Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Osnove CNC usmjeravanja: Toolpaths i Feeds 'n Brzine

Što je Router?

Prije rasprave ili korištenja CNC usmjerivača korisno je znati kako koristiti ručni usmjerivač. Vaš tipični usmjerivač ima motor (možda motor s promjenjivom brzinom), podešavanje visine (fiksni ili uron), i steznu čahuru, koja je konusna opruga koja pri komprimiranju stvara trenje potrebno za držanje alata za rezanje na mjestu.

Kada koristite nekompjuterizirani usmjerivač, vidite, čujete i osjetite kako alat može rezati s trenutnim haptičkim povratnim informacijama. Ako imate pristup jednom, pokrenite se s njim prije pokušaja stvaranja alata na računalu. Napravite brzu skicu na 12 ”x12” komad šperploče i koristite to-inčni komad da ga izrežete. Ako radite s fiksnom bazom (ne uranjanjem usmjerivača), svakako izbušite rupu od 3/8-inča kako biste mogli sigurno pokrenuti usmjerivač u materijalu. Postavite bit tako da ne reže više od 1/8 inča dubine po prolazu i osigurajte šperploču na vaš stol.Imajte na umu da korištenje bitova / dubine usmjerivača koji nije naveden može biti potencijalno opasno. Koristite malo manje od 3/8 inča i upotrijebite korak manje od radijusa bitova.

Počnite rezati u središtu svog oblika i radite u obliku spirale, što će pružiti podršku vašem usmjerivaču ako je vaš oblik veći od baze. Dok radite svoj put prema crtanim crtama, pokušajte napraviti kretanje u smjeru kazaljke na satu i suprotno od smjera kazaljke na satu i primijetite da jedan smjer pruža daleko veću kontrolu i točnost.

Što su Toolpaths?

Alatna staza je korisnički definirani kodirani put kojim slijedi alat za rezanje za strojni dio. Na zaslonu su prikazane linijama i krivinama koje predstavljaju putanju donjeg središta alata za rezanje. Džepni alati utiru površinu materijala, dok se alati za profilne trake skraćuju sve do kraja.

Džep

Proces koji je opisan u gornjem primjeru iz ruke, naziva se "pocket" toolpath. U svom prvom prolazu uklonit ćete sve unutar vaših linija na stalnu dubinu od 1/8 inča ispod površine. Ako želite ukloniti više od 1/8 inča jednostavno pauzirati nakon prvog prolaska, smanjiti bit, i ukloniti drugi proći 1/8 inča niže i tako dalje.

Pocket Toolpaths u RhinoCAM

Crvene linije su putne linije "pen up", gdje usmjerivač podiže rezač i putuje iznad površine materijala kako bi došao do sljedeće točke rezanja. Plava zasjenjena površina pokazuje gdje će materijal biti uklonjen.

Pocket Toolpaths u RhinoCAM

Profil

Ako želite izrezati svoj oblik umjesto uklanjanja materijala unutar linija, traka alata koju ćete koristiti će se zvati profil (ili kontura).

Profil putanje alata u RhinoCAM

Isječci alata za profile.

Većina CAM softvera pruža nevjerojatan broj kontrola i opcija u dijalogu toolpath-a. Nemojte se preplaviti i odvojite vrijeme za polagano kretanje kroz svaku karticu uzastopce i uvjerite se da razumijete sve opcije. Najvažniji pojmovi koje treba oduzeti od eksperimenta s ručnim usmjerivačem su: brzina vretena, brzina uvlačenja, step-down i step-over. U nastavku ćemo ih detaljnije obraditi.

Uspon i konvencionalni rezni rez

Standardni usmjerivač se vrti u smjeru kazaljke na satu. Da je ovo slijedilo lijevu stranu linije, to bi bio rez za uspon, ako bi slijedio desnu stranu linije, to bi bio konvencionalni pokret za rezanje.

Uspon vs konvencionalni rez

Glavna razlika između uspona i konvencionalnog rezanja jest kako se rezač ugrize u materijal. Konvencionalni rez se odbija od bita prema rezu, a rez za uspon pomiče bit. Rezanje uzbrdicom često se preferira kada se koristi CNC usmjerivač, jer uzrokuje manje kidanje zrna ili „tearout“. Međutim, rezanje uspona može biti opasno na ruteru koji se ne kontrolira, jer je komad teško kontrolirati rukom i može „otići“ „.

U gornjem primjeru iz ruke, spiralni uzorak u smjeru kazaljke na satu iznutra prema van bi također bio konvencionalni rez i pružio bi veću kontrolu jer imamo ograničenu snagu kada koristimo ručne alate. U stvari, mnoge knjige za obradu drveta odnose se na ovu metodu kao jedini siguran smjer za korištenje usmjerivača.

CNC usmjerivač će ipak pružiti bolji rez kada se koristi za rezanje uspona, osobito u masivnom drvu, jer će se time eliminirati mogućnost kidanja duž reznog vektora. Počevši od toga, ne brinite previše o tome. Općenito trebate odabrati opciju koja uključuje i "mješoviti", a softver će odabrati što će koristiti.

postavljanje alata

Postoje 4 glavne vrste uzoraka za flautu, kao i mnoge vrste specijalnih bitova.

  • Straight Flute - sjajno svugdje, pristojno uklanjanje čipa
  • Up Spiral - veliko uklanjanje čipova, može odrezati vrh tankog furnira kao što je završna šperploča
  • Down Spiral - Slabo uklanjanje čipa, bez trganja, sporiji protok
  • Kompresija - kombinacija spirale gore i dolje, sjajna svuda oko sebe, izvrsna za šperploče ili laminirane limove.

Svaki od ovih uzoraka ima svoje padove. Ako novac nije problem, a vi uglavnom rezate završnu ploču, zaista mi se sviđaju Freud 77-202 ili 77-204. Ravne flaute su također fantastične, jeftine i podcijenjene.

Granice 3D sadržaja

Potičem učenike da provode vrijeme s 2D rezovima prije nego što počnu koristiti pune 3D alate. Za to postoje brojni razlozi, ali najvažnije je da odvojite vrijeme za razumijevanje 2D obrade, što omogućuje puno bolje razumijevanje 3D parametara. Rado bih kasnije obradio 3D detaljnije, ali za sada želim razgovarati o granicama ograničenja.

Umjesto korištenja geometrije ili krivulja i linija kao primarnog izvora ulaznog signala, 3D putanja alata koristi površine koje se nazivaju "pogonske površine". Kako bi se postigao željeni ishod, često je potrebno koristiti granicu ograničenja. To je krivulja koja definira granice kretanja u x i y na površini pogona. Ključ za korištenje granica ograničenja je da moraju biti iznad vaše geometrije.

Obično pomičem model ispod u građevinsku ravninu prije pokretanja i stavljanja zadržavanja na CPlane.

Feedovi i brzine

Većina vretena (pojam za usmjerivač pričvršćen za vaš cnc usmjerivač) će ići od oko 7.000 o / min do 18.000 okr / min. Ta se brzina naziva "brzina vretena" i izravno je povezana s brzinom pomaka ili površinskom brzinom, što je većina strojeva sposobna raditi do oko 200ipm. Druge dvije varijable, step-down i step-over, moraju se držati tako da površina poprečnog presjeka, zahvaćena materijalom, nije veća od radijusa puta promjera bita. To je opće pravilo, ali to je dobra polazna točka za izračune brzine i hrane.

Rekapitulacija:

  • Brzina vretena - brzina vrtnje reznog alata u okretajima u minuti
  • Brzina punjenja - Brzina površine u središtu rotirajućeg alata
  • Korak dolje - udaljenost u smjeru z po prolazu da se rezni alat uroni u materijal
  • Prekoračenje - maksimalna udaljenost u smjeru x / y koju će rezni alat zahvatiti s neobrezanim materijalom

Izračunavanje feedova i brzina

U nastavku je formula za izračunavanje brzine feeda:

ChipLoad x CutterDiameter x NumberOfFlutes x SpindleSpeed ​​= FeedRate

Tamo gdje je čipna količina količina materijala izrezanog po zubu (napajanje po zubu). Brzina pomicanja je površinska brzina reznog alata u inčima po minuti, brzina vretena je brzina vrtnje reznog alata u okretajima u minuti, broj žlijebova i promjer rezača određuje vaš alat. U ovom slučaju oni su and inča i 2 flaute. Ovisno o veličini vašeg bita, chipload za šperploču je između 0.005 inča 0.01 inča po zubu. Za male bitove ispod 1/8 inča započnite s 0,005 i povećajte se s njega. Za bitove 1/4 inča i veće vjerojatno nećete ništa razbiti počevši od 0,01.

Veličina čipa ili hranjenja po zubu je vrlo važan faktor u strojnoj obradi, veći čipovi mogu izvući više topline. Manji čipovi su lakši za vaš stroj i alate, ali mogu uzrokovati previše topline. Želite napraviti čipove koji kad padnu padaju na pod, a ne postanu prašina koja ostaje u zraku.

Kada pokušavate usavršiti feedove i brzine s novim bitom, pogodite što bolje možete pomoću formule feedova i brzina i dodirnite bit čim prestane vrtjeti nakon nekoliko rezova (zapamtite: prvo sigurnost), Budi topao, možda malo vruć na dodir, ali ne bi trebao te spaliti. Ako je previše vruće, povećajte brzinu ili smanjite brzinu vretena. Pogledajte kvalitetu ruba nakon što je rez završen. Ako je valovita, to je alat koji brblja i trebali biste smanjiti brzinu uvlačenja ili povećati brzinu vretena.

Koristite i vaše uši, alat bi trebao zvučati dobro prilikom rezanja ... vjerujte svom crijevu.

Neki primjeri

Ako uključimo naše poznate varijable, dobivamo:

0,01 x 0,25 x 2 x 18000 = FeedRate = 90ipm

Imajući na umu da ne želimo gurnuti bit malo brže od otprilike 200 ipm, ako bismo htjeli upotrijebiti malo bita od 1/4 inča, mogli bismo riješiti brzinu vretena, a ne brzinu uvlačenja.

  • 0,01 x 0,5 x 4 x SpindleSpeed ​​= 200ipm
  • SpindleSpeed ​​= 10,000 o / min

Korisno je izraditi grafikon tako da možete brzo pronaći brojeve koje tražite. Dobro došli u grafikon mojih feedova i brzina.

Savjeti za obradu i trikovi

Step-Down i Bit Diameter

Svi ovi brojevi temelje se na padu radijusa i prijelazu promjera bita. Sa skupom čipova postavljenim na 0,01 moguće je odstupiti i preko promjera bita, ali to je apsolutni maksimum i samo kratki trenuci u rezu. Moguće je oštetiti vreteno tako da ga previše pritisnete, ne zaboravite uvijek podgrijati vreteno najmanje 10 minuta prije nego što napravite rez. Postoje neki skupi ležajevi koji će biti uništeni ako preskočite ovaj korak.

Luk od luka na profilu

Kada profil rezanje furnirana šperploča Volim koristiti kompresijski bit s tehnikom zvanom luk kože. Postoji mnogo različitih načina za programiranje bilo kojeg posla, ali ova metoda je hvataljka za male dijelove i dobar završni rub bez suze na vakuumskom stolu s kvačilom. Ideja je da se prvo spustite do razine, pa izrežite sve svoje dijelove do prvog koraka, zatim do drugog koraka i tako dalje, ostavljajući tanki sloj furnira na dnu svakog reza. Zatim, u zadnjem prolazu, izrežite tanku "lukastu kožu" od furnira koja je ostala. Budući da je količina koja je preostala toliko tanka, nudi malo otpora bitu i smanjuje mogućnost da se vaš dio kreće.

Ako sam rezanje 3/4 u šperploča to bi zapravo mjera negdje oko 0,72 inča, ja bih korak dolje dva puta, 0,34 po proći ostavljajući 0,04 inča plus 0,02 proboj za posljednji toolpath ukloniti. Budući da koračam gotovo 3/8 inča dok sam rezao cijelu širinu od 1/4 inča u svakom prolazu, morao bih smanjiti brzinu uvlačenja.

Sa 1/4 inča bit bih trebao biti koračni dolje 1/8 inča (radijus) prilikom izrade kontura rezati pomoću chipload od 0,01 inča. Ali želim upotrijebiti bit za kompresiju kako bih izbjegao bilo kakvu suzu na vrhu mog plahta, a taj komad nema spiralu spuštanja sve do otprilike 5/16 inča od gornje oštrice. Moram se spustiti na 3/8 inča. Budući da povećavam područje poprečnog presjeka bita koji se bavi materijalom, trebao bih smanjiti opterećenje čipa za isti iznos tako da bi novi čip bio 0,00333 i vratio novu brzinu feeda od 30ipm. Nakon malo eksperimentiranja otkrio sam da je chipload od 0.005inches na 18000rpm što rezultira u brzini feeda od 45ipm, što je optimalno za moje potrebe.

Eksperimentirajte sigurno

Nemojte se previše zanositi brojevima, koristite zdrav razum i vjerujte svom crijevu. Svaki komadić je malo drugačiji i postoji širok raspon gustoća u masivnom drvu i različitim vrstama lima. Također, uvijek nosite svoje sigurnosne naočale. Čini se kao previše oprezna mjera mnogo puta, ali uzmite u obzir vjerojatni scenarij malog drobljenja karbida od 1/8 inča. Nije vjerojatno da će vas drvena prašina staviti u bolnicu, ali mali komad čelika u vašim očima je nešto na što treba računati.

Preuzmite primjer Rhino 3D datoteke

Ako ste zainteresirani, možete preuzeti besplatnu probnu verziju Rhino-a za 90 dana. Također možete skinuti RhinoCAM iz MecSoft. Ne dopušta vam spremanje datoteka, ali možete eksperimentirati i učiti besplatno.

Udio

Ostavite Komentar