Чпу вырезка по дереву

Фрезеровка по дереву

Фрезеровка дерева на станках с ЧПУ производится следующим образом: заготовка устанавливается на рабочий стол фрезера, задается начало координат и после этого станок начинает свое движение и фрезой производит обработку материала.

В самом простом варианте фрезерный станок с ЧПУ имеет возможность перемещаться по трем координатам:

Для более сложных задач могут использоваться станки, которые имеют большее количество степеней свободы, некоторые могут поворачивать шпиндель с фрезой, другие поворачивают сам стол, на котором находится заготовка. Увеличение степеней свободы (4-х или 5-ти координатные фрезерные ЧПУ) приводит к тому, что на станке могут быть обработаны детали более сложной формы и имеющие обратные уклоны. Однако в некоторых случаях возможно производство изделий с обратными уклонами и на 3-х координатном станке, для этого деталь либо разбивают на части и после обработки собирают, либо переворачивают её на столе и обрабатывают за несколько раз.

Трехкоординатный ЧПУ фрезер

Четвертая координата на ЧПУ фрезере

Пятая координата на ЧПУ фрезере

Виды фрезеровки

ЧПУ фрезеровка может проходить в одной плоскости – вырезка из листа и гравировка, либо быть объемной – 3D фрезеровка по дереву. Если первый процесс обычно проходит с применением одного инструмента, то второй делится на несколько стадий: от черновой до финишной обработки.

Под каждый из этапов подбирается необходимый инструмент, который обеспечит наименее длительный процесс обработки, но в тоже время не допустит ухудшения качества поверхности будущего изделия. На этапе черновой обработки выбирается фреза большего диаметра, способная за один проход снять большое количество материала, именно на этом этапе снимается большее количество дерева. Программа для черновой обработки пишется с некоторым запасом по линейным размерам, это позволяет оставить минимальное количество материала, для дальнейшей чистовой обработки. Чистовая обработка проходит более мелкой фрезой с низкой скоростью, чтобы обеспечить необходимую шероховатость поверхности.

Черновая обработка

Чистовая обработка

Виды обработки для сравнения

Опилки при фрезеровке

Процесс обработки дерева связан с образованием большого количества опилок и пыли. Древесная пыль очень легкая и быстро поднимается в воздух, постепенно оседая на всех окружающих предметах. Для удаления этой пыли на станках с ЧПУ используют специальные аспирационные системы, которые убирают пыль в момент её появления. Остатки пыли удаляются оператором вручную с помощью специального пылесоса. При резке на большую глубину или при гравировке, стружка в узком пазу может скапливаться и дополнительно перегревать фрезу, для этого такую обработку рекомендуется проводить за несколько проходов с удалением стружки после каждого.

Ворсистость древесины Существуют и нюансы, связанные со структурой самого дерева. Т.к. древесина состоит из очень мелких волокон, то при фрезеровке некоторая их часть распушается, на поверхности образуется ворс. Этот ворс достаточно сложно убрать, а иногда он даже может испортить всё изделия, особенно ярко это выражено при работе с мягкими породами дерева (ольха, липа, сосна). Его обработка осуществляется вручную, изделие до нужной шероховатости доводит моделист. Тоже самое и с годичными кольцами дерева. Подбор инструмента также зависит от породы дерева. В целом гораздо проще работать с твердыми породами дерева такими как дуб, бук, ясень. Изделия из них получаются более долговечными.

Источник

Особенности деревообработки на станках с ЧПУ

Технология резьбы по дереву с использованием станков с ЧПУ позволяет создавать уникальные вещи любой сложности. Процесс полностью автоматизирован, что делает возможным не только производство единичных изделий, но и серийное производство.

Принцип работы ЧПУ станка

Работа на деревообрабатывающем станке с ЧПУ проходит в несколько этапов. В первую очередь оператор подготавливает устройство к работе, загружает в память станка чертеж и закрепляет материал на рабочем столе. После этого запускается обработка, то есть на поверхность материала фрезой, которой мотором устройства придается крутящий момент, с помощью вращательных движений начинает наноситься заданный программой рисунок.

Шпиндель, представляющий собой вал из металла, с участием которого фиксируется рабочий инструмент станка, крепится при этом к движущемуся порталу. Оператор машины вводит команды, а станок осуществляет движение в существующей трехмерной координатной плоскости, контролируемой осями X, Y и Z. Фреза при движении соприкасается с поверхностью древесины и срезает слои материала в заданных направлениях.

• X-Z структура Немецкие ШВП, круглые прецизионные направляющие
• Y-структура Немецкие ШВП (шарико-винтовые пары), квадратные рельсовые направляющие
• Количество оборотов шпинделя 11000 об./мин
• Мощность шпинделя 2,2 кВт
• Осей 3
• Охлаждение шпинделя Водяное
• Рабочая скорость, мм/мин 6,000 мм/мин
• Рабочее поле 600 x 900 x 150 мм
• Разрешение/Точность 0.003125 мм /0.025 мм
• Формат файла G code
• Цанговый патрон ER20
• Максимальная скорость перемещения, мм/мин 10,000
• Интерфейсы USB 2.2

Управление станком производится с помощью специальных программ, которые преобразовывают команды, отданные компьютером, в механические, предназначенные для выполнения электромотором устройства.

В зависимости от полноты комплектации, способа производства и применяемых методов станки с ЧПУ, предназначенные для деревообработки, могут быть разделены на несколько групп.

В зависимости от того, как расположен шпиндель:

• Горизонтальные. Они предназначены для работы с крупными изделиями. Во время работы детали особым образом крепятся под рабочим порталом, что позволяет исключить деформацию материала.
• Вертикальные. Наиболее популярный тип деревообрабатывающих станков. Устройства предназначены для обработки мелких деталей и нанесения на изделия тончайших узоров.

• Неподвижные. В этом случае шпиндель устройства перемещается по заданной траектории, обеспечивая хороший обзор обрабатываемой детали.
• Подвижные. В станках такого типа рабочий стол передвигается в заданной координатной сетке.

Также станки могут различаться в зависимости от уровней направления:

• Позиционные. Программа в этом случае задает исключительно конечные координаты ключевых точек.
• Контурные. Программы описывают траекторию рабочего инструмента.
• Комбинированные. Сочетают в себе две указанные выше категории, что используется в станках многопрофильного типа.
• Многоконтурные системы. Предназначены для выполнения разнонаправленных работ повышенного уровня сложности.

Деревообработка на станках с ЧПУ отличается многопрофильностью и имеет многоцелевую направленность. Вмешательство оператора во время работы станка минимально.

Высокая производительность и скорость обработки деталей (более 5 000 оборотов минуту) позволяет пользовать такие станки не только в мелкосерийном производстве, но и при производстве крупных партий изделий на предприятиях. Наличие устройства, отвечающего за повороты, и комплекта ножей (фрез), предназначенных для выполнения разных движений, позволяет создавать узоры любой сложности.

Также преимуществом деревообрабатывающих станков является наличие встроенной системы самоочистки, что дает возможность избежать порчи изделий из-за попадания стружки и пыли в борозды и стыки деталей.

Виды резьбы по дереву на ЧПУ-станках

Существует несколько разновидностей резьбы по дереву на станках с ЧПУ:

1. Плосковыемчатая (на ровной поверхности). Подходит для обработки материала с гладкой поверхностью, в том числе и обычных досок. Рисунок в этом случае создается с помощью техники вырезания углублений и выемок в соответствии с рисунком, заранее созданном и загруженном в память устройства. Резьба может быть контурной или геометрической.

• Контурная. Наиболее простая технология, которая используется для нанесения резьбы на посуду, мебельные фасады, наличники и т. д. Применяется в случае необходимости создания несложных узоров.
• Геометрическая. Рисунки, нанесенные на древесину этим способом, кажутся сложными, но фактически состоят из простых фигур, которые, пересекая друг друга заданным способом, образуют сложный рисунок.

1. Плоскорельефная. Резьба этого вида выполняется в одной плоскости и требует максимально возможной точности. Современные технологии, используемые в работе станков с ЧПУ, позволяют свести вероятность ошибок при нанесении этого вида резьбы к минимуму.
2. Рельефная. Наиболее популярный вид обработки, который часто применяется при декорировании предметов интерьера. С помощью рельефной резьбы создаются барельефы и горельефы.
3. Скульптурная резьба. Способ применяется при создании иконостасов и деталей храмового интерьера. Технология позволяет выполнить резьбу с предельной точностью.
4. Прорезная (ажурная). В этом случае на поверхность изделия наносятся сквозные отверстия, которые в совокупности формируют красивый узор. Технология используется для создания ваз, перегородок, панелей, перил и др.

• X, Y, Z структура Немецкие ШВП (шарико-винтовые пары)
• Двигатели привода Шаговые двигатели
• Код управления G code
• Макс. скорость обработки, мм/мин 4000
• Максимальная скорость 6000
• Максимальная скорость вращения шпинделя (об/мин) 24000
• Мощность шпинделя 2,2 кВт
• Осей 3
• Охлаждение шпинделя Водяное
• Рабочее поле 600 x 1000 x 150 мм
• Управление DSP A11 (Digital Signal Processor)
• Цанговый патрон ER16 (до 12мм)
• Интерфейсы USB 2.2

Как выполнять резьбу по дереву на ЧПУ-станке?

Правила построения рисунков

Создание рисунков для работы на станках с ЧПУ предполагает наличие различных нюансов, как технических, так и художественно-композиционных.

С технической стороны рисунок должен соответствовать возможности его нанесения с помощью гравировки. К примеру, выбранный фон не должен быть слишком маленьким для фрез концевой цилиндрической формы, а линии резьбы центрального типа не могут быть слишком большими.

Если на поверхность требуется нанести прорезные элементы – их части не должны быть избыточно тонкими и выступать за пределы общего рельефа, так как это может привести к возникновению сколов.

Для увеличения скорости обработки рисунок следует составить таким образом, чтобы при его нанесении на поверхность использовалось минимальное количество фрез, то есть смена ножей должна происходить нечасто.

Создание векторных моделей

После разработки рисунка, необходимо перевести его в векторную модель. Процедура проходит с помощью программы CorelDRAW, которая отличается огромным набором инструментов, позволяющим создавать векторные изображения.

При переводе рисунка в вектор или при его создании в указанной программе необходимо учитывать, что он обязан целиком состоять из непрерывных, то есть замкнутых элементов (векторов), которые в совокупности должны создавать иллюзию целостности картины. Векторные элементы не могут пересекаться и касаться друг друга. Недопустимо, чтобы линии среднего типа на расстояние до 1 мм доходили до точки пересечения.

Используемые фрезы

Качество используемых фрез играет огромное значение в деревообработке. Недостаточно качественные фрезы подвержены ускоренному износу, могут не соответствовать заявленной геометрии инструмента, провоцировать сколы и деформацию обрабатываемого материала.

В работе используются фрезы следующих типов:

• Гравировальные (от 30 до 60, 90 или 120 градусов).
• Концевые фрезы цилиндрической формы. Отличаются наличием плоского основания с диаметром от 1 до 8 мм.

С помощью гравировальных фрез создаются боковые стенки резьбы с наклоном, срединные линии, лепестки и т. д. Концевые фрезы предназначены для создания фона и обрезки по контуру.

Создание управляющей программы

После того как векторный рисунок создан, его необходимо экспортировать в формат Adobe Illustrator. После этого в программе ArtCAMPro создается новая модель с заданными вводными параметрами (высотой, широтой и разрешением).

Так как очень часто рисунок, который должен быть нанесен на поверхность, состоит из множества элементов, создаваемых с помощью разных методик гравировки, изображение раскладывается по слоям. Также этот прием позволяет быстро менять вводные данные при необходимости, в том числе подачу врезания, плоскость безопасности и т. д.

Каждому слою при этом присваивается собственное имя и описывается траектория движения рабочего инструмента и другие параметры.

• Операционные системы Windows 2000/XP
• Электропитание 220В ± 10% 50HZ
• Размеры, мм 1850 x 1950

Источник