Как да работите на CNC фреза за метали

CNC метален рутер може да ви помогне да изградите почти всичко. Нюанси на фрезоване на метали, методи за контрол на температурата на режещия инструмент и др.

Да предположим, че имате CNC работна машина, която току-що сте закупили, но все още не знаете достатъчно за нея. Да предположим сега, че това е CNC фреза за метал и че на първо място ще ви интересува точно фрезоване на метал, което е лесно за обработка.

Шансовете са, че вече нямате търпение да започнете да фрезовате различни интересни части, да изградите списание за инструменти или може би да сглобите пистолет Colt 1911. С CNC можете да изградите почти всичко и сте пълни с идеи за започване на любимите си проекти.

Нека първо разгледаме някои от нюансите на фрезоване на метали

Един мой приятел от известно време реже метал със своята CNC машина от Китай, която има работно поле 400x600 мм. Как го прави? Просто трябва да спазвате параметри като:

дълбочина на проход;
скорост на подаване;
изберете правилната крайна фреза и нейното охлаждане.

Въпреки това металите могат да се режат без охлаждане.

Когато фрезовате метал, трябва да бъдете изключително внимателни, особено с алуминий, този материал започва да се топи при температура от около 648 градуса по Целзий и когато се използва крайна фреза, въртяща се с висока скорост (около 13 000 об/мин), ще получи много горещо и разтопете крайните детайли по време на процеса на обработка. Алуминият е метал с ниско топене. В сравнение със стоманата, която се топи при 1150 градуса по Целзий, някои CNC метални оператори ще кажат, че меката стомана се реже по-лесно от алуминия, просто защото фрезата може да работи с по-ниска скорост на подаване и да „изгризва“ материала.

Методи за контрол на температурата на режещите инструменти

Първият и най-широко използван метод е подаването на охлаждаща течност към крайната фреза, докато тя работи. Това е специално вещество, което в комбинация с режещата течност осигурява най-доброто представяне при рязане.
Вторият метод е, че върху фрезата може да се пръска само охлаждаща течност, което обикновено се прави на ръка. Обикновено за такива цели се използва изопропилов алкохол, който в същото време перфектно почиства режещия инструмент.
Третият метод се основава на подаването на струя сгъстен въздух към фрезата. Този метод се състои в създаването на вихрова система, при която от една дюза се подава поток студен въздух, чиято температура е около -50 градуса по Целзий, а от другата се подава въздух с висока температура (над 100 градуса).
Последният метод е да се намери правилния баланс на дълбочината на проход, скоростта на шпиндела, скоростта на подаване, избора на крайната фреза и ъгъла на вихрово охлаждане за постигане на сухи разфасовки.

Постигането на този баланс не е лесно и последното твърдение, че индустрията се движи в тази посока, създава впечатлението, че хората все още не знаят как да го постигнат. Е, всъщност това се практикува, но не с идеални параметри и намирането на тези идеални параметри е свещеният граал на рязането на метал.

Алуминиево рязане и как да постигнете добри резултати

Баланс: Метална фреза с висока скорост на подаване и много малка дълбочина на проход позволява добро охлаждане на фрезата. Той ще премине през обработвания детайл от алуминиева сплав достатъчно бързо, за да се охлади, но ако инструментът се задържи твърде дълго (бавно подаване и дълбока дълбочина на проход) на едно и също място, той ще се нагрее и ще стопи разреза върху детайла поради триене. Трябва да се има предвид, че почти всеки тип CNC фреза може успешно да реже алуминий.

Помислете за тази аналогия: възрастен може да изкопае дупка доста бързо и да вземе много пясък в лопата наведнъж. Дете също може да копае пясък, но само надрасква повърхността отново и отново, а не да събира пълна лопата. Детето в крайна сметка ще достигне същата дълбочина като възрастния, но това ще отнеме малко повече време.

Проблем: детето не използва лопатата най-ефективно, защото острият връх на лопатата ще притъпи по-бързо от горната част на лопатата, докато възрастният ще работи равномерно с цялата лопата. Такъв е случаят и с фрезите за лице. Колкото по-дълбоко можете да преминете през детайла с фрезата, толкова по-равномерно ще се износва, удължавайки експлоатационния му живот.

И така, какви са параметрите, които трябва да се следват? Това е важен въпрос, защото резултатът може да бъде много скъп. Имаме добър пример. Както бе споменато по-горе, компактна CNC фреза за метал и вихрова система се използват за продухване на фрезата с въздух при температура от -50 градуса. Материалът за рязане е 6061, който е структурен клас на алуминий, а дебелината му е 5 мм, но не е важно, тъй като рязането се извършва с много проходи. Колкото по-дебел е материалът, толкова по-дълго ще отнеме обработката му, но това вече е ясно.

За рязане се използва китайско вретено със скорост 13 000 об/мин. Скоростта на подаване (скоростта, с която крайната фреза преминава през среза) се регулира между 300 и 430 mm/min. Дълбочината на проход е важен параметър, който трябва да бъде внимателно подбран. Onsrud, с богат опит в производството на фрези, препоръчва дълбочина на проход 1/2 диаметъра на режещия ръб на фрезата. За 3 мм крайна фреза е около 1,5 мм, но за довършване все пак е по-добре да се вземе дълбочина, равна на четвърт от диаметъра на режещия инструмент.

В крайните фрези потапянето е най-вредно за инструмента, така че се предпочита бавна скорост на навлизане в детайла. Обикновено за алуминий задайте скоростта на потапяне на 150 mm/min. Ако планирате да се потопите на по-голяма дълбочина, тогава е по-добре да пробиете дупка на това място с помощта на пробивна машина. Когато потъвате в началото на профил, най-добре е първо да отидете до материала (като направите фрезата хоризонтално движение, когато оста z се спуска или нагоре).

При рязане на метал вибрацията на детайла е основният проблем, който трябва да бъде решен. У дома можете да използвате различни методи за фиксиране, вариращи от скоби до специална вакуумна маса. Независимо кой метод на затягане или закрепване се използва, уверете се, че той изобщо няма да се движи и че скобата (винтове, скоба) е възможно най-близо до среза.

Нека обобщим

Въз основа на горното можете да подчертаете следните точки, като си спомните коя ще стане много по-лесна за фрезоване на метал:

Не бързайте. По-добре е да отделите повече време за обработка, отколкото да убиете планина от скъпи инструменти и да развалите повече от един детайл.
Използвайте карбидни фрези. Те ще служат много дълго време при правилно избрани условия на рязане. И е препоръчително да купувате фрези от надеждни производители и в специализирани магазини.
Използвайте фрези с по-малък диаметър. По-добре е да направите повече проходи и да получите красива кройка, отколкото да премахнете килограм алуминий с едно рязане, да изхвърлите "изгорелия" инструмент и да видите скъсаните ръбове на детайла.
Не изпадайте в параноя при почистването на точките на срязване Не е необходимо да стоите с четка или прахосмукачка над обработвания детайл, достатъчно е просто да измиете всички отпадъци в края или да ги съберете с магнит (ако това е феромагнитен материал).
Смажете работния инструмент с мъгла от охлаждаща течност. Ефектът "мъгла" се постига с помощта на специален фитинг на тръбата за подаване на течност.
Не забавяйте подаването твърде много. Ако подаването е твърде бавно, фрезата, вместо да реже материала, започва да се търка в него и да се нагрява много, което води до прегряване на инструмента и точката на топене на реза (ако детайлът е направен от ниско топене материал).
Ако вашите метални машини нямат достатъчно бързо подаване, използвайте по-малко проходи и увеличете диаметъра на фрезата.

Режими на фрезоване на алуминий и неговите сплави

Както всички знаят, основните параметри за рязане са скоростта на шпиндела и скоростта на подаване. Диаметърът на фрезата се избира въз основа на два параметъра - ширина и дълбочина на обработка. Ширината на изрязването или ширината на прохода обикновено се изчислява по време на разработването на чертежа и директно зависи от размера на детайла или полето за обработка. Ако на CNC се фрезоват едновременно повече от един детайл, обработващата ширина се увеличава в кратно на размера на детайла.

Ето данните за фрезоване на алуминий и неговите сплави: