Выбор режущего инструмента и параметров фрезерования декоративных элементов мебели

ВЫБОР РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА И ПАРАМЕТРОВ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ДЕКОРАТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕБЕЛИ

SELECTION OF CUTTING TOOLS AND OPTIONS MILLING DECORATIVE ELEMENT FURNITURE

Грибанов А. А. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ) Gribanov A. A. (Voronezh State Academy of Forestry and Technologies, Voronezh,

Russia)

В статье рассматривается проблема выбора режущего инструмента для фрезерования декоративных элементов мебели

The problem of the choice of cutting tools for cutting decorative pieces of furniture

Ключевые слова: декоративный элемент мебели, режущий инструмент, фрезерование

Key words: decorative piece of furniture, cutting tools, milling

Для создания декоративных элементов современной мебели фрезерованием существует множество программных средств и инструментов. Выбор режущего инструмента и задание его параметров, а также скорости подачи и обороты шпинделя фрезерной головки в САМ могут значительно отличаться. Рассмотрим в данной статье особенности процесса фрезерования, режущий инструмент и параметры резания.

Технологический процесс фрезерования один из основных способов обработки материалов резанием [1]. Фрезами обрабатывают плоские и криволинейные поверхности, разнообразные пазы, канавки, шлицы, зубья шестерен, резьбы и многое другое. Наиболее часто на фрезерных станках обрабатывают корпусные и плоскостные детали декоративных элементов мебели. Несмотря на огромное разнообразие форм и размеров, общим для всех этих деталей являются значительные по размерам плоские обрабатываемые поверхности. При фрезеровании плоских поверхностей требуется, прежде всего, обеспечить правильную форму поверхности, которая оговаривается на чертеже в виде допускаемых отклонений от плоскостности и прямолинейности.

Различают два основных вида фрезерования: тангенциальное, при котором режущие лезвия вращающегося цилиндрического инструмента образуют обработанную поверхность параллельно оси его вращения, и радиальное, когда лезвия вращающегося инструмента образуют обработанную поверхность перпендикулярно к оси его вращения [2]. Скоростью резания и (м/мин) называется окружная скорость наиболее удаленных от оси вращения инструмента точек режущего лезвия. Она определяется по формуле 1

и = п- D • n/1000,

где D - диаметр окружности вращения режущего лезвия (в частном случае - диаметр фрезы), мм; n - частота вращения инструмента, об/мин.

Рассчитанное значение скорости подачи режущего инструмента и обороты шпинделя фрезерной головки задаются в САМ программе в меню задания параметров обработки, как, например, на рисунке 1.

Рисунок 1 - Задание параметров обработки в AlphaCAM

Наиболее распространенным режущим инструментом, применяемым для обработки на фрезерных станках с ЧПУ заготовок широкой номенклатуры, являются концевые фрезы. При обработке тонких плоских заготовок следует применять праворежущие фрезы с левой спиралью и леворежущие с правой спиралью, так как осевая составляющая усилия резания прижимает заготовку к столу станка, улучшая условия обработки. Для уменьшения вибрации при обработке зубья фрезы располагают несимметрично. Жесткость режущей части фрезы можно повысить, увеличив сечение сердечника либо применив конический сердечник. Для сохранения жесткости фрезы при значительном вылете и небольшой длине режущей части предусматривается усилительный конус. При обработке наклонных стенок применяют различного вида конические концевые фрезы, параметры которых определяются конфигурацией декоративного элемента мебели. Концевые радиусные фрезы используют при обработке пространственных поверхностей методом строчечного фрезерования. Выбор режущего инструмента для выполнения операции на фрезерном станке с ЧПУ производится поэтапно. Вначале задают виды инструментов, необходимых для обработки. Затем определяют технологические параметры каждого вида инструмента: материал режущей части, углы заточки режущих кромок, количество зубьев и пр. На заключительном этапе выбирают конструктивные параметры режущего инструмента: диаметр фрезы, длину режущей части, вылет фрезы, радиус заточки торца фрезы, наклон спирали, направление спирали (правая, левая), расположение зубьев (равномерное, неравномерное), сечение сердечника (цилиндрическое, коническое) и пр. Материал, геометрию режущей части и число зубьев фрезы выбирают по нормативам, которые применяют для определения параметров режущего инструмента, используемого на станках с ЧПУ. Современные CAM программы представляют широкий выбор по заданию параметров режущих инструментов. Пример их выбора в программах AlphaCAM и Gemma представлен на рисунках 1 и 2.

Tools (C:\LICOMDAT\rtools.alp) IS

3 XÎ X - *

1 - CA.Arfools.alp Name Number | Offset Type I Diameter | Radius... л

Ш-Cl Inch Ball End -10mrn 23 23 Ball 10.0 5.0

+ _| Metric (Calculated Speeds) Ball End-20mm 24 24 Ball 20.0 10.0

+ 1 Metric [Fined Speeds! Ball End - 2mm 21 21 Ball 2.0 1.0

Ball End - 5mm 22 22 Ball 5.0 2.5

Bull Nose - 10mm x 1.5mm ... 13 13 Bull 10.0 1.5

Bull Nose - 20mm x 2mm rad 14 14 Bull 20.0 2.0

Bull Nose - 5mm x 1 mm rad 12 12 Bull 5.0 1.0

Drill-10mm 33 33 Drill 10.0 118.0

Drill-20mm 34 34 Drill 20.0 118.0

ihiubm 31 31 Drill 2.0 118.0

Drill - 5mm 32 32 Drill 5.0 118.0

Dummy ball 0 0 Ball 0.0 0.0

Dummy bull 0 0 Bull 0.0 0.0

Dummy drill 0 0 Drill 0.0 118.0

Dummy flat 0 0 Flat 0.0 0.0

Flat -10mm 3 3 Flat 10.0 0.0

Flat -12 mm + holder 1 1 Flat 12.0 0.0

Flat - 20mm 4 4 Flat 20.0 0.0

Flat - 2mm 1 1 Flat 2.0 0.0

FUt - Pimm ? ? Flat 5 n n n V

< >

Рисунок 2 - Выбор инструмента в AlphaCAM

Рисунок 3 - Задание параметров инструмента в Gemma

Параметры режущего инструмента определяют технологические параметры фрезерования декоративных элементов мебели и учитываются в расчетах.

Список использованных источников

1. Петровский В.С. Автоматизация технологических процессов и производств в деревообрабатывающей отрасли [Текст]: учебник / В. С. Петровский, А. Д. Данилов; М-во образования и науки РФ, ГОУ ВПО «ВГЛТА». - Воронеж, 2010.

2. Хайдер А. Аббас Мохаммед, Петровский В. С., Грибанов А. А. Исследование и разработка процесса фрезерования декоративных элементов мебели на станках с ЧПУ // Научно-практический и методологический журнал ФЭС.- №2 (51).- С. 53-55.