Šajā rakstā vārds "gals" tiks lietots, lai apzīmētu visas CNC frēzes griešanas virsmas. Nozarē dažāda veida galus var saukt par galiem, uzgaļiem, frēzēm, griezējiem vai urbjiem (lai nosauktu tikai dažus). Daži no šiem nosaukumiem ir piemērotāki noteiktiem galiem, taču skaidrības labad šajā rakstā visi kopā tiks saukti par "galiem".
Izvēloties materiālus darbam ar CNC frēzi, jāņem vērā ne tikai vēlamais gala rezultāts. Frēze ietekmē dažādus materiālus dažādos veidos, kas atšķiras atkarībā no izmantotā gala un mašīnas iestatījumiem. Materiāls ietekmē pašu frēzi, īpaši izmantoto galu. Ir svarīgi izprast pieejamās materiālu iespējas un spēt izdarīt prognozes, pamatojoties uz zināmu materiālu uzvedību, pieņemot lēmumu strādāt ar nestandarta materiālu.
Meži
CNC frēzei ir pieejami daudzi koksnes veidi, un to īpašību mainīgumu nevajadzētu novērtēt par zemu. Tie atšķiras pēc cietības, izturības, stingrības un blīvuma, kā arī citām īpašībām. Tomēr visa koksne ir dabisko polimēru celulozes un lignīna salikums ar nelielu sulas vai sveķu saturu.
Ir svarīgi atcerēties, ka īpašības mainīsies atkarībā no koksnes mitruma satura. Kopumā mitrums padara koksni mīkstāku, elastīgāku, blīvāku un lipīgāku. Koksne, ko izmanto frēzēšanai, vienmēr jāuzglabā sausā vidē un jāzāģē sausa.
Nav pārsteidzoši, ka koksne ar dažādām īpašībām ir diezgan ideāli piemērota izmantošanai CNC frēzēšanā. Koksnei ir zema cietība salīdzinājumā ar parastajiem tērauda frēžu galiem, tāpēc mašīnai ir mazs nodilums. Koksnei ir arī ļoti zema elastība, tāpēc noņemtā koksne sadalās mazās skaidās, kuras var viegli izmest vai izsūkt no darba zonas, ļaujot galam palikt relatīvi vēsam.
Koku veidi
• Skujkoki: priede, ciedrs, egle.
• Cietkoksnes: ozols, kļava, ķirsis, valrieksts.
• Inženiertehniskie kokmateriāli: saplāksnis, MDF (vidēja blīvuma kokšķiedru plātne), skaidu plātne.
PIEZĪME: Operatoriem jārēķinās ar to, ka blīvākas vai cietākas koksnes gadījumā attiecīgi jāsamazina materiāla noņemšanas ātrums.
Kompozītmateriālu lamināti un saplāksnis
Griežot materiālu ar jebkuru metodi, vispirms jāņem vērā materiāla bojājuma mehānisms. Laminētu kompozītmateriālu (piemēram, oglekļa šķiedras slāņojuma, dažu stiklašķiedras materiālu un saplākšņa) gadījumā bojājuma mehānisms, kas jāņem vērā, ir slāņu atslāņošanās. To var pārbaudīt jebkurā materiāla malā, mēģinot atlauzt malu un novērojot radušās plaisas uzvedību:
1. Plaisa vienmēr izplatās uz virsmu pa īsāko ceļu – šķērsslāņu plīsums.
2. Plaisa izplatās loksnes plaknē – bojājums delaminācijas ceļā.
Materiālam, kas sabojājas delaminācijas dēļ, frēzēšanas laikā malas, visticamāk, vertikāli saplīsīs un salocīsies. Lai to novērstu, ieteicams izmantot saspiešanas galu.
Saspiešanas gals apvieno lejupvērstu spirālveida griešanas malu augšpusē un augšupvērstu spirālveida griešanas malu apakšā. Tas nozīmē, ka griežamā materiāla augšējā un apakšējā virsma griešanas laikā tiek saspiesta virzienā uz centru, ļaujot materiāla stiprībai saspiešanas laikā pretoties tā vājumam plaisu atvēršanās gadījumā stiepes ietekmē.
Paturiet prātā, ka saspiešanas gali izspiež noņemto materiālu sāniski, nevis uz augšu vai uz leju, tāpēc materiālu var noņemt tikai pa atklāto malu.
Kompozītu veidi
• Stiklšķiedra: pastiprināta plastmasa.
• Oglekļa šķiedra: Augsta stiprības un w8 attiecība.
• Fenols: Karstumizturīgs, ilgmūžīgs.
Atcerēties ka saspiešanas zonai starp diviem griešanas virzieniem galā jābūt centrētai jūsu materiālā.
- Jūsu kompozītmateriāla sastāvdaļas jāapsver gan kopā, gan atsevišķi.
- Ja kompozīta matrica ir polimēru sveķi, tad piemērojiet apsvērumus, kas atbilst šāda veida plastmasai.
- Ja kompozītmateriāls satur abrazīvas šķiedras vai daļiņas, izmantojiet atbilstoši sacietinātu frēzes galu un atdzesējiet, lai samazinātu nodilumu.
Plastmasa
Putas
CNC frēzēšanai ir pieejamas polimēru putas, un to priekšrocība ir tā, ka tās nerada ievērojamu nodilumu galā, vienlaikus ļaujot izveidot sarežģītas formas pielāgotam iepakojumam, estētikai, testa ģeometrijai vai zema riska praksei. Šo materiālu raksturīgā iezīme ir to zemā bīdes izturība, kas ļauj tos ātri un viegli griezt.
Izvēloties šos materiālus, ja putu stiepes izturība ir vēl zemāka par bīdes izturību, tad var tikt norautas gabali, nevis tīri sagrieztas skaidas. Ir arī iespējams, ka relatīvi izturīgas un elastīgas putas var norauties un aptīties ap frēzes galu.
Retajām putām, kurām ir šis risks, pārliecinieties, ka izmantojat asus griešanas galus pie lieliem apgriezieniem ar agresīviem kanāliem, nevis abrazīvus vai seklus galus. Tomēr stingras putas var noberzt, nevis griezt, lai novērstu to deformāciju.
Mīkstās plastmasas
Mīkstās plastmasas (piemēram, zema blīvuma polietilēna) tiek definētas ar relatīvu mērvienību: tās ir polimēri, kas griešanas laikā rada "lokus" jeb ļoti garas skaidas. Tas nozīmē, ka tās ir mazāk cietas un, visticamāk, elastīgākas. Paturiet prātā, ka mīkstākai plastmasai, visticamāk, būs arī zemāka kušanas temperatūra un tā, karsējoties, liecoties griezumu laikā, zaudēs izmēru toleranci. Samaziniet šo tendenci, izmantojot vēsu apkārtējās vides temperatūru, ventilatorus un seklus griezumus. Griešanas gals ar mazāk rievām vai mazāk agresīviem kanāliem var samazināt problēmas, ko rada iesprūšana ar garām lokām.
Cietās plastmasas
Cietās plastmasas (piemēram, polimetilmetakrilātu) definē relatīvs rādītājs: griešanas laikā tās rada īsas skaidas ar nolauztiem galiem. Tas nozīmē, ka tās ir stingrākas un tās var griezt ar mazāk agresīvi veidotiem galiem, jo mazāku daļiņu noņemšanai vajadzētu būt vieglākai. Tomēr pārkaršana joprojām var viegli radīt problēmas.
Cietās plastmasas pārkaršanas gadījumā deformējas mazāk, taču tās var izkust vai sadalīties tieši pie griešanas virsmas, izraisot piedeguša plastmasas materiāla uzkrāšanos frēzes galā un neļaujot tai griezt. Samaziniet šo tendenci, nodrošinot vēsu apkārtējās vides temperatūru, ventilatorus un veicot seklus griezumus.
Plastmasas veidi
• Akrils: dzidrs, krāsains, izturīgs.
• Polikarbonāts: Augsta triecienizturība, caurspīdīgs.
• PVC (polivinilhlorīds): izturīgs, daudzpusīgs.
• HDPE (augsta blīvuma polietilēns): viegls, izturīgs pret mitrumu.
Metāli
Vairumā gadījumu vienīgais metāls, ko drīkst griezt ar frēzi, ir alumīnijs. Daži augsta silīcija satura Al sakausējumi ir ļoti cieti, un tos drīkst izmantot tikai frēzēs.
Griežot alumīniju ar regulāriem galiem, tas veidos garas viļņošanās, kas bieži vien izraisa iestrēgšanu, ja nav pieejama liela atstarpe. Ja alumīnijs ir jāgriež ar nelielu pielaidi, jāizmanto īpašs skaidu lauzšanas gals. Šāda veida galam, kura īpašības ir starp abrazīvo galu un daudzrievoto griešanas galu īpašībām, ir "romba" romboedrisks virsmas raksts, kas neļauj vienai griešanas virsmai saskarties ar lielu materiāla daudzumu visa griešanas apgrieziena laikā, tādējādi sadalot noņemto materiālu daudzās atsevišķās skaidās.
Ņemiet vērā, ka metāla cietība un difūzijas dzesēšana ir jutīga pret apkārtējās vides temperatūru, tāpēc pareizie frēzes iestatījumi var mainīties, ja temperatūra jūsu darba vietā netiek kontrolēta. Kad rodas siltums, gals nodilst paātrināti mīkstināšanas dēļ, un metāla virsma kļūst elastīgāka, kas izraisa "izsmērēšanās" deformāciju, nevis tīrus, precīzus griezumus. Grieziet relatīvi lēni un izmantojiet dzesēšanas ventilatorus.
Retos gadījumos var frēzēt citus metālus, ne tikai alumīniju.
- Daži misiņa sakausējumi ir pietiekami mīksti, lai tos varētu frēzēt ļoti uzmanīgi, tāpēc izvēlieties ļoti cietus galus un CNC trajektorijas, kas īpaši paredzētas šim nolūkam.
- Teorētiski var frēzēt arī ļoti mīkstus metālus, piemēram, tīru varu, zeltu vai svinu.
- Blīva, ļoti plastiska materiāla, piemēram, mīkstu, tīru metālu, gadījumā izvēlieties agresīvus griešanas galus ar nelielu rievu skaitu.
- Blīva, ļoti plastiska materiāla, piemēram, mīkstu, tīru metālu, gadījumā izvēlieties agresīvus griešanas galus ar nelielu rievu skaitu.
Metālu veidi
• Alumīnijs: viegls, izturīgs pret koroziju.
• Misiņš: Dekoratīvs, viegli griežams.
• Tērauds: izturīgs, ilgmūžīgs.
• Varš: Vadošs, mīksts.
Akmens un keramika
Ļoti stingrus, cietus materiālus ar zemu izturību, piemēram, nogulumiežus un parasto keramiku (granītu, smilšakmeni, flīzes), var frēzēt ar cietiem abrazīviem galiem.
Šie gali bieži ir izgatavoti no metāla ar iestrādātām dimanta daļiņām kā abrazīvu. Ļoti zemas izturības flīzēm var būt piemērots sekls, blīvi rievots vai skaidu lauzšanas gals, kas izgatavots no ātrgriezējtērauda (HSS) vai karbīda.
Parasti šiem materiāliem izmanto CNC frēzi, ja nepieciešamas reljefas detaļas vai sarežģīti malu raksti. Akmens un keramikas materiālu augstās cietības un zemās siltumvadītspējas dēļ rodas liels siltuma daudzums, un virsma un noņemtās daļiņas novada ļoti maz siltuma. Tas nozīmē, ka siltuma uzkrāšanās frēzes galā ir liela problēma. Ieteicama tieša ūdens dzesēšana.
Akmens un keramikas veidi
• Marmors: elegants, relatīvi mīksts.
• Granīts: Ciets, izturīgs.
• Keramikas flīzes: cietas, trauslas.
Lai sasniegtu vēlamos rezultātus CNC frēzēšanas projektos, izšķiroša nozīme ir pareizajam materiālam. Katram materiālam ir unikālas īpašības, un tam ir nepieciešami īpaši instrumenti, ātrumi un metodes. Šajā rokasgrāmatā izklāstīto labāko prakšu ievērošana palīdzēs jums maksimāli izmantot CNC frēzēšanas iekārtas iespējas.
