Скорость вращения фрезы по дереву

Скорость вращения фрезы по дереву

Существует разные типы ручных фрезеров, однако самым используемым и универсальным можно назвать ручной погружной фрезер, про работу которым, и написано ниже. Пластичное, совершенное по своей эстетичности дерево и универсальный ручной фрезер. Это сочетание позволяет получать изделия практически любых форм — от самых простых в виде прямых плоскостей, до самых сложных, подходящих скорее произведениям искусства, чем утилитарным вещам. Работа ручным фрезером по дереву представляет возможность в полной мере насладиться творчеством, создавая оригинальные, эксклюзивные изделия.

Виды работ выполняемых фрезером

Фрезерование пазов, канавок, четвертей и прочих углублений в заготовке, которые могут располагаться как вдоль, так и поперек слоев, быть открытыми (выходить на кромку) или закрытыми. За некоторыми исключениями эти формы выполняют определенные конструктивные функции — чаше всего образуют разъемные и неразъемных соединения.

Фрезерование кромок — профилирование. Используется для производства погонажных профильных изделий (карнизов, плинтусов, наличников, штапиков и т.п.), а также при оформлении интерьеров, изготовлении мебели и разного рода поделок. Эти элементы помимо функциональной несут и декоративную нагрузку.

Фрезерование сложных поверхностей и контуров при создании оригинальной мебели, эксклюзивных интерьеров и изготовлении изделий различного назначения, претендующих на художественную изысканность. При этом широко применяются шаблоны, позволяющие копировать повторяющиеся сложные формы с большой точностью, делая их практически полностью идентичными.

Фрезерование специальных элементов, несущих чисто функциональную нагрузку. Это пазы и отверстия под навесы и замки, шипы и т.п. При серийном производстве эти элементы выполняются специализированными фрезерами (присадочными и пр.). Но в быту с ними вполне успешно справляются универсальные ручные фрезеры.

Фрезы

Чтобы придать изделию определенную форму, необходимо обеспечить точное позиционирование фрезы относительно заготовки в трех координатах. Положение инструмента в вертикальном положении обеспечивается механизмом погружения, который перемещает двигатель с фрезой по вертикальным направляющим станины и стопорит его в нужном положении по высоте.

Позиционирование в горизонтальной плоскости может обеспечиваться различными путями. С помощью направляющего подшипника, закрепляемого на фрезе, или направляющей втулки, крепящейся к опорной поверхности фрезера, а также множества специальных приспособлений, поставляемых с фрезерами и приобретаемыми самостоятельно или изготавливаемыми своими руками. Имеется большое количество руководств и рекомендаций, описывающих, как работать фрезером, используя эти приспособления, одно из них читайте здесь.

При использовании фрез с направляющим подшипником, последний катится по кромке обрабатываемой детали или шаблона, расположенного ниже или выше заготовки, обеспечивая таким образом определенное расстояние между фрезой и деталью. Фрезы, имеющие направляющий подшипник и обрабатывающие кромки деталей, называются кромочными. Они используются только для обработки краев заготовок. Существуют разные формы кромочных фрез.

Профильные фрезы (а и б) придают кромке различные фигурные профили, несущие декоративную нагрузку.

Конусная фреза (в) предназначена для скашивания кромки под углом 45°.

Калевочная фреза (г) используется для закругления кромок. Она формирует профиль в четверть окружности и бывает разного размера с радиусом круга 3-16 мм.

Дисковая фреза (д) вырезает в заготовке горизонтальный паз различной глубины и ширины.

Фальцевая фреза (е) используется для фрезерования четвертей, исполняющих самую различную функцию.

Галтельная фреза (ж) используется для получения галтелей на кромке. Ее используют для придания краям декоративности.

Фрезы без направляющих подшипников, называемые пазовыми, предназначены для обработки заготовки в любом месте. Их применение требует использования приспособлений (про фирменные и самодельные приспособления для ручного фрезера читайте здесь), обеспечивающих позиционирование фрезы в горизонтальной плоскости.

Прямоугольная пазовая фреза (а) является, пожалуй, наиболее используемой. Она применяется для фрезерования пазов, обеспечивающих соединение деталей — как неразъемное, так и разъемное.

Галтельная фреза (б) создает в заготовке полукруглые пазы или канавки, исполняющие часто декоративные функции.

V-образная фреза (в) образует паз со стенками, расположенными под углом в 45°. Если внедрить фрезу на большую глубину, получится паз с вертикальными краями. С помощью V-образной фрезы вырезают буквы и различные украшения.

Фреза "ласточкин хвост" (г) используется обычно в мебельном производстве при устройстве открытых и скрытых шиповых соединений.

Крепление фрезы в цанге фрезера

  • Фрезер укладывается набок.
  • Шпиндель фиксируется от проворота — в зависимости от конструкции фрезера, гаечным ключом или кнопкой-фиксатором.
  • Отпускается (если она навернута на цангу) или навертывается зажимная гайка цанги.
  • В зажимную цангу вставляется хвостовик фрезы до упора или, по крайней мере, на 20 мм.
  • С помощью гаечного ключа (если шпиндель фиксируется гаечным ключом, то потребуется второй ключ) затягивается зажимная гайка, шпиндель расстопоривается.

При отсутствии в цанге фрезы, зажимная гайка не должна затягиваться. Это может привести к повреждению цанги .

Установка глубины фрезерования

Операция выполняется в следующем порядке:

  • Фрезер устанавливается опорной поверхностью на обрабатываемую деталь.
  • Револьверный упор, который задает глубину погружения, устанавливается самым низким своим упором напротив торца ограничителя.
  • Освобождается винт стопорения ограничителя, в результате чего последний обретает способность свободно перемещаться в своих направляющих.
  • Осуществляется разблокировка механизма погружения (опускания) фрезера.
  • Двигатель медленно опускается вниз до касания фрезой детали.
  • Механизм опускания двигателя снова блокируется.
  • Ограничитель глубины опускается до касания самого низкого упора.
  • Ползунок ограничителя устанавливается на "0" шкалы погружения.
  • Ограничитель поднимается до того положения, при котором его ползунок показывает на шкале погружения то значение глубины фрезерования, которое требуется установить. Эту операцию можно осуществлять поднимая и опуская ограничитель рукой (грубая установка) или с помощью механизма тонкой настройки (точная установка).
  • Винт стопорения ограничителя зажимается, фиксируя ползунок в установленном положении.
  • Механизм погружения разблокируется, и фреза вместе с двигателем поднимается вверх.
Читайте также:  Всякие оригами из бумаги

Теперь, если опустить двигатель с фрезой в самое нижнее положение (до соприкосновения торца ограничителя с самым коротким штырем револьверного упора), фреза внедрится в заготовку на ту глубину, значение которой выставлено на шкале.

Если фрезеровка производится на большую глубину, ее нужно осуществлять поэтапно. Это делается с помощью поворота револьверного упора таким образом, чтобы ограничитель глубины во время первых проходов упирался вначале в более высокие упоры, и лишь в заключительном проходе — в самый низкий упор.

Выбор режима скорости вращения фрезы

На самом деле чистоту обрабатываемой поверхности определяет не скорость вращения фрезы, а линейная скорость перемещения режущей кромки относительно материала. Чем больше диаметр фрезы, тем выше линейная скорость. Поэтому при использовании фрез большого диаметра скорость вращения устанавливается меньше. Например, для фрезы диаметром 10 мм скорость должна быть от 20000 об/мин и выше, для фрезы диаметром 40 мм — 10000-12000 об/мин. Конкретные значения задаются в инструкциях по эксплуатации. Скорость вращения обуславливается также и твердостью обрабатываемого материала. Чем выше твердость, тем меньшим должно быть число оборотов фрезы.

После длительной работы на низких оборотах, фрезер следует включать на несколько минут на максимальных оборотах на холостом ходу для охлаждения двигателя .

Направление вращения фрезы

Фрезерование

Перед началом фрезерования должно быть выполнено следующее:

  • Закреплена фреза в цанге.
  • Установлено подходящее для данной работы число оборотов двигателя.
  • Настроена требуемая глубина фрезерования с помощью ограничителя погружения (при работе с погружными фрезами) или зафиксировано определенное значение вылета фрезы по отношению к подошве (при работе с кромочными фрезами).
  • Установлен направляющий подшипник или кольцо (при работе с кромочными фрезами) или иное приспособление, обеспечивающее необходимую траекторию фрезы. При этом должна задаваться оптимальная толщина среза — как правило, не более 3 мм.

Приемы работы ручным фрезером несколько различаются в зависимости от того, в каком режиме осуществляются работы. Но в любом случае фрезер устанавливается на основание — обрабатываемую деталь или вспомогательную поверхность. Направляющий элемент фрезера (подшипник, кольцо, кромка подошвы или иная поверхность) прижимается к направляющей кромке (детали, рейке или шаблону), после чего производится включение двигателя и начинается сначала погружение фрезы (если используется погружной режим), затем плавное равномерное движение фрезера по траектории, задаваемой направляющим элементом.

Основные меры безопасности при работе с фрезером

  • Крепление фрезы и настройку фрезера нужно осуществлять при выдернутом из розетки шнуре питания.
  • Работа ручным фрезером требует внимательности и концентрированности. При фрезеровании необходимо устойчиво стоять на ногах и прочно держать фрезер в руках. Нельзя работать, будучи усталым, рассеянным или нетрезвым. Это может привести к вырыванию фрезера из рук и серьезной травме.
  • Обрабатываемая деталь должна быть прочно закреплена, в противном случае ее может сорвать фрезой с места и бросить с большой силой и скоростью.
  • Во время соприкосновения фрезы с материалом, нужно быть особенно осторожным во избежание так называемого обратного удара — эффекта, когда фреза ударяет по материалу и получает ответный реактивный удар, могущий привести к вырыванию фрезера из рук, его поломке или травме. Чтобы обратного удара не произошло, нужно прочно держать фрезер в руках, надежно прижимать его к основанию и плавно перемещать инструмент. Толщина срезаемого слоя не должна быть слишком большой — не более 3 мм.
  • Одежда не должна иметь болтающихся элементов — таких, которые могут намотаться на фрезу.
  • Нужно избегать вдыхания мелкой пыли, возникающей при фрезеровании. Она вредна для легких. Пыль можно отсасывать пылесосом или можно пользоваться респиратором.

Почему быстро тупится фреза? От чего происходит обугливание обрабатываемого материала (ДСП, МДФ или дерева) после обработки фрезой? Почему горит фреза? Как предотвратить налипание смол на режущие кромки фрезы? Ответ на вышеперечисленные вопросы один – неправильно подобрана скорость (частота) вращения фрезы.

Читайте также:  Высота взрослой туи брабант

Современное фрезеровальное оборудование для обработки плитных материалов ЛДСП или МДФ оснащено двигателями, позволяющими достичь скорости вращения шпинделя свыше 20000 об/мин. С одной стороны это влияет на производительность оборудования, так как увеличивается скорость движения инструмента или скорость подачи заготовки. С другой стороны возрастает качество обработки: уменьшается вероятность поднятия ворса на МДФ, появления задиров на древесине и сколов на ламинированном ДСП.

По привычке, от незнания, или просто от лени, чтобы не забивать голову всевозможными инструкциями по эксплуатации, режимами обработки и прочими премудростями, скорость вращения фрезы устанавливается на максимальный уровень, на котором и производится обработка всех подряд материалов всеми имеющимися фрезами. В этом и кроется главная причина всех бед.

Дело в том, что при высокой скорости (частоте) вращения фрезы и низкой скорости подачи заготовки, режущая кромка фрезы большую часть времени работает вхолостую, и вместо того, чтобы срезать очередную стружку с обрабатываемого материала, она бесполезно трется об него. Всем известно, что происходит в результате трения – нагрев. Причем, чем выше скорость вращения фрезы, тем интенсивнее трение, и тем сильнее греется фреза.

Казалось бы, что тут особенного? Ну, греется. Если взять в ладонь, то рука терпит. А что металлу станет?! И все же…

Почему горит и быстро тупится фреза

Тепло, возникающее в результате трения резцов фрезы о материал, постепенно равномерно распределяется по всему ее корпусу. Поэтому, при кратковременной работе, нагрев практически не чувствуется. Однако в процессе обработки материалов именно на режущих кромках температура достигает максимальных уровней. И чем выше скорость вращения фрезы, тем сильнее трение и нагрев кромок.

Особенно это заметно на фрезах большого диаметра. Здесь линейная скорость перемещения внешней части режущей кромки относительно материала гораздо выше. В итоге, края фрезы накаляются и, после остывания, темнеют с сизым отливом, а это верный признак того, что металл был нагрет до той степени, при которой он начинает изменять свои свойства. Говоря научными терминами, в металле выгорает углеродистая составляющая, которая придает ему свойства жесткости. Если вспомнить каким мягким и податливым становится обычный гвоздь, побывавший в раскаленных углях печи или костра, то легко представить себе, какие новые свойства приобретет фреза в результате перегрева.

Стоит добавить, что при заточке фрезы, скорость вращения точильного круга или диска и степень нажима инструмента напрямую влияет на нагрев затачиваемых кромок. Если не использовать охлаждающую жидкость, то любой твердосплавный металл превратится в обычный кусок железа, способный деформироваться после небольшой нагрузки. Кстати говоря, именно поэтому рабочий ресурс фрез, сверл и пил после заточки значительно уменьшается.

Почему горит материал

Здесь все предельно ясно: в результате трения фрезы о материал образуется высокая температура, под действием которой древесина начинает выгорать. Чтобы предотвратить данное явление, необходимо уменьшить скорость (частоту) вращения фрезы и увеличить скорость подачи заготовки. Но выполнять эти действия следует при условии, что фреза сохранила свою заточку. В противном случае, нагрузка на нее, или силовой агрегат, значительно возрастет, что может привести к их поломке.

Налипание смол на фрезу

Во многих древесинах содержаться смолы. При изготовлении плитных древесных материалов, таких как ДСП и МДФ, в дополнении используют формальдегидные смолы. В процессе механической обработки этих материалов, разогретые трением, частички смол закипают, попадают на зубья режущего инструмента и, вместе с пылью, налипают на них. Обычно, это не вызывает существенных проблем, если режим подачи заготовки и скорость резания инструмента подобраны правильно. В противном случае, когда один из параметров рассчитан неправильно, завышена скорость вращения фрезы и обработка ведется на низкой скорости, на резцах инструмента появляется темный смоляной налет. Причем, чем сильнее это несоответствие, тем быстрее он образуется. При этом снижается качество обработки, на ламинированных поверхностях появляются сколы, древесина начинает гореть, инструмент получает дополнительную нагрузку, быстро перегревается и выходит из строя. Поэтому подбор частоты вращения фрезы и скорости подачи материалов является таким важным.

Кроме правильного расчета режима обработки материалов, необходимо уделить внимание уходу за режущим инструментом, то есть своевременно счищать образовавшийся смоляной налет, или смывать его обычной теплой водой.

Расчет скорости (частоты) вращения фрезы

Чтобы сделать правильный расчет скорости вращения фрезы и скорости ее движения необходимо учесть много факторов, в том числе физико-механические свойства материала и инструмента, глубину и ширину обработки и др.

С другой стороны, такие материалы как МДФ и ДСП обрабатываются намного легче, по сравнению, например с различными металлами. Поэтому за основу можно взять исключительно показатель качества обработки, то есть наличие шероховатостей, гребней, сколов и задиров на обработанной поверхности.

Читайте также:  Как приделать петли на дверь

Для более-менее качественной обработки древесно-стружечных ламинированных плит необходимо, чтобы величина подачи на один зуб фрезы (или по-простому, толщина стружки выходящей из под резца) составляла 0,05 – 0,15 мм. Таким образом, обычная двурезцовая фреза за оборот должна срезать 0,1 – 0,3 мм, а за 15000 оборотов – 1500 – 4500 мм. То есть скорость подачи материала на фрезу, при 15000 об/мин, должна составлять 1,5 – 4,5 м/мин, или 25 –75 мм/сек.

Если требуется произвести обработку на низкой скорости подачи, например, при работе ручным фрезером, то расчет скорости вращения фрезы можно сделать исходя из скорости движения фрезера, совершая вычисления в обратном порядке. Допустим, обработка материала ведется со скоростью 10 мм/сек, или 600 мм/мин. При величине подачи на один зуб равной 0,1 мм и работе двурезцовой фрезой необходимая скорость вращения фрезы составит 600/(0,1 × 2)=3000 об/мин.

Техника безопасности при работе с фрезами

Как правило, производители фрезеровального оборудования и инструмента прилагают к своей продукции инструкции по безопасности и указывают рекомендуемые режимы работы фрез. Ниже, в таблице, представлены безопасные параметры скорости вращения фрезы в зависимости от диаметра.

Диаметр фрезы, мм

Максимальная скорость вращения фрезы, об/мин

Основными параметрами задающими режимы резания являются:

-Частота вращения вала шпинделя (n)
-Скорость подачи (S)
-Глубина фрезерования за один проход

Требуемая частота вращения зависит от:

-Типа и характеристик используемого шпинделя
-Режущего инструмента
-Обрабатываемого материала

Частота вращения шпинделя вычисляется по следующей формуле:

D – Диаметр режущей части рабочего инструмента, мм
π – число Пи, 3.14
V – скорость резания (м/мин) — путь пройденный точкой (краем) режущей кромки фрезы в минуту.

Скорость резания (V) берется из справочных таблиц (См ниже).

Обращаем ваше внимание на то, что скорость подачи (S) и скорость резания (V) это не одно и то же.

При расчетах, для фрез малого диаметра значение частоты вращения шпинделя может получиться больше, чем количество оборотов, которое в состоянии обеспечить шпиндель. В данном случае за основу дальнейших расчетов величины (n) берется фактическая максимальная частота вращения шпинделя.

Скорость подачи (S) – скорость перемещения режущего инструмента (оси X/Y), вычисляется по формуле:

fz — подача на один зуб фрезы (мм)
z — количество зубьев фрезы
n — частота вращения шпинделя (об/мин)
Подача на зуб берется из справочных таблиц по обработке тех или иных материалов.

Таблица для расчета режимов резания:

После теоретических расчетов по формулам требуется подкорректировать значение скорости подачи. Необходимо учитывать жесткость станка. Для станков с высокой жесткостью и качеством механики значения скорости подачи выбираются ближе к максимальным расчетным. Для станков с низкой жесткостью следует выбрать меньшие значения скорости подачи.

Глубина фрезерования за один проход (ось Z) зависит от жесткости фрезы, длины режущей кромки и жесткости станка. Подбирается опытным путем, в ходе наблюдения за работой станка, постепенным увеличением глубины резания. Если при работе возникают посторонние вибрации, получаемый рез низкого качества – следует уменьшить глубину за проход и произвести коррекцию скорости подачи.

Скорость врезания по высоте (ось Z) следует выбирать примерно 1/3 – 1/5 от скорости подачи (S).

Краткие рекомендации по выбору фрез:

При выборе фрез нужно учитывать следующие их характеристики:
-Диаметр и рабочая длина. Геометрия фрезы.
-Угол заточки
-Количество режущих кромок
-Материал и качество изготовления фрезы.
Лучше всего отдавать предпочтение фрезам имеющих максимальный диаметр и минимальную длину для выполнении конкретного вида работ.

Короткая фреза большого диаметра обладает повышенной жесткостью, создает значительно меньше вибраций при интенсивной работе, позволяет добиться лучшего качества съема материала. Выбирая фрезу большого диаметра следует учитывать механические характеристики станка и мощность шпинделя, чтобы иметь возможность получить максимальную производительность при обработке.

Для обработки мягких материалов лучше использовать фрезы с острым углом заточки режущей кромки, для твердых – более тупой угол в диапазоне до 70-90 градусов.

Пластики и мягкие материалы лучше всего обрабатывать однозаходными фрезами. Древесину и фанеру – двухзаходными. Черные металлы – 3х/4х заходными.
Материал и качество фрезы определяют срок службы, качество реза и режимы. С фрезами низкого качества сложно добиться расчетных значений скорости подачи на практике.

Примерные режимы резания используемые на практике.

Данная таблица имеет ознакомительный характер. Более точные режимы обработки определяются исходя из качества фрез, вида станка, и др. Подбираются опытным путем.

Полезные ссылки:

Новинки:

Планшетные плоттеры (флюгерный, биговочный, осциллирующий, тангенциальный нож)

Normal 0 false false false RU X-NONE X-NONE

Ссылка на основную публикацию
Сколько электроэнергии потребляет конвектор в месяц
В холодное время года жители частных домов задумываются о комфортной температуре в помещении. Но среди множества отопительного оборудования тяжело выбрать...
Сколько стоит бильярдный шар
Помимо наборов шаров для бильярда, у нас можно приобрести и другие необходимые аксессуары и оборудование для игры: можете купить бильярдный...
Сколько стоит блендер редмонд
На сайте продавца доступен "Онлайн консультант".Для перехода на сайт нажмите "В магазин" На сайте продавца доступен бесплатный номер 8-800.Для перехода...
Сколько энергии потребляет чайник за одно кипячение
Потребление электрочайник зависит от: Мощности(бывает от 700 до 3000 Ватт), Объёма чайника, Кол-ва кипячений воды. Расчёты потребления Давайте возьмём чайник...
Adblock detector