре охолоджувати фрезу. Вона проходитиме позаготівлі з алюмінієвого сплаву досить швидко, щоб охолодити себе, але, якщо інструмент затримається занадто довго (повільна подача і глибока глибина за прохід) в тому самому місці, він буде нагріватися і плавити місце різу на заготівлі через тертя. Слід враховувати, що фрезерні верстати із ЧПУ практично будь-якого типу можуть успішно розрізати алюміній.

Розглянемо таку аналогію: дорослий може викопати яму досить швидко і набирати велику кількість піску в лопату за раз. Дитина може копати пісок теж, але тільки дряпати поверхню раз-по-раз, а не набирати повну лопату. Дитина, зрештою, досягне такої ж глибини, як і дорослий, але це займе трохи більше часу.

Проблема: дитина не використовує лопату найбільш ефективно, тому що гострий кінчик лопати буде затуплятися швидше, ніж верхня частина лопати, тоді як дорослий буде рівномірно працювати всією лопатою. Така справа і з торцевими фрезами.Чим глибше ви зможете пройти по заготівлі фрезою, тим більш рівномірно вона зношуватиметься, продовжуючи свій термін служби.

Отже, яких же параметрів слід дотримуватися? Це важливе питання, тому що результат може вилитися в копійчину. У нас є добрий приклад. Як було написано вище, використовується компактний фрезерний верстат по металу з ЧПУ і вихрова система для продування фрези повітрям з температурою -50 градусів. Матеріал марки 6061, що розрізається, який є структурним сортом алюмінію, а його товщина становить 5 мм, але не важливо, так як різання проводиться з великою кількістю проходів. Чим товстіший матеріал, тим довше знадобиться часу на обробку, втім, це і так ясно.

Для різання використовується китайський шпиндель зі швидкістю 13 000 обертів на хвилину.Швидкість подачі (швидкість, з якою кінцева фреза проходить через розріз) встановлюється між 300 і 430 мм/хв.Глибина за прохід - це важливий параметр, який слід ретельно підбирати. Компанія Onsrud, що має великий досвід у виробництві торцевих фрез, рекомендує, щоб глибина за прохід становила 1/2 діаметра різальної частини фрези. Для 3 мм кінцевої фрези - це близько 1,5 мм, але для чистової обробки все ж таки краще брати глибину, рівну чверті діаметра ріжучого інструменту.

У кінцевих фрезах врізка, як правило, найбільш шкідлива для інструменту, тому перевага віддається повільній швидкості занурення в заготовку. Зазвичай для алюмінію встановлюють швидкість занурення до 150 мм/хв. Якщо занурення планується на велику глибину, краще попередньо просвердлити в цьому місці отвір за допомогою свердлильного верстата. При зануренні на початок якогось профілю, найкраще спочатку перейти до матеріалу (додавши фрезі горизонтального руху, коли вісь z опускається або піднімається).

При різанні металу вібрація заготівлі є основною проблемою, яку необхідно усунути. У домашніх умовах можна використовувати різні способи фіксації, починаючи від струбцин і закінчуючи спеціальним вакуумним столом. Незалежно від того, який метод затискання або закріплення використовується, переконайтеся, що він взагалі не рухатиметься і що затискач (гвинти, хомут) знаходиться якомога ближче до місця різання.

Підведемо підсумки

Виходячи з вищесказаного, можна виділити такі пункти, запам'ятавши які фрезерувати метал стане набагато простіше:

Не поспішайте. Краще витратити більше часу на обробку, ніж убити гору недешевого інструменту та зіпсувати не одну заготівлю.
Використовуйте твердосплавні фрези. Саме вонислужитимуть дуже довго при правильно підібраних режимах різання. І бажано купувати фрези перевірених виробників та у спеціалізованих магазинах.
Використовуйте фрези меншого діаметра. Краще зробити більше проходів і отримати гарне місце різу, ніж зняти кілограм алюмінію за один різ, викинути інструмент, що згорів, і побачити обірвані краї заготовки.
Не параноїти з приводу чищення місць різання. Не потрібно стояти зі щіткою або пилососом над заготовкою, яку обробляєте, достатньо в кінці просто змісти всі відходи або зібрати їх магнітом (якщо це феромагнітний матеріал).
Змащувати робочий інструмент туманом з рідини, що охолоджує. Ефект «туману» досягається при використанні спеціального штуцера на патрубку, що подає рідину.
Не сповільнюйте подачу занадто сильно. При надто повільній подачі фрези замість того, щоб різати матеріал, починає тертися про нього і дуже сильно грітися, що призводить до перегріву інструменту та оплавлення місця різу (якщо заготовка з легкоплавкого матеріалу).
Якщо ваші верстати по металу не мають достатньо швидкої подачі, використовуйте меншу кількість проходів та збільшіть діаметр фрези.

Режими фрезерування для алюмінію та його сплавів

Як усім відомо, головними параметрами при різанні є швидкість обертів шпинделя та швидкість подачі. Діаметр фрези підбирається виходячи з двох параметрів – ширини та глибини обробки. Ширина різу, або ширина проходу, зазвичай розраховується при розробці креслення і безпосередньо залежить від розміру деталі або поля обробки. Якщо проводиться одночасне фрезерування на ЧПУ не однієї заготівлі, то ширина обробки збільшується кратно розміру заготівлі.

Наведемо дані для фрезерування алюмінію та його сплавів: