Фрезы для чпу по дереву и по металлу

2 Лазерные фрезерно гравировальные станки

Одним из самых удобных в использовании при резке и гравировке материала является лазерный станок. Такое устройство имеет ряд преимуществ перед обычными станками с механическим воздействием на обрабатываемую деталь.

2.1 Принцип работы

После того как заготовка закрепляется на рабочем столе станка, происходит ее обработка (резка, гравировка) по заранее определенной схеме или программе на станках с ЧПУ.

Процесс гравировки по заранее заданной программе

Воздействие на материал производится лазерным лучом, имеющим очень высокую температуру, который прожигает насквозь или на определенную глубину заготовку.

Движение лазерной головки происходит в двух направлениях — продольном и поперечном с возможностью подъема/опускания по вертикали. Различные модификации имеют несколько вариантов перемещения лазерной головки:

вертикальном (в любом типе);
горизонтальном — продольно столу и поперечно по направляющим, которые находятся над ним;
горизонтальном — поперечно столу, а продольно передвигается сам стол;
горизонтальном — и поперечно и продольно передвигается только стол.

2.2 Разновидности лазерных головок

Твердотельная головка — разогрев происходит при помощи высоковольтных разрядных ламп, которые могут генерировать импульсную или постоянную энергию.

Лазерная головка гравировально-фрезеровочного станка

Головка с диодной накачкой — в ней, вместо разрядных ламп, используются светодиоды высокой мощности.

СО2 лазерная головка — наиболее используемая, так как позволяет работать практически с любым материалом.

2.3 Удобство использования

При работе такого станка, не нужно выполнять своими руками никакую ручную работу. Оператору необходимо лишь следить за выполнением заданной программы, и своевременно менять заготовки, убирая готовые детали своими руками.

При обработке материала лазером, отходов обработки практически не возникает. Использование предварительного планирования раскроя плоских поверхностей позволяет по максимуму использовать всю площадь заготовки, что также, удобно и экономно.

2.4 Достоинства

К таковым, в первую очередь, относится отсутствие механического воздействия на деталь, что позволяет проводить ее обработку своими руками с очень высокой точностью.

Гравировка или раскрой могут иметь абсолютно любую конфигурацию по готовому изделию. Буквы, узоры, изображения будут иметь вид четкого, хорошо просматривающегося рисунка, а при вырезании плоских конфигураций ограничений в сложности кривизны линии реза просто отсутствуют.

Присутствует экономный расход материала для будущих изделий за счет того, что однотипные фрагменты на большой поверхности можно расположить в оптимальном порядке при помощи специальных программ.

Поверхность изделия после лазерной резки не требует дополнительной обработки

Небольшой вес и скромные габариты станка, позволяют размещать оборудование без использования больших производственных площадей и специально подготовленного фундамента.

2.5 Универсальность

Такое оборудование позволяет производить обработку практически любого материала, начиная от мягких структур, таких как поролон или ткань, и заканчивая трудно поддающимися обработке металлами, таких как нержавейка.

При смене режимов работы, в зависимости от обрабатываемого материала, оборудование не требует проводить особых наладочных и тестовых процессов своими руками. Достаточно программно внести изменения и настольныи станок sd 3025 сделает перенастройку самостоятельно.

Виды оснастки для фрезерных станков с ЧПУ

В зависимости от того, какие заготовки обрабатываются, различают фрезы по дереву, пластику и по металлу. Их еще классифицируют по форме лезвий, сфере выполняемых задач, способу установки и принципу обработки.

Чаще всего для фрезерных работ используются такие виды инструмента:

спиральный – имеет винтообразную форму лезвий, применяется для раскроя, финишной доводки плоскости, изготовления пазов увеличенной глубины;
фасонный – нужен при изготовлении профилей (прямо-, или криволинейных), закругляет кромки, создает сложные выступы и углубления;
прямой – служит для чистовой обработки кромки и торца, обеспечивая точное формирование прямого угла;
сферический – для прямого фрезерования или под наклоном, это важно при создании закругленных выемок или уступов;
компрессионный – изменяющееся направление наклона режущей кромки, защищает поверхность от повреждения, гарантируя чистоту раскроя;
с V-образной оснасткой под силу узкая специализация: удобно выбирать материал из треугольных по форме углублений;
фреза для 3D обработки нужна для сложного профилирования рельефа, создания декоративного узора. Незаменима она для выполнения детализированной резьбы тонкого профиля, изготовления деталей трехмерного плана;
гравер нужен для обрезки элементов по контуру, изготовления художественных рельефов (двух-, трехмерных) из любых материалов.. Гравер

Гравер

На разных этапах обработки, используются оснастки определенного типа для черновой работы, обработки углов и кромок деталей, выборки углублений (пазов и канавок), чистовой и художественной обработки изделия.

3D-фрезеровка

Современные 3-6 осевые 3D станки с ЧПУ вывели такой способ обработки разных материалов на принципиально новый уровень. Сегодня нет деталей, которые не могут сделать такие станки. С их помощью делают даже скульптуры.

Самые важные моменты – правильный подбор фрез для разного материала и соответствующее ПО. На рынке есть как бесплатное ПО, в том числе с открытым кодом для возможной доработки, так и платные пакеты, созданные специально для изготовления конкретных деталей и задач.

Основные стандарты ПО: CAM System и система CAD

Возможности такого станка в деревообработке можно увидеть в следующем видео:

Типы фрез

В зависимости от формы инструмента, от его конструкции, приспособления подразделяются на несколько групп:

Концевая. Предназначена для фрезерования материала по любой оси. Для ЧПУ используются только алмазные приспособления. Своей формой они напоминают обыкновенные свёрла. Имеют две режущие кромки.
Торцевая. Отличается своей цилиндрической формой. На торцах расположены режущие элементы. Наиболее подходит для обработки ровных поверхностей.
Дисковая. Специальное приспособление для формирования пазов. С его помощью легко обрабатывать различные углубления. Такой инструмент способен выполнить несколько операций. Количество зависит от числа режущих кромок и их расположения.
Угловая. С её помощью осуществляется фрезерование кромок поверхности. Приспособление оснащено двумя режущими кромками. Каждая находится под определённым углом относительно другой.
Фасонная. Этот инструмент относится к группе оригинальных приспособлений, предназначенных для формирования поверхности очень сложной формы. Такая оснастка отличается высоким качеством. Она применяется для финишной обработки детали. После такой операции срез отличается идеальной чистотой.

Владеть знаниями о ЧПУ

Фрезерные, сверлильные и токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) принадлежат к оборудованию, на котором можно выполнять механическую обработку любого материала (речь идёт о пластике, графите, алюминии, меди, чугуне и стали, древесине) специальными инструментами – фрезами, сверлами и резцами. Опытный оператор станка, а также наладчик знает, что у материала режущей части инструмента твёрдость и прочность призвана быть выше, чем у обрабатываемой заготовки. Они подбирают сплав среди твердых и быстрорежущих, используется алмаз и минералокерамический компонент.

Квалифицированному специалисту известны формы и типы инструментов, сфера их применения, правила ухода за ними. Помимо горизонтальных и вертикальных типов станков, распространены и универсальные. На них обрабатывать сложные детали можно выполнять под нужным углом, с применением разных инструментов.

Быстро вращаясь, они способны обтачивать заготовки, разрезать их, раскраивать материал, сверлить отверстия, выполнять гравировку. И всеми процессами руководит программа блока ЧПУ.

Перемещения по осям (речь идет о портале и шпинделе) обеспечиваются тремя микрошаговыми двигателями. Вместе с инструментом, они составляют механический блок устройства. А вот управление производственными операциями осуществляет электронный блок. При помощи программного обеспечения происходит обработка графических файлов, которые стают векторными изображениями, переводятся в G-код.

Что такое фрезерная обработка

В принципе, ручную резьбу по дереву условно можно отнести к фрезерованию. Но есть четкое различие – фрезеровкой называют только те виды обработки, которые проводятся с помощью вращающейся фрезы на ручных или стационарных станках.

Если исключить другие простые приемы деревообработки – пиление, теску, строгание, сверление, то в деревообработке остаются два основных направления.

токарная обработка – резьба вращающейся детали для придания нужной формы диаметру детали;
фрезерование – формирование линейных (не радиальных), продольных форм.

Область применения фрезерованных деталей безгранична. Такие детали можно встретить во многих сложных современных изделиях. Операция достаточно трудоемкая, но иногда её нечем заменить. Литье или штамповка не даст точных размеров, или этими способами невозможно изготовить такие сложные форматы. Единственным способом остается фрезерование.

Заточка фрез

На сегодняшний день фрезы для фрезерного станка с ЧПУ обладают более высокой ценой, чем для обычных станков. Поэтому очень часто после долгого срока полезного использования данной режущей детали ее не покупают, а просто на просто затачивают.

Заточка фрезы алмазным кругом

Необходимо заметить, что совершить заточку стандартным оборудованием или в домашних условия почти нереально. Поэтому для того, чтобы на выходе у вас получилась качественно заточенная деталь необходимо обработать ее на специальном мини ЧПУ станке, имеющим Программное Управление.

Такие машины имеют достаточно узкую классификацию: для пальчиковой, угловой и дисковой фрезы.

Практический совет: если необходимого оборудования нет, то у вас есть два варианта действий:

Обратиться в специализированную контору.
Купить новую режущую деталь.

Металл

Для обработки металлов используют промышленные стационарные станки, в том числе с ЧПУ и ЧПУ 3D. Последние отличаются тем, что могут сделать деталь полностью за один раз. Если на простых станках приходится часто менять положение заготовки, или использовать разные станки, то современный станок ЧПУ 3D может вырезать деталь сразу, согласно заложенной программе. Выпускаются десятки разновидностей таких станков и сотни видов различных фрез.

Сталь

Прочный металл, когда требуется снять значительную толщину, это делается понемногу за несколько проходов. Изготовление одной сложной детали на станках ЧПУ 3D может занимать много времени.

Пример деталей, которые изготавливают на таких станках из стали и сплавов:

Мягкие металлы: алюминий, латунь

Алюминий, латунь, медь, бронза относятся к мягким металлам и сплавам. Обрабатываются таким же способом на тех же станках, что и сталь. Единственное отличие – выше скорость обработки, за один проход возможно снять более толстый слой, чем у стали. Меньше изнашиваются фрезы.

Титан

Обработка титана несколько отличается. Этот металл плохо поддается обработке. Из-за высокой химической активности титан налипает на резец, что тормозит работу и изнашивает фрезу. Титан плохо проводит и отводит тепло, потому место реза быстро перегревается. Этот металл режут с обязательно подачей СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость), иногда под давлением.

Керамогранит и мрамор

Эти материалы, кроме прочности, обладают высокими абразивными свойствами – способностью быстро стирать фрезу

Поэтому для их обработки важно использовать специальные фрезы:

поликристаллические алмазные;
прессованные (цельноспеченные) алмазные;
с алмазным напылением;
твердосплавные (никель, карбид вольфрама, кобальт).

Работа станка ЧПУ по камню:

Оргстекло

Относится к мягким материалам. Возможна обработка универсальными фрезами (дерево, пластик, оргстекло) или специальными. Главная проблема при резке – плавление материала и склонность к растрескиванию. Поэтому:

Фреза должна быть острой, тупая из-за сильного трения склонна к перегреву.
Требуется выбрать оптимальные обороты фрезы.
Чтобы избежать трещин, материал снимают тонкими слоями.

ЦСП (цементно-стружечная плита)

Этот материал не относится к отделочным. Иногда его применяют как внутристеновой в каркасном строительстве или как утеплитель на потолочных перекрытиях. Структура грубая и рыхлая. Поэтому при монтаже, фрезеровка ЦСП практически не требуется. Иногда в ЦСП вырезают монтажные ниши (круглые под электро розетки, включатели, прямоугольные под коммуникации и т.д). Для этого используются твердосплавные коронки на дрелях, диски по камню на УШМ, лобзики и пилки с алмазным напылением.

ЦСП фрезеруют во время производства на промышленных станках. Это один из этапов технологии. Как это происходит, можно увидеть на следующем видео:

Гипсокартон

Это мягкий материал. При монтаже фрезеруют ручным фрезером, а кромку срезают обычным рубанком по гипсокартону. Применяются любые фрезы, устойчивые к истиранию гипсом. В листах гипсокартона часто приходится делать длинную выборку (пазы) например, когда нужно утопить в них несущую планку. Так же требуется монтажные ниши и проемы под электрику, провода, коммуникации. Как фрезерует гипсокартон, полно и наглядно показано на следующем видео:

Выше описаны способы фрезерования в общих чертах, с некоторыми моментами. Узкая специализация каждой технологии несравнимо обширнее. Фрезерованию металла посвящены учебники и научные работы. Практические навыки работы с ручными фрезерами также изложены в многочисленных источниках. В целом, фрезерование – это вид обработки материалов, который позволяет сделать практически любую деталь, и без которого трудно представить современную цивилизацию.

Описание инструмента для ЧПУ

Как уже было сказано, фреза – это режущий инструмент, и устанавливается он в шпиндельную головку машины.

Весь процесс обработки осуществляется за счет вращения данного элемента, а именно: его кромка касается заготовки, после чего и удаляется часть обрабатываемого материала.

Типы фрез согласно особенностям обработки

Можно рассмотреть такие разновидности инструмента для станков с ЧПУ по форме и конструкции:

Концевая, благодаря ей можно осуществить фрезеровку материала по всем осям. Чаще всего это алмазные фрезы для ЧПУ. Их форма походит на обычное сверло и предусматривает пару режущих кромок.
Торцевая. Инструмент цилиндрической формы, режущие элементы которого находятся на торцах. Его целесообразно использовать для плоской обрабатываемой поверхности, например, для раскроя листовых материалов.
Дисковая. Такой вид предназначен специально для того, чтобы формировать пазы и различного рода углубления. Дисковая фреза мультизадачная: она может совершать несколько операций, их количество зависит от численности и расположения режущих кромок.
Угловая, которая служит для фрезеровки краев поверхности. Она имеет пару режущих кромок, расположенных под разным углом касательно одна другой.
Фасонная. Достаточно специфический инструмент, который используется для того, чтобы формировать поверхности сложных форм. Фасонные фрезы для ЧПУ обладают высокими качественными показателями, поскольку их используют при финишной обработке и рез получается максимально чистым.

Классификация фрез по сфере применения

Также необходимо классифицировать инструмент по областям, в которых он применяется. В основном применение фрез предполагает преследование определенных целей, особенно если приводить в пример промышленные машины.

Давайте рассмотрим следующую разновидность фрез для станков с ЧПУ в зависимости от сферы применения:

для черновой обработки. К такому виду фрезерования можно отнести снятие большого слоя материала, формирование начальной формы, резка или раскрой;
для высверливания канавок. Данные ЧПУ фрезы могут исполнять такие операции, как создание бороздок, пазов, выемок, впадин;
для точной работы в углах и кромках на верхней части заготовки;
для финишной (чистовой) обработки. Для этого чаще всего используется алмазная. Такой инструмент создает впадины разных форм и конфигураций. После этого остается лишь очистить деталь и удалить стружку;
для формирование различных художественных рисунков.

Типы фрез в зависимости от обрабатываемого материала

Одним из важных критериев при определении необходимой фрезы является материал, который планируется обрабатывать. Это влияет и на материал, из которого изготовлены режущие части, на конфигурацию, а также на технические качества.
Следует выделить такие типы профильного рабочего инструмента по обрабатываемому материалу:

для фрезеровки деревянных изделий;
для фрезеровки цветных и черных металлов;
для изготовления конструкций из пластика и других полимерных материалов.

Востребованные фрезы по дереву

Благодаря точности и скорости работы, на станках с программным управлением легко изготовлять деревянные заготовки со сложными контурами. Они затем применяются для производства предметов мебели, фасадов из древесины, лестниц, сувениров, накладок декоративных.

Этапы работы:

на первом этапе фреза по дереву совершает черновые проходы;
на втором – большой слой материала снимается цилиндрической фрезой с самоустанавливающимися ножами;
на третьем этапе выполняется чистовой проход концевой сферической или конусной фрезой, чтобы обеспечить чистоту поверхности.

Сферическая фреза

Работая по дереву на станках с ЧПУ, подбирают нужные фрезы для мягкой и твердой древесины, используя несколько их типов:

цилиндрическую;
галтельную;
радиусную;
фасонную;
шаровую;
кромочную;
конусную;
микрошиповую и типа кукуруза, она применяется для раскроя листовых материалов – текстолита, пластика, фанеры и стеклотекстолита.

Какие бы ни применялись фрезы по дереву, а также для обработки металла и других материалов, важно точно подобрать инструмент, правильно им пользоваться, следуя инструкции, а также бережно относиться. Тогда режущий инструмент, применяемый в станках с ЧПУ, послужит долго и с высокой производительностью

Классификация и применение концевых фрез

Как правило, концевые фрезы для ЧПУ, состоят из нескольких режущих кромок. В зависимости от числа ножей, инструмент называется одно-, двух-, трехзаходным.

Следует рассмотреть типы концевых фрез, при них стружка удаляется вверх:

Однозаходная – этот тип фрез незаменим для работы с пластиком, вязкими материалами на станках с ЧПУ малой мощности. Эти материалы имеют свойство плавиться и налипать. Благодаря единственной режущей кромке и снижению температуры в рабочей зоне, резание акрила, ПВХ проходит легко. В зависимости от того, под каким углом заострено лезвие, такой инструмент применим также для работы с деревом, пенопластом, алюминием и прочими цветными металлами.
Двухзаходная – фреза с двумя лезвиями необходима для фрезерования древесины, легких и неплавких материалов, пластика. Универсальные фрезы, имеющие две кромки и защитное покрытие, востребованы также для обработки практически любых металлов. Для алюминия целесообразно выбирать фрезу, имеющую осевой угол 45–55 градусов.
Трехзаходная и четырехзаходная – такие фрезы выбирают не так часто, но они понадобятся, когда резать приходится много, а инструмент садится очень быстро. Следует предпочесть трехзаходную со стружколомом, снимающую большие объемы стружки за один проход, при этом тупится она медленно. Специалисты ее применяют для скоростного раскроя ламината, фанеры, чернового фрезерования МДФ.
Однозаходная фреза со стружкой вниз – сфера ее применения: обработка тонких предметов, мастера режут за один раз по несколько листов материала. Подходит этот инструмент всем, особенно в случае отсутствия нормального прижима. Фрезы с нижним выбросом, усиливая давление сверху, хранят обрабатываемую деталь от сдвига.

Варьируя различными фрезами ЧПУ, легко выполнять самые разнообразные задачи по обработке материалов.

Обзор фрез для ЧПУ к шпинделю

Что представляют собой фрезерное оборудование?

Фрезерно-гравировальный станок по дереву состоит из следующих элементов:

Станины на массивном основании-платформе;
Опорной консоли;
Рабочей поверхности с направляющими, где устанавливаются заготовки для резьбы;
Шпинделей – металлических валов, на которых закрепляются фрезы;
Электрического привода;
Блока управления (ЧПУ);
Специальных инструментов — фрез – насадок, которые и режут древесину.

В зависимости от положения рабочей поверхности и шпинделей фрезерно-гравировальный станок по дереву относится к одному из основных классов.

Универсальные — имеют поворотный рабочий стол.
Горизонтально-фрезерные. Шпиндель расположен «лежа».
Широкоуниверсальные — имеют дополнительные головки.
Вертикально-фрезерные. Положение шпинделя — «стоя».
Широкоуниверсальные инструментальные. Основной стол закреплен вертикально, а шпиндельные узлы двигаются в поперечном направлении.
Бесконсольные. Стол и салазки передвигаются по направляющим станины, которая установлена на фундаментальную платформу.

Как работает гравировальный фрезер?

Деревянная заготовка прочно закрепляется на столе, а при необходимости перемещается по направляющим салазкам. Вращающаяся фреза, которую поддерживает специальный хобот, обрабатывает дерево, вытачивая нужную конфигурацию. Гравирование подразумевает нанесение надписи, рисунка или орнамента на поверхность детали

Важно, что главное движение — вращение фрезы, а перемещение закрепленной заготовки — подающее

Рассматриваемые машины могут обрабатывать как плоскостные заготовки, так и объемные детали. Для изготовления трехмерных изделий из дерева предназначены фрезерно-гравировальные 3D станки с ЧПУ.

Видео о работе станков

Некоторые модели станков можно доукомплектовать различными приспособлениями в зависимости от производственных задач. Например, дополнив конструкцию фрезерно-гравировального станка по дереву поворотной осью, можно фрезеровать тела вращения. Вторая режущая головка (электрошпиндель) позволить одновременно обрабатывать две одинаковые детали. Серводвигатель увеличит мощность и точность работы – а, следовательно, и производительность. Увеличение винтового хода по оси Z необходимо для фрезеровки на радиусных формах. Система аспирации, как пылесос, будет всасывать стружку, пыль и древесные отходы. На фрезерно-гравировальный станок по дереву можно дополнительно установить систему порционной смазки, которая автоматически смазывает направляющие и ШВП.

Видео самодельного оборудования

Выбирая фрезер, обратите внимание!

От жесткости и массы основания зависят стабильность и виброустойчивость функциональной части фрезерно-гравировального станка по дереву, а, значит, и точность обработки деталей. Поэтому производители часто делают станины из чугуна и подобных тяжелых сплавов. Основное правило: чем жестче – тем лучше.

Желательно, чтобы площадь рабочей зоны позволяла обрабатывать деталь единоразово, за одну установку. Чем меньше раз надо менять положение заготовки — тем выше общая скорость работы.

Шпиндель фрезерно-гравировального станка должен быть жестко закреплен и иметь не менее трех подшипников, которые препятствуют вибрации фрезы.

Направляющие и шариково-винтовые передачи должны быть с преднатягом.

Все координаты фрезерно-гравировального станка по дереву — строго перпендикулярны и параллельны.

Неподвижно крепить заготовку можно как с помощью ручных прихватов, так и специальными присосками или на вакуумном столе.

Однофазный или трехфазный. Если станок работает от 220 В, то нет необходимости в производственном помещении с трехфазной электросетью. Фрезер можно поставить и в небольшой бытовой мастерской с однофазной разводкой.

Для работы на фрезерно-гравировальном станке по дереву более удобно программное обеспечение с русским интерфейсом.

Чем обусловлена цена?

Стоимость и срок окупаемости фрезерно-гравировальных станков с ЧПУ для обработки дерева напрямую зависит от нескольких факторов:

размера рабочей поверхности;
количества настраиваемых параметров работы;
конструкции и типа направляющих;
материала опорной станины;
способа крепления заготовки: механического или вакуумного;
качества исполнения шпинделя и количества подшипников;
количества посредников в цепочке завод — конечный потребитель.

Каждый дополнительная функция увеличивает стоимость фрезерно-гравировального станка по дереву. Для избежания излишних трат надо точно определиться, какие именно работы будут выполняться на станке.

Какие отличительные особенности имеет станок ЧПУ по дереву фрезерно – гравировальный cutter?

Станки компании Cutter характеризуются надежной фиксацией фрез, быстрой скоростью их вращения. Обладают многофункциональностью, отличаются высокой производительностью. С их помощью возможны операции:

корпусной обработки заготовок;
расточки и сверления;
фрезерования с гравировкой.

Станок Cutter прост в управлении, обеспечивает высокую точность обработки и хорошую рабочую скорость. Т-слот обеспечивает усиленность конструкции, уменьшает вибрацию при эксплуатации. Габариты рабочего поля оптимальны для работы с заготовками (600×930 mm, 900×1200 mm). Рабочий шпиндель оснащен воздушным и жидкостным охлаждением, это дает возможность станку работать беспрерывно.

Нарезание резьбы и фрезерование выполняется одновременным движением в трёх плоскостях, при котором получаются красивые объёмные поверхности. Шпиндель допускает точность хода до сотых миллиметра.

Управлять таким станком можно с пульта станка, а также с использованием компьютерной программы.

Использование любого вида деревообрабатывающего оборудования намного облегчает труд при изготовлении деревянной продукции, обеспечивает высокое качество изделий.