Технология обработки древесины на станках ЧПУ

Современные технологии изготовления изделий из древесины основаны, в большей мере, на использовании фрезерного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ). При изготовлении таких изделий (художественные рельефы, панно, двери, литейная оснастка, сувениры и др.) станки с ЧПУ работают по рабочим программам, составленным в CAM–системах. CAM-системы (ArtCAM, SprutCAM, MasterCAM и др.) позволяют автоматически программировать технологические режимы обработки будущего изделия и рассчитать траектории движения фрезы по его поверхности. Сами же прототипы будущих изделий проектируются на компьютере в CAD–системах и графических редакторах в виде двумерных чертежей или трехмерных моделей (Рисунок 6, 7). [8]

Рисунок 6 – Пример работы в ArtCAM

Рисунок 7 – Пример работы в MasterCAM

Процесс фрезерования осуществляется концевыми фрезами разного профиля и диаметра и сводится обычно к выделению чернового и чистового переходов. Черновая обработка, необходимая для снятия напуска с заготовки, обычно выполняется цилиндрическими концевыми фрезами. Чистовая, позволяющая достичь нужной чистоты поверхности, концевыми сферическими или конусными фрезами (Рисунок 8, 9). [10]

Рисунок 8 – Фреза концевая двухзаходная с прямыми ножами

Рисунок 9 – Фреза конусная сферическая

Следует отметить, что трудоемкость чистовой обработки художественных изделий, к которым предъявляются высокие требования по шероховатости поверхности в несколько десяток раз больше черновой из-за малых значений шага поперечной подачи фрезы (до 0,1 мм) и обычно требует нескольких часов машинного времени работы станка с ЧПУ.

Стоимость одного часа машинного времени фрезерных деревообрабатывающих станков с ЧПУ составляет примерно от 500 до 1000 руб. в зависимости от сложности изделия и трудоемкости разработки управляющей программы.

Сокращение машинного времени и, соответственно, повышение производительности изготовления изделий определяет рост технико-экономических показателей производства в разных отраслях промышленности, в том числе, и изготовления художественных изделий из древесины.

Известно, что машинное время можно сократить за счет интенсификации режимов резания увеличение скорости подачи режущего инструмента, глубины резания при черновой обработке, ширины резания при черновом и чистовом проходах.

Однако возрастание скорости подачи ведет к увеличению на поверхности изделия ворса и мшистости, вплоть до образования отдельных задиров и сколов. [10]

Фрезеровка древесины на станках с ЧПУ

Для получения качественной продукции необходимо брать хорошо просушенное сырье, влажность которого не выше 20 %. Если не соблюдать это условие, появятся трещины, древесина покоробится. Чтобы результат оправдал ожидания, мало загрузить программу и запустить станок – надо хорошо понимать структуру породы и ее особенности.

Так, наибольшее сопротивление инструмент встречает при торцовой резке, минимальное – при радиальном, опять же, тут есть исключение – береза. Твердость материала зависит еще и от влажности, так, чем она выше, тем мягче. Всегда ли надо отдавать предпочтение твердым породам? Все зависит от изделия. Так, для лестниц, дверей и других конструкций, на которые оказывается нагрузка, лучше брать дуб, ясень, лиственницу, для декоративной продукции подойдет ель, осина, ольха или тополь.

Погрешность при обработке на фрезеровальном станке с ЧПУ – всего 0, 5 мм. При обработке древесины с применением этой технологии исключены такие дефекты, как обугливание или появление нагара. Изделие точно соответствует загруженному в ПК эскизу. Это крайне важно при изготовлении большого количества одинаковых элементов: колонн, балясин, накладок и других. [12]