Пластмасса – самый «легкий» материал для обработки на фрезерном станке с ЧПУ. Минимальное сопротивление резанию, малая нагрузка на инструмент (при работе только по пластику фрезы работают вечно), никакой вибрации, передаваемой на шпиндель и на кинематические схемы… Но на практике при обработке этого материала, тоже приходится сталкиваться с некоторыми проблемами.
О правильном выборе инструмента
Мнение новичков: раз уж инструмент не тупится, для фрезерования пластика подойдут и дешевые быстрорежущие фрезы.
Это верно только если речь идет об импортном инструменте заводской заточки. В России у них после термообработки шлифуется только внутренняя поверхность канавки, режущая кромка затачивается на наждачных кругах без последующей шлифовки ленточки. Из-за зернистости круга на кромке образуются микровпадины.
Для обработки древесины — это некритично, при обработке металла кромка «пришлифовывается» за первые несколько рабочих проходов, и эти микровпадины убираются, как и минимальный заусенец, образующийся на новой фрезе после заточки. Но при фрезеровании пластика эти дефекты кромки сами по себе никуда не денутся. Зато они влияют на шероховатость готового изделия и на температуру в зоне резания. Зуб с микродефектами будет «вырывать» кусочки пластика, из-за этого повысится температура материала и инструмента, стружка начнет плавиться и налипать на фрезу.
Поэтому лучше использовать твердосплавный инструмент – он затачивается на алмазных дисках, у них фракция абразивных элементов меньше, получается шлифованная кромка без микровпадин и заусенцев.
Какой тип фрез выбирать?
Пластик лучше резать однозубыми или двухзубыми фрезами. Подачи ниже, но так безопаснее – можно вручную смахнуть стружку щеткой. Допустимо применение трехзубых, но только с принудительным охлаждением. На портальных станках лучше использовать воздух. Поскольку нужно оперативно удалять стружку из зоны резания, СОЖ придется подавать под серьезным напором, что, учитывая конструкцию станка, приведет к ее ненужным потерям из-за разбрызгивания.
На портальных станках в применении фрез со стружколомами нет смысла – скорость обработки удастся повысить ненамного, суммарный выигрыш вряд ли перекроет время, затрачиваемое на лишнюю операцию смены инструмента.
О режимах
В теории с точки зрения сопротивления резанию и износа фрезы допустимо задавать шпинделю и максимальные обороты. Но на практике этого делать не нужно из-за повышения температуры в зоне резания. Охлаждение эту проблему решит, но, если работать с ним, то лучше повысить подачу, а не обороты – кинематике при работе по пластику все равно, а шпиндель прослужит дольше.
Есть один нюанс – если деталь вырезается из цельной плиты на всю глубину, на маломощных станках лучше снижать подачу в местах выхода фрезы из материала. В процессе резания нагрузка на ШВП и привода не так велика, пластмассу фрезеруют и на настольных станках, даже если они собраны из фанеры. Но слишком резкое изменение этой нагрузки – это удар по кинематике (даже при обработке стали это не так заметно из-за малых подач и сравнительно плавного выхода из материала). Профессиональное оборудование такого удара не заметит, но на станках любительской серии ШВП и линейные подшипники направляющих изнашиваются быстрее.
О правильном креплении заготовки
Если заготовка укладывается на стол или подкладку, важно правильно подобрать усилие зажима. Оно зависит от жесткости пластика, но есть общее правило – недожать лучше, чем пережать. Для жестких сортов (пример — фенопласт) чрезмерный зажим приведет к растрескиванию материала под прихватом. Для полужестких (полиамид) при вырезании контурных деталей из прямоугольных заготовок усилие зажима некритично для отходов, но критично для детали — ее легко повредить. При работе по мягким пластмассам, учитывая их склонность к деформациям, можно получить на детали не те размеры, которые нужны, из-за того, что материал сдавливался в центр между прихватами, или, наоборот, растягивался, а после отжима вернулся к исходному состоянию.