Обработка сосны на чпу

Обновлено: 15.09.2024

Обработка дерева хитрости и тонкости

Перечисли - будет как ликбез, в общем, пригодится.
А если кто-то возьмется статью написать по обработке дерева с описанием выбора режимов и всякими тонкостями - то можно и медальку заработать .

Все проще чем кажется.
Стоит уточнить какие операции возможно делать углубляясь фрезой больше режущей части - это только торцевание и не более того. Т.е. это когда нам нужно отрезать кусок от материала
При этом фреза должна входить в материал и выводиться из него за пределами заготовки, если не вывести за пределы будет тот самый эффект от трения.
На твердых породах дерева (как пример дуб, ясень, палисандр) нужно торцевать только попутным направлением. При этом фреза на доли втягивается в материал, как следствие эффект трения не проявляется. При этом не стоит крепежом задавливать отрезную часть материала. Вообще стараться крепить так чтобы материал не сдвинулся (ща те кто занимается металлообработкой хмыкнули с улыбкой), деревяшка вообще ровной не бывает, а закрепить ее на портальнике еще то удовольствие. При сырой и не досушенной заготовке можно увидеть как ее ведет при фрезеровании.
Можно еще попробовать делать карманы углубляясь больше режущей части, но в углах будут проблемы с подгоранием. При остальных операция вы просто сломаете фрезу.
И еще при резке смолистых пород дерева на фрезу налипает эта самая смола со стружкой, вот она подгорает очень сильно. После смолистых пород отмываю фрезу ацетоном.

По режимам особо сказать нечего, из личного опыта:
Шпиндель маленький HSD 3kW. Рассчитываю подачу на зуб 0.2 мм.
vf (m/min): Минутная подача стола
z: Обозначение пластины
fz (mm/tooth): Подача на зуб
n (min-1): Частота вращения
vf=fz*z*n

Я режу твердосплавом китайским и тайваньским.
В основном в работе фреза D6мм прямая спиральная.
Конечно еще использую 12мм со стружколомом, 6mm со стружколомом (бестолковая фреза), D6 глубиной реж. части 70мм (тоже отвратительная фреза, заглубление не более 1мм иначе звенит), D4, D19, D3
Фрезы конические: V90, V120, V105 разных диаметров.
Прямая с шаром на конце: D10, D6, D8, D32
Куча конических с скруглением на конце.
Много профильных фрез, их так не опишешь.
Тайваньские служат значительно дольше китайских, это проверенно.
Это к тому, когда спрашивают какие фрезы мне купить для начала

При черновой глубина максимум 4 мм на мдф, 3мм бук, 2-3 твердые породы. Шпиндель жалею
Вообще нужно слушать и смотреть, как фреза режет, по звуку и по стружке можно понять что делать с режимом.
Еще имеет значение направление реза, по волокнам или поперек. Часто слышу от разных мастеров что нужно резать всегда по волокнам, или поперек. Я так однозначно не скажу на каждом материале, с учетом изделия смотреть нужно. А вообще если есть сомнения и попробовать возможности нет, то реж под 45 градусов.

Материал отдельная большая тема, но могу сказать, что ненавижу резать ильм (карагач, вяз, берест), я так к нему и не смог приноровиться, все в ворсе, на фрезу наматывается вообщем очень плохо. Тут может, кто, что дельное подскажет.

Еще могу рассказать какими стратегиями при обработке люблю пользоваться, но это уж если кому будет интересно. Итак кучу текста вывалил.
На статью конечно не тянет, но возможно что-то полезное будет.

vladimir74 писал(а): Еще могу рассказать какими стратегиями при обработке люблю пользоваться, но это уж если кому будет интересно.

Интересно!
А перекрытие за проход сколько на все 100% или меньше? Если скажем нам надо карман выбрать?

Все, имеем профит!

Много вижу в интернете роликов по фрезеровке за один проход, но мне так не нравиться и жесткость моего станка не позволяет делать чистые поверхности, а заниматься шлифовкой и резкой я не люблю. Хотя иногда приходиться делать и за один проход, время экономит сильно.
Вообще много чего в интернете показывают, тот же раскрой за один проход. Был у меня сосед с 6kw (или вообще 12, но здоровая башка,) HSD шпинделем тоже кроил мдф и ламинат за проход на 10м/мин, в итоге за 2 года подшипники на шпинделе убил.

Часто происходят сколы. Остаётся лохматость. Какие параметры больше подходят??

режь под углом 5-8 градусов и какую фрезу используешь?

черновая по Z 2LX 6мм растром вдоль волокон
получистовая 3d 2qx 3мм либо 1мм
чистовая(или доработка) конус гравер 0,2 30 градусов с шагом 25-30% или шар 1мм
в зависимости от размеров рельефа

Сосна,по определению,очень хреновый материал для всякой обработки.Особенно у нас в Нск.Практически вся сосна строительная,низкосортная.Есть сосна ангарская - она получше.Кедр - для резьбы самое удачное решение.
Как вариант можно черновую делать с мизерным заглублением(но это долго).

Все замечания и нравоучения носят исключительно юмористический характер.Ни коим образом не затрагивают честь и достоинство собеседника облезлого Кота с форточки.

Кто людям помогает - тот тратит время зря.

Хорошими делами прославиться нельзя.

5-8 градусов это,как я понял,наклон растра(в арткаме задаётся).
Есть ещё хитрости с тангентальным и радиальным спилом. но это перебор.
Скорость: черновая 3-5м/мин,чистовая 1-3м/мин.Но это очень индивидуально.
Материал ещё надо подбирать не сильно слоистый.не сильно смолистый.без свилеватостей(на сосне это смерть для изделия).
А что за изделие,можно полюбопытствовать?

Прикрепленные изображения

Кто людям помогает - тот тратит время зря.

Хорошими делами прославиться нельзя.

Прикрепленные изображения

Сосна,по определению,очень хреновый материал для всякой обработки.Особенно у нас в Нск.Практически вся сосна строительная,низкосортная.Есть сосна ангарская - она получше.Кедр - для резьбы самое удачное решение.
Как вариант можно черновую делать с мизерным заглублением(но это долго).

Мне тоже раньше говорили, что из сосны у меня ничего не получится.
Как говорил мой знакомый столяр: "В былые времена из сосны делали только задние стенки ящиков письменного стола".

На днях решил попробовать сосну, как черновой вариант (а потом в помойку) - получилось очень даже по-чистовому!
Углубление в основании шкатулки резал поперёк волокн.
На шероховатость крышки прошу не обращать внимание, после шлифовки и повторной лакировки должно быть нормально.

Тарелка из сосны, возможна берёза)

Берёза - то, что надо! Только вот коробит её сильно со временем.
И режимы резания совсем другие. Материал твёрдый, приходится и заглубление поменьше делать и скорость подачи уменьшать.

Часто происходят сколы. Остаётся лохматость. Какие параметры больше подходят??

в твоем случае, обрисовываешь контур и внутри контура по спирали. встречка. полукруглик. скорость . какова глубина зареза? и чистовая 1,5 мм то глубина после черновой (припуск оставь 0,5-1 мм) 6-8 м/мин.

внутри контура делал растром, попробую спиралью. что значит "полукруглик."??
черновая: 20000 об/мин, раб. подача 20мм/сек, подача врезания 6мм/сек,глубина слоя 2,8мм, припуск 1мм
чистовая: 15000-18000 об/мин, подача 20+-10мм/сек, подача врезания 6+-4мм/сек
6-8 м/мин не многовато.

Резьба под 3-5 гр. -полезен и при обработке неворсистых материалов (тот же дюраль, думал все об этом знают). Попробуйте после чистовой обработки (можно с большим шагом для ускорения процесса) полить сосну цапон-лаком (сохнет минут пять и ворс поднимает), а затем повторить обработку (я даже не заглубляюсь при повторном проходе).

Знаю технику безопасности как свои три пальца.Эксперт - это существо, которое перестало мыслить, ибо оно знает!В мире еще много граблей, на которые не ступала нога человека.
Пожалуйста! Исправляйте мои глупые ошибки (но оставьте мои умные ошибки)!

черновая по Z 2LX 6мм растром вдоль волокон
получистовая 3d 2qx 3мм либо 1мм
чистовая(или доработка) конус гравер 0,2 30 градусов с шагом 25-30% или шар 1мм
в зависимости от размеров рельефа

да ладно вам, сейчас резал фанеру шикарной итальянской одноперой фрезой (убитой правда), менять на новую (убивать на фанере) не хочется, уговорил на МДФ-ворс небольшой хотя раздражает (снимается пальцем, шкуркой в два касания шлифмашинки-у клиента притензий нет). Можно и фанеру порезать, но проблема в деньгах (поверьте подберу и инструмент и режимы, но реально раза в три дороже). Будут красить, ворс встанет и там и там (окраска глухая-фактура дерева не важна), собьют шлифовкой и польют еще одним-двумя слоями.

Чтоб не множить темы, оч интересуюсь у практиков возможно ли резать доску (сосна) фрезой d6 с заглублением 8 мм, и какую скорость можно развить? очень нужна информация для предварительного расчета себестоимости и принятия решения по покупке станка.

Бук еще офигенно резется, дороговат только.

Пытаюсь резать по дереву, качество не нравится. Сделала себе сегодня для ясности таблицу резов на сосне - встречное / попутное, 3 скорости (10, 15 и 20 мм/ сек), для 3 фрез (двухзаходная и A1FLX322 + AA1LX317). Ну и проблемы стали очевидны:

1) лохмушки. Про двухзаходную даже речи нет, там одни клочья, но и у двух однозаходных тоже не фонтан. Получается, что встречный рез на сосне всегда чище. Но сильно много это не дает, вторую сторону все равно надо как-то надо обрабатывать же. Может, есть фрезы, которые чисто режут обе стороны?

2) вторая проблема - на скруглениях получаются углы. Это у всех трех фрез так (но у двухперой чуть поглаже). Причем до сегодняшнего дня думала, что это из-за волокон дерева, а когда посмотрела на одинаковые углы на разных участках доски, вижу, что причина в чем-то другом. Что это может быть?

Прикрепленные изображения

1) Сосна весьма неблагодарный материал для фрезерования из-за особенности структуры- чередование слоев мягкой и твердой древесины, соответственно присутствие мягких прослоек вынуждает обрабатывать её как можно более острым инструментом. А твердосплавный инструмент в силу микро-строения самогО твердого сплава( на самом деле он не сплавляется, а спекается из порошков) невозможно довести до такой степени остроты, как быстрорез. Посему я для обработки сосны выбрал бы хорошо "доведенный" быстрорез.

2) По профилю фрезы: роль здесь играет не столько количество режуших кромок, а их геометрия как в продольном, так и в поперечном направлении. Для мягких материалов предпочтительнее передний угол большего значения, а задний меньшего- т.е. более острый резец. А вот в продольном направлении выбор спиральных фрез не совсем удачен. Либо прямая режущая кромка, либо с обратным углом спирали( чтобы рез происходил "на материал") так называемые компрессионные( у вас как раз такая первая, Но вы фрезеровали ей на глубину, которая лежит еще в пределах прямой спирали- отсюда результат)

Вывод: Прямая одноперая затылованная фреза из быстрорежущей стали.

3) Углы на дугах никак не связанны с применяемым инструментом. Сказать однозначно почему не могу, по причине недостатка информации от вас( в чем рисовали вектор, в чем создавали УП и т.д.)
Однозначно одно: ваша кривая состоит не из дуг а из отрезков прямых, причем из небольшого числа отрезков По этому вопросу нужно разбираться.

ДАВНО ЖИВУ-ПРИВЫК УЖЕ.
Самый хороший учитель в жизни — опыт. Берет, правда, дорого, но объясняет доходчиво.
Ничто так не украшает человека, как дружба с собственной головой.
Работать надо не 12 часов, а головой. © Стив Джобс
Только тогда, когда ваши мечты будут сильнее ваших страхов — они начнут сбываться.
Любая достаточно развитая технология неотличима от волшебства (с) Артур Кларк

Многие думают что древесина простой в обработке материал из-за того, что этот материал намного мягче металла. В некотором смысле это правда, так как вы можете запрограммировать параметры резки дерева с гораздо более высокими скоростями подачи по сравнению с большинством металлов. Однако, с другой стороны, древесина обладает многими уникальными свойствами, которые необходимо учитывать, чтобы оптимизировать процесс резки для достижения максимальной эффективности. Кроме того существуют разные виды древесины разница в обработке которых огромна.

Виды древесины для обработки на ЧПУ

Существует 3 основные категории древесины для деревообработки: лиственная древесина, хвойная древесина и инженерная древесина.

Лиственных породы

Лиственное дерево — это покрытосеменное растение, чаще называемое широколиственным деревом. В качестве примера можно привести дуб, березу и клен. Эти виды деревьев часто используются для изготовления высококачественной мебели, настилов, напольных покрытий и строительных компонентов.

Хвойная древесина

Хвойная древесина — это хвойное дерево, иногда называемое голосеменным. Они обычно менее плотные, чем лиственные породы, и поэтому их легче обрабатывать. Не позволяйте названию ввести вас в заблуждение: некоторые сорта хвойной древесины тверже, чем лиственные. Именно по этой причине таблицы скоростей и подач для концевых фрез классифицируются по шкеле твердости Янке. Твердость по Янке — это модифицированная шкала твердости с тестом, специально разработанным для классификации типов древесины.

Хвойная древесина используется для изготовления мебели, но также может использоваться для изготовления дверей, оконных рам и бумажных изделий. Пара примеров — сосна и кедры. В таблице ниже перечислены 20 распространенных пород дерева с указанием их твердости по Янке.

Название:	Твердость по Янке:
Бальза	90
Бакай	350
Ива	360
Сосна	380
Тополь	430
Каштан	540
Сосна красная	560
Пихта	600
Береза	760
Ясень	850
Кедр	900
Вишня	950
Грецкий орех	1010
Бук	1300
Дуб	1360
Клен	1450
Яблоко	1730
Вишня бразильская	2350
Олива	2700
Палисандр	3170

Таблица 1: Твердость обыкновенной древесины по Янке

Инженерная древесина

Искусственная древесина или композитная древесина — это любой тип древесного волокна, частиц или прядей, скрепленных клеем или связующим веществом. Хотя некоторые из этих материалов легче обрабатывать, чем массив, клей, скрепляющий материал, может быть чрезвычайно абразивным. Это может вызвать преждевременный износ инструмента и создать трудности при обработке дерева с ЧПУ. Важно отметить, что некоторые виды инженерной древесины труднее обрабатывать, чем другие, особенно с большим количеством связующего материала. Эти типы должны быть запрограммированы с менее агрессивными скоростями и подачами. Например, древесноволокнистые плиты средней плотности (МДФ) труднее обрабатывать, чем фанеру, но намного легче, чем фенольные.

Пример древесноволокнистой плиты средней плотности

Одним из самых распространенных видов инженерной древесины является фанера. Под этим название скрывается довольно широкое разнообразие материалов.

Классификация фанеры

Фанера – листовой стройматериал, который изготавливается посредством склеивания и прессования нечетного количества слоев древесного шпона. Как материал для проведения работ строительно-отделочного направления фанера, пожалуй, самый популярный и востребованный. И это неудивительно, ведь лист фанеры характеризуется повышенными прочностными качествами, простотой обработки, длительным сроком эксплуатации и доступной стоимостью.

Но прежде, чем купить фанеру, стоит ознакомиться с ее классификацией и выбрать именно ту, что вам необходимо.

Марки, сорта, виды фанеры

Фанера, как и любой материал, должна соответствовать определенным требованиям ГОСТа. Согласно этим требованиям фанера классифицируется в зависимости от используемых клеевых составов, древесных пород, допустимых дефектов и пр.

Марки фанеры (степень водостойкости):

ФК – влагостойкая фанера. При производстве используется клеящий состав на карбомидных смолах. Оптимальна для проведения внутренних отделочных работ;

ФСФ –фанера повышенной водостойкости. При производстве используется клеящий состав на фенолформальдегидных смолах. Оптимальна для проведения как наружных отделочных работ, так и внутренних;

ФОФ или ламинированная –фанера повышенной влагостойкости. Покрывается высокопрочной бумагой (пленкой), которую тщательно пропитывают синтетической смолой. Оптимальна для уличных работ, в частности, организация опалубки и строительство;

ФБА – фанера неводостойкая.

Сорта фанеры:

Е (элита) – абсолютное отсутствие на поверхности дефектов, пятен, трещин и т.д.;

Первый (I)– допустимы минимальные дефекты и не более 3 здоровых червоточин на квадратный метр;

Второй (II)– допустимы небольшие дефекты и не более 10 здоровых червоточин на квадратный метр;

Третий (III) – допустимы некритичные дефекты и не более 10 червоточин диаметром не более 6 мм;

Четвертый (IV) – допустимы такие дефекты производства, как пятна масел, трещинки, металлические вкрапления и неограниченное количество червоточин.

Типы фанеры (механическая обработка):

НШ– шлифовка не проводилась;

Ш 1 – односторонняя шлифовка;

Ш 2 – двухсторонняя шлифовка.

Виды фанеры (древесные породы):

Березовая – главное преимущество – прочность. Оптимальна там, где на стройматериал будут оказываться повышенные нагрузки и давление;

Хвойная – главное преимущество – долговечность и малый вес;

Комбинированная– главное преимущество – цена. Фанера комбинированная по качественным показателям ближе к березовой, но гораздо дешевле.

Так же фанеру разделяют по назначению:

мебельная;
корабельная;
строительная;
авиационная;
опалубочная;
декоративная;
транспортная.

В принципе, мы рассмотрели основные моменты, по которым классифицируют фанерные листы. Обязательно учитывайте свойства материала в зависимости от сортов, марок и т.д., для того, чтобы не ошибиться в выборе.

По аналогии с фанерой есть классификации других типов инженерных древесин, таких как МДФ, ДСП, ОСБ и других. Прежде чем покупать тот или иной материал обязательно узнайте его свойства. Есть виды которые совершенно не годятся для обработки на ЧПУ, или их обработка чрезвычайно затратна из-за добавления разных добавок, таких как кварцевый песок.

Свойства древесины

Размер зерна

С технической точки зрения древесину можно считать природным композитным материалом, поскольку она состоит из прочных и гибких волокон целлюлозы, скрепленных более жесткой клееподобной матрицей, состоящей из лигнина и гемицеллюлозы. Если подумать с точки зрения строительства, целлюлозные волокна будут стальной арматурой, а бетон — лигнином и гемицеллюлозой. Древесина с крупными волокнами целлюлозы считается крупнозернистой (дуб и ясень). Древесина, имеющая более мелкое и меньшее количество волокон, считается мелкозернистой (сосна и клен). Мягкая древесина, как правило, мелкозернистая, и поэтому считается, что ее легче обрабатывать, поскольку в ней не так много прочных волокон, которые можно срезать. Важно отметить, что не все деревья лиственных пород крупнозернистые, а не все деревья хвойных пород мелкозернистые.

Упрощенная схема волокон, из которых состоит натуральная древесина

Содержание влаги

Влажность (MC) является одной из наиболее важных переменных, которые следует учитывать при обработке древесины. Чрезвычайно распространенной проблемой при строительстве чего-либо из дерева является его склонность к деформации. Изменчивость влажности воздуха неизбежно влияет на содержание влаги в древесине. Любое изменение содержания влаги (будь то увеличение или уменьшение) нарушит форму заготовки. Вот почему необходимо учитывать, какой влажности подвергается продукт в месте произрастания.

Равновесное содержание влаги

Равновесная влажность возникает, когда древесина достигает точки баланса влажности. Важно учитывать регион и область применения конечного продукта, чтобы перед обработкой можно было выбрать древесину с правильным содержанием влаги. Большинство видов плосковолокнистой древесины изменяют размер на 1% на каждые 4% изменения влажности. Направление искривлений зависит от ориентации зерна.

Как правило, потребность в мощности для работы возрастает с увеличением содержания влаги, в основном из-за скачка плотности. Плотность древесины увеличивается с ростом влажности. Дополнительная мощность может быть необходима для выталкивания более тяжелой стружки из зоны резания во время деревообработки с ЧПУ. Стоит отметить, что, как и синтетические полимеры, древесина является вязкоупругим материалом, который поглощает энергию по мере того, как становится более влажным. Пропорциональный предел его механических свойств усиливается с увеличением влаги.

При обработке одних пород древесины температура в зоне резания будет расти с увеличением влажности, а у других пород она будет снижаться. Избегайте быстрого износа инструмента, уменьшая подачу при обработке древесины с содержанием влаги выше 10%.

Изменение температуры — не единственная причина, по которой более высокое содержание влаги связано с быстрым износом инструмента. Влага в древесине связана не только с водой, но и со смолами, сахарами, маслами, крахмалами, алкалоидами и танинами, присутствующими в воде. Эти вещества особенно хорошо реагируют с быстрорежущей сталью и в меньшей степени с карбидом.

Сучки и их влияние на деревообработку с ЧПУ

Трещина на сучке после сушки

Особенности при обработки разных видов древесины на ЧПУ станке

Сосна

Сосна меньше всего подходит для обработки на фрезерном станке с ЧПУ. В ней много смолы, и ворс будет вызывать сложности при фрезеровке — будет много заусенцев и неровностей даже при маленьком снятии материала.

Отлично подойдет для изготовления мелких узоров, поскольку его структура очень плотная и содержит минимум ворса, поэтому практически не будет заусенцев. Для этого материала как никогда важна точность позиционирования станка, чтобы мелкие узоры получились максимально точные и ровные.

Клен и Ясень

Твердая древесина с четко выраженным рисунком, хорошо подходит для 3D и 2D обработки, для нее желательная мощность шпинделя нужна 3 кВт. Больше подходит для изготовления крупных поделок, их довольно трудно и долго гравировать, зато результат будет впечатляющим. У Клена будет меньше ворса.

На нем получаются очень четкие 3D картинки, он не слоится, можно фрезеровать как вдоль так и поперек волокон. Оптимальный шпиндель 3 кВт ( золотая середина). На более мощных шпинделях можно, но дороже оборудование. На 1.5 кв будет долго (но тоже можно).

Береза

Твердая порода, но сильно бахрамится, нужно делать дополнительную обработку (остальное см. как для Ясеня)

Груша

Очень хорошая 3D обработка из нее, даже шкурить не надо. По составу такая же как орех.

Ольха

Мягкая хрупкая, очень хорошо обрабатывается 2D. 3D — не очень хорошо, потому что могут отрываться какие то элементы.

Похож на ясень, клен и БУК, но с ним 3 D тяжело делать ( если не большое), потому что он скалывается вдоль волокон

Виды древесины. Глубина реза.

Максимальная глубина раза для разных видов дерева — Z = (X — коэффициент углубления)*(D — диаметр фрезы в миллиметрах)

В этой статье я не буду давать модели или описывать как их создать, а опишу поэтапное создание часов из сосны. В одной из групп "В Контакте" у меня возник спор с одним из читателей, он утверждает что из сосны и хвои создаются только "не красивые" дешевые вещи, что работать с сосной трудно из-за пост обработки после фрезеровки, (убирать ворс, сглаживать сколы и т.д.) материал мягкий и не пригоден для создания нормальных красивых вещей. В чем то я с ним согласился, но не во всем, считаю что можно создать дешево и красиво, да придется потрудиться но все возможно. По этому, в появившееся свободное время, решил на примере создать часы из сосны, взяв за основу последний мой заказ часов из лиственницы (смотрим фото ниже). Делал их для компании, заказали сразу 5 шт. часов, в подарок, цена за штуку вышла в 8000 руб., размер часов 450х450х40 мм, вес 2700 гр. Сейчас же, в этой статье, я постараюсь воссоздать эти же часы, но удешевив их за счет материала. Посмотрим что из этого выйдет. :) Чувствую себя иллюзионистом )))))))))))))))))

Читайте также: