Image Message Author Date Reply

Опыт эксплуатации станка. Инструмент. Режимы резания. Управляющие программы.

alex 23.08.2018 16:23:47
Обработка акрила.

Задача: изготовить адаптер для монтажа видеорегистратора на нестандартный кронштейн. Производство детали снято на видео

Выбор материала. Критерии: прочен, эстетичен, может быть обработан нашим станком. А главное - есть под рукой :) У меня под рукой оказался прозрачный акрил (оно же оргстекло, он же плексиглас) и стеклотекстолит. Выбираю акрил, т.к. он более эстетичен и продукты его обработки не представляют угрозы организму. Напоминаю, что мелкодисперсная пыль от стеклотекстолита считается канцерогенной и опасной для дыхательных путей. Работайте с ним осторожно!

Модель. На первом рисунке модель изделия. Размер 46*32*6 мм. Изделие должно иметь отверстия, пазы, карманы.

Рекомендация: постарайтесь подыскать заготовку нужной толщины или спроектировать изделие под толщину заготовки. Это избавит вас от необходимости лицевого фрезерования, для которого наш станок не очень приспособлен. В комплекте патрона - цанга на 1/8" или 3.175 мм. Фрезой такого диаметра снимать материал придется долго. Даже если прикупить цангу 6 мм (максимальный диаметр для ER11), и соответствующую фрезу, достичь приемлемой эстетичности поверхности вряд ли удастся.

Выбор инструмента. Критерии: способен к обработке выбранного материала, обеспечивает заданную геометрию и размеры. И опять же - есть в наличии :) Модель не имеет сложных трехмерных поверхностей. Поэтому для её изготовления подойдет концевая фреза с плоским наконечником (flat end mill). В моем арсенале есть фрезы 3.175mm, 2mm и 1mm. Первая идея: черновой проход и обрезка фрезой 3.175mm а потом, где необходимо - чистовой проход 1mm. Совершил тестовое фрезерование фрезой 3.175mm - нормально. Потом 1 mm - тоже нормально. Но разработка управляющей программы под смену инструмента даже для такого несложного изделия оказалась не такой уж элементарной задачей. Есть и простой вариант - повторить все операции, ранее созданные для 3.175mm, и для 1mm. Но тогда основное время второго прохода будет потрачено на фрезерование воздуха. А если не хочешь, чтобы во время чистового прохода фреза месила воздух - разбирайся со всеми тонкостями своей CAM-программы и будь готов к ручному исправлению её ошибок. Есть еще одна проблема: смена инструмента в ручном режиме требует изрядной аккуратности в повторном выставлении нулевой точки, а это неизбежно хотя бы для оси Z. Правда я некоторые свои фрезы оборудовал пластиковыми ограничительными кольцами, равноудаленными от наконечника фрезы, чего и вам советую. На всякий случай решил "пройтись" фрезой 2mm и получил отличный результат. Она уступает 3.175mm в производительности при фрезеровании карманов, но зато освобождает от необходимости 2-го прохода для исправления внутренних углов. Для моих целей скругление радиусом 1mm оказалось вполне приемлемым.

Режимы обработки. Скажу сразу: акрил - не самый простой материал для фрезерования на станках класса "хобби". Из-за своей неопытности и беспечности я потерял на нем не одну фрезу. Главная его проблема - сильный нагрев в зоне резания и низкая температура плавления. Что обычно происходит при неправильном подборе режима? Фреза плавит материал и вязнет в нем. Дальше - её поломка. Иллюстрация такой ситуации - на последней картинке. Весь неудачный процесс - на видео

Предупреждение: если вы увидели, что стружка не разбрасывается во все стороны, а налипает на фрезу - сразу аварийно прерывайте операцию!

Рекомендация: Установите большую красную кнопку "Стоп" на корпусе станка. Она штатно подключается к GRBL-контроллеру вашего станка.

Так какой же режим надо выбрать? Рассмотрим теорию. Нагрев возникает от трения и механического воздействия на структуру материала. Естественно, что чем выше скорость вращения фрезы - тем выше нагрев. Это значит, что обороты шпинделя надо выставлять минимально возможными. Для акрила рекомендуют от 4000 до 8000 об/мин., в зависимости от диаметра применяемых фрез. Для малого диаметра фрез сойдет скорость вращения штатного шпинделя CNC1310. Что еще влияет на перегрев? Невозможность отвода тепла! При фрезеровании без использования смазочно-охлаждающей жидкости, основной отвод тепла производится... через выброс перегретой стружки. Это значит, что вредно устанавливать большое заглубление. А сверление необходимо производить с периодическим извлечением сверла из отверстия. Также имеет значение форма выбрасываемой стружки. В нашем случае идеально - завитки диаметром ~0.5 - 1мм. Но ни в коем случае не "спагетти" - они намотаются на фрезу. Таким образом лучше применять однозаходную фрезу. Что еще может предотвратить перегрев? Быстрое перемещение зоны резания по обрабатываемой поверхности. Тогда материал успеет остыть до следующего прохода фрезы.

Резюме: для работы с акрилом следует держать минимальные обороты при малом заглублении и высокой скорости подачи. В моем случае идеально подошли параметры, приведенные ниже. НО!

Предупреждение: всегда экспериментируйте на тестовых болванках перед обработкой и будьте бдительны! В моей практике был случай, когда акрил из другой партии, внешне не отличимый от предыдущего, повел себя совсем не так, как я предполагал.

Параметры обработки
  • Обороты шпинделя: 8000
  • Скорость горизонтальной подачи: 1000мм/мин.
  • Скорость вертикальной подачи: 300мм/мин.
  • Максимальное заглубление: 0.25мм.
  • Инструмент: 2мм. однозаходная концевая фреза DJTOL N1LX3.212 (на сайте продавца)

Установка заготовки. Существует практика обработки мягких материалов, установленных на стол с помощью обычного двухстороннего скотча. Возможно, она имеет право на жизнь. Но в моем случае - неприемлема. Причина - использование в качестве прокладки безопасности (жертвенного столика) простого арголита. Это значит, что скотч придется прокладывать дважды, что снижает качество соединения. Да и сам арголит - не подходящий материал для скотча - с одной стороны он рифлёный. Так что лучше крепко прижмите заготовку зажимами или прикрутите болтами через специально проделанные в ней отверстия.

Рекомендация: При разработке управляющей программы не забудьте предусмотреть перемычки (переходы, мосты, табы) для всех операций, предполагающих отрезание части детали от заготовки. Это предотвратит заклинку фрезы или вылет куска материала.

Рекомендация: защитите движущиеся части станка от стружки - постелите под заготовку "жертвенный столик" таких размеров, чтобы он при любом положении стола нависал над краями станины.

Рекомендация: Тщательно проверьте управляющую траекторию на предмет пересечения ей опасных точек (крепежа, выступающих элементов станка) а также возможного выхода из рабочей зоны станка. Лучше всего это сделать с помощью программ-симуляторов рабочего процесса. Я использовал для этого GrblGru с применением разработанной мной модели станка. Я предполагал выложить эту модель и инструкцию по её установке для программы GrblGru на сайте. Но получилось еще лучше - разработчики этой программы предложили включить станок CNC1310 в реестр станков вместе с моей моделью. О выходе нового релиза я вам сообщу. Ну и прогоните управляющую программу вхолостую - без инструмента перед обработкой реального изделия.

alex 11.09.2018 9:50:10
Обработка алюминиевого сплава.

Задача: изготовить корпус для мощной LED-сборки. Производство детали снято на видео

Модель. На первом рисунке модель изделия. Размер 88*51*12 мм.

Особенности станка: прошу обратить внимание, что для этой работы использован альтернативный шпиндель "Windward S4225-B24" Я рассказывал о нем в разделе "Шпиндели" Коротко могу сказать, что он высокооборотистый и является настоящим шпинделем, а не моторчиком от ручной дрели с патроном под фрезу. Но он, к сожалению, дорогой и требует доработки cnc1310 для установки.

Режимы обработки. Установка высокоскоростного шпинделя позволяет подойти к процессу фрезерования с профессиональной точки зрения. А именно - выбирать режимы обработки не методом тыка, а по общепринятым таблицам.

Среднестатистические табличные режимы обработки алюминия таковы.

  • обороты шпинделя: 15000 - 25000 об/мин.;
  • подача: от 700 мм/мин
  • шаг по глубине: 0.2 - 0.5 мм
  • желательно использование смазочно-охлаждающей жидкости

Последний пункт повергает в уныние, т.к. станок покупался, как настольный, для использования в доме, а не в гараже и не в мастерской. Поэтому орошение комнаты маслянисто-жировой субстанцией не входило в мои планы. Однако рекомендация по СОЖ в большей мере касается долговечности фрез при массовой обработке. При моей производительности можно за износ фрез не беспокоиться. Еще ни одна не износилась, зато поломано уже больше 10 :)

Выбор инструмента. Модель предполагает выборку большого объема материала. Это наводит на мысль, что нужно использовать фрезу максимального диаметра там, где это возможно. И если даже она не обеспечивает необходимой точности - "добрать" материал по углам можно будет фрезами меньшего диаметра. Я имею 5мм концевую трехзаходную фрезу по алюминию. Для более мелких работ - 2мм однозаходную и 3.175 мм двухзаходную. Естественно, для 5мм фрезы нужна соответствующая цанга. Также требуется сверловка отверстий под резьбу М2. Значит понадобится сверло 1.6 - 1.7 мм.

Управляющие программы разработаны на ПО Fusion 360. Не все траектории мне полностью понятны и не все кажутся оптимальными. Иногда фреза при следующей операции месила воздух там, где объем был уже выбран предыдущей. Но пытаться создать идеальную УП для одноразовой операции - спорная цель. Однако с основной задачей Fusion 360, как всегда, справился - обеспечил изготовление детали по модели, удовлетворительного качества. Я не объединял операции с одним инструментом в одну программу. Это целесообразно делать, когда вы уверены в безупречности разработанного процесса обработки. В противном случае лучше иметь паузы для оценки результата каждой операции, состояния инструмента, станка, блоков питания и т.п.

Рекомендация: перед производством ответственной детали, создайте прототип из дешевого материала. Это позволит выявить ошибки в модели и предотвратить лишние затраты. Я использовал дерево. Кроме того, создайте УП для тестирования режимов обработки реального материала. Модель можно сделать минимального размера и испытать режимы на обрезках материала. Я тестировал на обрезках строительного алюминиевого уголка.

Ошибки. В процессе изготовления детали была сломана фреза 2мм. и сверло 1.6мм. Момент поломки фрезы я не видел, т.к. отвлекся и понял только по изменившемуся звуку. Причина мне не ясна, но режим был опасный - обрезка детали. Фреза была уже углублена в материал приблизительно на 5-6 мм. Возможная причина - фреза не специальная по алюминию, а универсальная. Момент поломки сверла и видел и мог бы предотвратить, не понадеявшись на авось, а просто нажав кнопку "Пауза". Я видел, как пучок стружки намотался на сверло и при следующем заходе он, видимо, создал дополнительное сопротивление сверлению. К тому же сверло было не для алюминия, а для текстолита. Значит следовало выбрать для него наиболее щадящий режим.

Резюме: Станок cnc1310 возможно эффективно для изготовления изделий из алюминиевых сплавов толщиной до 12 мм при наличии хорошего шпинделя.

Приемлемые режимы фрезеровки:

  • скорость вращения шпинделя: 24000 об/мин.
  • скорость резания: 250 мм/мин.
  • шаг по глубине: 0.25 мм.

Фрезы, примененные для изготовления обсуждаемого изделия:

Режим сверловки надо устанавливать дополнительными опытами для каждого вида сверл. Обрезку по контуру следует проводить надежной фрезой и не гнаться за экономией материала.

alex 23.10.2018 14:09:18
Пример фрезеровки алюминия Д16Т (пластина 4мм). Фильмовый канал сканера 8мм кинопленки Для фрезеровки использовались фрезы концевые однозаходные, диаметром 1 мм (для отверстий) и 1.5мм все остальное * Резал слоем 0.1мм с подачей 100мм/мин. * Для 1.5мм фрезы обороты 6800 (установка в GRBL Spindle=200); * Для 1мм фрезы обороты 9000 (установка в GRBL Spindle=350); * Фаски сделаны конической бор-фрезой (на той же подаче и оборотах 6000) С повышением подачи и увеличением оборотов с однозаходной фрезой сильно растут вибрации, остановился на этих настройках для более-менее спокойного реза Смазка - водный мыльный раствор зубной щеткой Пробовал резать однозаходной фрезой 2мм, вибрации существенные. Станок стоковый (с концевыми датчиками), жертвенный стол 8мм, чтобы уменьшить вылет фрезы. Облой счищен надфилем (кое-где фаски надфилем сделаны) Сама по себе точность фрезеровки довольно высокая, не сравнится с пластиково-дюралевым CNC 1610 vsv123 07.10.2018 19:39:56
Привет! Очень интересный опыт! Но мне кажется, что фреза 1.5 мм - слишком маленькая для такой детали. Но если изделие получилось таким, как задумывалось - отлично. Какими еще СОЖ приходилось пользоваться? Я слышал, сто WD40 делает чудеса. Но сам работал по алюминию только раз - когда понадобилось фрезеровать отверстие 42 мм. в детали самого станка (для установки нового шпинделя). Работал новым шпинделем на оборотах 24000 плоской 3-хзаходной фрезой 5 мм. Заглубление 0.1 мм, Подача где-то 100 мм/мин. Без СОЖ. Качество обработки мне весьма понравилось. P.S. Если ты прошьешь GRBL прошивкой 1.1 - сможешь задавать обороты шпинделя в абсолютных единицах (предварительно выставив в настройках параметры шпинделя). alex 07.10.2018 21:40:06
На счет фрезы 1.5мм, согласен маловата. Нужна двух или трехзаходная чтобы более-менее нормально можно было резать бОльшим диаметром. Однозаходная диаметром 1мм очень хорошо режет любые отверстия, и без смазки. В качестве СОЖ так же пробовал бытовое машинное масло, масло для велосипедной цепи (более вязкое), жидкое силиконовое. Разницы особой не заметил, разве что масло для велосипедной цепи сильно не растекается и не разбрызгивается. Силиконовая смазка показалось что хуже ведет себя чем машинное масло vsv123 07.10.2018 22:22:17
Этот сайт туповат для быстрого обмена информацией. :( Пусть служит местом для выкладывания готовых результатов. Для обсуждений я открыл тему про cnc1310 на cnc-club: http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=146&t=20248 alex 07.10.2018 22:58:57
Page 1 of 1