Отечественные мебельщики ежегодно закупают сотни тяжелых обрабатывающих центров и фрезерных станков с ЧПУ, и значительную часть этого оборудования используют для раскроя по технологии nesting. В этой статье специалисты компаний «Лейтц Инструменты», «Лойко Рус», «МДМ–Техно», GT и LIGA расскажут про алмазный инструмент для нестинга, объяснят, каковы его особенности, а также дадут целую пачку рекомендаций, как простыми средствами повысить производительность оборудования и качество раскроя.
NESTING НЕСТИНГУ НЕ ТОВАРИЩ
Технология нестинг, как раскрой древесных плит концевой фрезой на станке с ЧПУ, условно говоря, занимает нишу между квалифицированным ручным трудом и потоковым крупносерийным производством. В первом случае мастер может вырезать деталь произвольной формы, но потратит на это много времени. Во втором — пильный центр за считанные минуты раскроит пачку листов ЛДСП объемом в полкубометра, но только на прямые заготовки. Нестинг проигрывает пакетному раскрою в производительности, но выигрывает в универсальности, позволяет быстро менять карты раскроя и выполнять сложные технологические операции (к примеру, профилирование интегрированных ручек).
 |
Менеджер по продукту направления комплектация компании «МДМ–Техно» Дмитрий Толчеев:
«Крупносерийные производства, конечно же, используют пакетный раскрой на форматно-раскроечных центрах, но некоторые мелко- и среднесерийные производства могут применять более гибкий подход и выполнять все операции резания на обрабатывающих центрах с ЧПУ за один установ, не приобретая даже “форматку”».Однако, сразу стоит провести черту между двумя подходами к нестингу. С одной точки зрения это цикл операций по раскрою и присадке на фрезерном станке с ЧПУ, с другой — это силовой нестинг, оптимизированный и автоматизированный раскрой древесных плит на обрабатывающих центрах или специально дооснащенных фрезерах с ЧПУ.
 |
Технический консультант компании «Лейтц Инструменты» Рахмиль Турецкий: «Технология нестинг предусматривает поштучную обработку полноформатных плит для изготовления щитовых деталей с произвольным внешним контуром. При этом плиту посредством вакуума фиксируют по всей пласти на подложке, смонтированной на матричном рабочем столе обрабатывающего центра и выполняющей функцию большой единой вакуумной присоски. Сначала выполняют профильную обработку верхней пласти, например, ложную филенку, затем — необходимые пазы, отверстия и другие элементы конструкции. В заключение производят раскрой на отдельные детали.Обычно для этого используют так называемые нестинговые концевые фрезы с рабочей частью диаметром 12 мм и разной высотой, в зависимости от толщины исходной плиты. Режущая кромка зубьев разделена на несколько частей вдоль оси вращения. Она состоит из напаянных алмазных пластинок, расположенных с двойным углом наклона, чтобы при работе сжимать обе пласти усилием резания».
|
Вслед за специалистами, говоря о фрезах для нестинга, будем иметь в виду фрезы с алмазными напайками, которые позволяют резать древесные плиты на всю глубину за один проход.
АЛМАЗ ТЕСНИТ ТВЕРДОСПЛАВ
Алмазный инструмент не имеет альтернативы в обработке ряда плотных и абразивных материалов, например, HPL–пластиков и других композитов. Также алмаз уже давно и успешно конкурирует с твердым сплавом, в частности, в раскрое кашированных и ламинированных древесных плит.
Твердый сплав сохраняет свои позиции в обработке массивной древесины, особенно мягких пород. Тут алмазному инструменту трудно соревноваться, поскольку он чисто физически не дает «чистового» качества поверхности. Если относительно мягкая сталь HSS позволяет сформировать режущую кромку с углом в 50°, то для твердосплава этот угол вырастает уже до 60°, а алмаз будет самым тупым, примерно 80°. Поэтому новая твердосплавная фреза дает идеальное качество реза, но только в течение одной смены. В то же время алмаз может работать месяцами, но после него поверхность придется дошлифовывать.
 Технический директор компании GT Александр Шилов |
.JPG) Руководитель отдела продаж «Лойко Рус» Фарид Акчурин |
Однако, при обработке твердых пород древесины или раскрое фанеры алмазный инструмент можно успешно применить для чернового раскроя.Технический директор компании GT Александр Шилов привел в пример производство детских площадок. Очевидно, что все детали после раскроя отправятся на покраску и будут неоднократно шлифоваться, поэтому тут вполне подходят производительные алмазные нестинговые фрезы.
Вообще, производители отмечают, что интерес к инструменту для нестингового раскроя увеличивается. Как сказал руководитель отдела продаж «Лойко Рус» Фарид Акчурин: «У нас большая линейка нестинговых фрез, часть из них мы производим силами дочернего предприятия LEUCO — ООО «Лойко Рус», поскольку видим, что спрос на них вырос. Акцент на нестинговых фрезах делает и сама компания LEUCO, она адаптирует их для различных задач и различных материалов, разрабатывает новые решения».
По мнению Георгия Балахонова, мебельщики чаще переходят на алмазный инструмент просто потому, что могут:
«Отрасль активно обновляет оборудование, поставленное в начале нулевых и в 2010–х. Низкопроизводительные станки с ЧПУ, работающие только твердосплавом, меняют на мощные большие машины, на которых при низких скоростях работать невыгодно, а зачастую просто вредно.
Алмаз должен работать быстрее, чем твердосплав, иначе фрезы будут гореть и ломаться, скорости подачи для нестинговых фрез должны составлять 15–30 м/мин».
КАК УСТРОЕНЫ АЛМАЗНЫЕ ФРЕЗЫ ДЛЯ НЕСТИНГА
Дмитрий Толчеев:
«Для раскроя плит ЛМДФ и ЛДСП мы поставляем итальянские алмазные фрезы Diaberg. Чаще всего заказывают фрезы диаметром
12 мм с рабочей высотой в 19, 24 или 29 мм. Z2+2 и Z3+3 берут примерно одинаково, Z2+2 чуть чаще».
Разберем подробнее, что имеется в виду под этими обозначениями.
Базовый параметр резания, влияющий на производительность — это скорость подачи , та скорость, с которой шпиндель движется относительно плиты. Согласно классической формуле: скорость подачи (мм/мин) = подача на зуб (мм) * количество зубов * частоту вращения (об/мин).
Нужно помнить, что у фрез есть как максимальные, так и минимальные режимы работы. При высоких подачах может страдать качество обработки, фреза будет скорее рубить, чем резать. А при низкой подаче фреза будет шлифовать материал и перегреваться.
 Алмазная фреза Diaberg Z2+2 |
 Алмазная фреза Diaberg Z3+3 |
 Алмазные фрезы: слева с неразнесённым зубом, в центре и справа с разнесенным зубом |
Количество зубьев Z. Зуб по окружности фрезы разбит на сегменты, если все эти сегменты, условно, соединить в один зубчик, то на фрезе Z2 будет 2 зуба, а на фрезе Z3, соответственно, 3 зуба. Для алмазных нестинговых фрез диаметром 12 мм рекомендации по скорости подачи таковы: Z2 — около 15–17 м/мин, Z3 — около 22–24 м/мин. Для сравнения, 15 м/мин — это 25 см/сек. Понятно, что цифры весьма примерные, и их нужно проверять эмпирически.
Сами фрезы могут выглядеть по–разному. Для наглядности возьмем случай Z3: у одних фрез сегменты зубов выстраиваются в три спирали, немного смещенные друг относительно друга по вертикали, а у других расположены, на первый взгляд, хаотично.
Конструкции с 3 спиралями имеют ограничение — поскольку между сегментами есть промежутки, то в этом месте по материалу проходят только два оставшихся зуба. Другими словами, если мы возьмем сечение фрезы Z3 поперек оси, то на определенной высоте обнаружим на окружности не 3 зуба, а 2. Если на это место попадет ламинация плиты, то стойкость фрезы может заметно снизится.
Кроме того, спирали расположены со смещением, поэтому на рабочей высоте, допустим, 19 мм будет Z3, на высоте 20 мм — Z2, а на 21 мм — Z1. Получается, что формально фреза имеет рабочую высоту 22 мм, но рассчитана на плиты 16—19 мм.
Перекрытие зубьев алмазной фрезы Leitz DiamasterPRO3 Z3+3
У конструкции с разнесенным зубом таких проблем нет, у нее зубцы друг друга перекрывают, не оставляя пробелов. По всей рабочей высоте у нее полноценные Z3, а в перекрытиях вообще Z6. Эти фрезы лучше перемалывают стружку, но хуже ее отводят, по сравнению с фрезами с неразнесенным зубом, т. е. их не рекомендуют использовать при слабой аспирации.
Рахмиль Турецкий: «В производственной программе Leitz имеются разнообразные перетачиваемые алмазные фрезы с количеством зубьев от 1 до 3, смежные пластинки которых по высоте имеют взаимное перекрытие. Например, фрезы DiamasterPRO³ Z3+3 в местах перекрытия имеют число активных зубьев Z6.
Если при раскрое применяется инструмент с разным количеством активных зубьев, участвующих в резании, то на вертикальной поверхности кромки деталей из гомогенной MDF можно увидеть горизонтальные полосы с различной шероховатостью».
Все нестинговые фрезы компрессионные. Это означает, что зубчики на них расположены под углом разнонаправленно, так, чтобы поджимать ламинированное покрытие плиты к MDF, чтобы оно срезалось без сколов (об этом мы подробно говорили в материале о фуговальных фрезах для кромкооблицовочных станков). Собственно, маркировка Z3+3 обозначает компрессионные зубцы, 3 сверху, 3 снизу.
Зубчики на фрезах располагаются несимметрично, соответственно, фрезы подразделяются на негативные (нижний ряд зубчиков вверх, остальные вниз) и позитивные.
Негативные направляют стружку в основном вниз, но поскольку при раскрое ЛДСП получаются достаточно легкие опилки, то хорошая аспирация их вытягивает практически полностью. К слову, эти фрезы удобны тем, что позволяют работать с плитами разной высоты, поскольку верхняя пласть плиты всегда будет попадать на негативный зуб, который прижимает ее.
А вот у МДФ стружка тяжелая, с ней аспирация справиться не может, и в этом случае советуют использовать фрезу с преимущественно позитивной спиралью. Эти фрезы оптимизированы под один, максимум, два размера плиты, например 16 мм и 18 мм, но выброс стружки у них гораздо эффективнее.
Скорость подачи также зависит от жесткости фрезы, которая во многом зависит от диаметра. Это всегда компромисс между стойкостью к нагружению и шириной получаемого реза (т.е. безвозвратных отходов). У фрез с большими диаметрами (например, D16 с Z3) есть много плюсов: они стойки к осевым нагрузкам, у них лучше отвод стружки, они меньше греются, на них можно поставить алмазные напайки большей толщины, и они будут дольше работать между заточками. Скорость подачи у них выше, чем у D12 (для D16 на 2–4 метра, определяется эмпирически). По словам Фарида Акчурина, можно сделать инструмент большого диаметра, с большим количеством зубьев, который будет способен работать на скоростях подачи и в 50 м/мин, но, во–первых, нужен соответствующий станок, а во–вторых, заметная часть плиты превратится в опилки, поэтому по данному пути никто не идет.
Также повышать жесткость фрезы можно за счет материала корпуса. Например, компании разделяют фрезы с корпусами из обычной стали и с «тяжелыми» корпусами из стали с легирующими добавками, которые лучше выдерживают осевые нагрузки при повышенных скоростях подачи.
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ С АЛМАЗНЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
Повторимся, это важно: алмазный инструмент должен работать в диапазоне скоростей, которые рассчитываются через подачу на зуб (для ДСП и МДФ около 0,1 — 0,2 мм на зуб). Если выйти из диапазона, фреза начнет гореть или ломаться.
Нестинг — это для серьезных машин, говорят эксперты. На оборудование, которое не может обеспечить подачу 20–30 м/мин, нет смысла ставить фрезу Z3. Можно, конечно, снизить количество оборотов и работать на подаче 10 м/мин, чтобы сохранить подачу на зуб. Но при этом теряется смысл скоростного раскроя, так что на легких станках проще использовать фрезу Z1 или Z2.
Также алмазные нестинговые фрезы предъявляют серьезные требования к оснастке. Если при скорости подачи до 15 м/мин можно использовать цанговые патроны, то дальше нужно применять оснастку повышенной точности — гидро- или термопатроны. То есть, на станках с ручной сменой инструмента, где цангу зажимает гайкой оператор, силовой нестинг не стоит пробовать в принципе.
Специалисты рекомендуют подбирать рабочие режимы опытным путем, ориентируясь на поведение фрезы. Если она «горит», то нужно увеличивать скорость подачи или уменьшать обороты; дает сколы — увеличить обороты или снизить подачу; шумит —снижать скорость подачи, и т.д. Оптимальнее двигаться по скоростям не снизу вверх, а сверху вниз. Допустим, поставить фрезу Z3 и подать ее с большой скоростью, условно, 25 м/мин. Если качество обработки не устроило, то уменьшить скорость подачи до 20 м/мин. Повторять до того момента, когда качество обработки будет устраивать.
Если работать на маленькой подаче большим количеством зубьев, то фреза будет шлифовать материал, а не резать. Аналогичные процессы происходят, когда на карте раскроя много мелких заготовок — шпиндель будет постоянно ускоряться и замедляться. То же самое при поворотах и диагональных резах, когда скорость в условные 20 м/мин по одной оси делится между двумя осями, X и Y. Другими словами, скорость подачи будет снижаться, а частота вращения — нет, и инструмент будет периодически перегреваться. В народе говорят, что алмаз перегревается и тупится, но, по факту, он остается острым. Дело в другом: поскольку трение возрастает, а стружка не удаляется и не уносит тепло с собой, то весь нагрев уходит в инструмент.
Александр Шилов: «Алмаз паяют при температуре порядка 700 градусов, и при этом не происходит его деструкция. Нагреть его до более высокой температуры во время работы просто невозможно. Основная причина проблем с инструментом заключается в том, что при фрезеровке, к примеру, ДСтП нагревается стружка. И фенолформальдегидная смола, которая присутствует в ее составе, меняет структуру и начинает налипать на заднюю грань режущего зуба, что приводит к уменьшению угла затыловки и к еще большему нагреву и налипанию. В итоге появляются сколы на облицовочном материале, и инструмент снимают. Но фреза не тупая, она остается достаточно острой . Ее можно отмыть специальным средством и продолжить работать. Схожие проблемы возникают при обработке фанеры, там налипание выражено еще сильнее, и если запустить ситуацию и вовремя не снять инструмент, то это приведет к его поломке и выкрашиванию зубьев».
РЕСУРС И СЕРВИС АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА
Главное, что нужно помнить об алмазном инструменте — его затачивают и ремонтируют только в сервисных центрах, причем, далеко не во всех. Помимо того, что для заточки алмаза используется не абразив, а электроэрозионная технология (электроды в диэлектрической жидкости), так еще у разных производителей отличается геометрия фрез.
Фарид Акчурин: «Некоторые нестинговые фрезы достаточно сложные, их не так просто затачивать. Есть фрезы, которые невозможно или очень сложно затачивать на станках без специальных программ. Например, те же фрезы p–System поначалу могли точить только некоторые сервисные центры LEUCO. В настоящее время обслуживать их могут и другие компании, но не все. Компания LEUCO имеет большое количество разработок и патентов, и в некоторых случаях новый инструмент требует освоения новых технологий заточки. Естественно, что внедрение такого инструмента на рынок идет параллельно с технологической подготовкой наших сервисных центров».
Алмазные нестинговые фрезы производства GT
Александр Шилов: «Мы все-таки производство, и наши возможности шире. Может быть у компаний, которые занимаются только сервисом, есть ограничения, но мы, получив инструмент в руки, можем полностью его повторить: как выполнить заточку, сервис, ремонт, так и полностью изготовить с нуля. Когда точишь чужой инструмент, приходится вникать, как он устроен, но у нас есть возможность измерить все углы и геометрию. Хотя, если говорим про алмазный инструмент, то в этом нет необходимости. При заточке видно, совпадает задний угол или нет, а передний, соответственно, трогать не надо».
Другими словами, будет не лишним уточнить в сервисе, могут ли они заточить алмазную нестинговую фрезу конкретного производителя.
Количество переточек инструмента, ожидаемо, зависит от размера напайки, который, в свою очередь, ограничен конструктивом инструмента. Если сохранять диаметр инструмента, то увеличить зуб можно только за счет уменьшения диаметра корпуса, то есть, его ослабления. То есть, для фрезы Z3 скорость подачи, условно, снизится с 25 м/мин до 20 м/мин.
Компромисс — усиленный корпус из легированной стали и несколько увеличенная напайка. Больший зуб дает возможность сделать побольше канал отвода стружки, т. е. смелее заглубляться в материал. Но нужно учитывать, что после заточки пазухи отвода стружки становятся меньше, и скорость подачи для данной фрезы будет ниже, иначе она перегреется. К этому просто нужно быть готовым.
Усредненно считаем, что алмазные нестинговые фрезы можно заточить 2–4 раза, до диаметра 10,8–10,5 мм, дальше не получится, напайка просто отвалится. Это обусловлено геометрией — на маленьком радиусе приходится увеличивать задний угол, чтобы «затылок» не цеплял за материал, т. е. оставлять маленькую «постель» зуба.
Многое зависит от состояния инструмента, не довели ли его до сколов или больших выбоин. Оператору стоит периодически, если не в конце смены, то в конце недели точно, осматривать инструмент, желательно под увеличением, чтобы оценить величину радиуса на режущей кромке.
Пробег алмазных нестинговых фрез можно оценить как 10:1 по отношению к твердосплавным фрезам (кто-то считает в километрах, кто-то в сменах). Это соотношение много меньше, чем рекордные 160:1, показанные в одном из исследований компании De Beers, но наглядно показывает, сколько переменных приходится учитывать при нестинге.
Свой вклад вносит как экстремальный режим работы (если фуговальная фреза снимает 0,5 мм и проходит 200 км, то нестинговая фреза размалывает в пыль 12х12 мм на протяжении всего пути), так и внешние факторы (биения в оснастке, люфт портала и прочие дисбалансы).
Георгий Балахонов: «Мы рассчитывали пробег для 12 мм алмазных фрез по ЛДСП, получили 10–11 километров. Это примерно 200–300 листов, в зависимости от карты раскроя. По МДФ ресурс на 15–20 % ниж — все-таки более плотный материал».
Рахмиль Турецкий: «Не всегда можно корректно сравнить стойкость нестинговых фрез, поскольку на результат конкретных потребителей влияют многие производственные факторы: вид и наличие инородных включений в плите, тип облицовочного материала пласти или его отсутствие, требуемое качество и точность деталей, соотношение долей крупных и мелких готовых деталей в общем объеме производства (в этом случае портал центра будет периодически разгоняться и тормозить, и фактическая скорость подачи будет отличаться от настроенной)».
KNOW–HOW
В статье о фуговальных фрезах мы говорили про патент LEUCO на аксиальные углы выше 54°. Оказывается, что его нельзя напрямую адаптировать к раскрою по технологии нестинг.
«P–System — это фрезы с большими осевыми углами,— пояснил Фарид Акчурин, — и, например, на D12 нет возможности расположить три режущие кромки с осевым углом 70°. Можно сделать фрезу с одной или двумя режущими кромками, однако, фрезы p–System имеют ограниченное применение при раскрое методом «нестинг». Возможность их использования и, в первую очередь, целесообразность нужно в каждом случае рассматривать отдельно».
Алмазные нестинговые фрезы LEUCO DIACURVE
Тем не менее, на майской выставке LIGNA 2023 компания LEUCO представила две новинки для нестинга: фрезу DIACURVE и фрезу Fibonacci. Первая фреза имеет режущую кромку в форме цельной дуги со стружколомателями, что обеспечивает одновременно и более чистый рез, и позволяет повысить скорость подачи до 29 м/мин для варианта Z4+4.
Алмазная нестинговая фреза LEUCO Fibonacci
Вторая новинка реализует концепцию золотого сечения или чисел Фибоначчи, когда зубья располагаются по математически заданной спирали. Благодаря такому расположению резцов удалось разместить четыре режущие кромки на фрезе с диаметром 12 мм. Интересно, что, согласно рекомендациям, скорость подачи этой фрезы составляет 28 м/мин, а натурные испытания, в том числе демонстрации на выставке UMIDS 2023, показали, что хорошее качество реза достигается даже при 36 м/мин.
В свою очередь, Георгий Балахонов рассказал, что у компании LIGA тоже есть несколько оригинальных разработок. Так, одним из распространенных методов обработки HPL–пластика в России является обработка твердосплавными фрезами со скоростью подачи до 3 м/мин и глубиной съема в 1 мм. Но на той же выставке UMIDS 2023 компания LIGA показала обработку 12-миллиметровой плиты HPL–пластика алмазной фрезой Surrey диаметром 12 мм на скорости 8 м/мин за один проход. Если просто умножить глубину на скорость, получим выигрыш по времени обработки в 30 раз.
HPL–пластик, обработанный алмазной фрезой Surrey за один проход
ЛЕГКИЙ СПОСОБ ПОДНЯТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ
Напоследок поговорим о нюансах нестингового раскроя, которые стоит учитывать. Зачастую небольшая коррекция технологического процесса может существенно повысить его эффективность.
Фарид Акчурин: «Все зависит от технического задания, которое ставит клиент, на что он делает акцент: либо он говорит, что после раскроя допустимы маленькие сколы, которые потом уберет прифуговка, либо ему сразу нужно идеальное чистовое качество обработки, чтобы клеить кромку. Могут быть и другие нюансы. В зависимости от поставленного задания подбирают инструмент и режимы резания.
Хочу обратить внимание на качество вакуумного прижима. Если он плохой, то стружка будет заходить под плиту и может поцарапать покрытие, особенно, если это какой-нибудь деликатный материал. Плюс, плита может быть деформирована, и вакуум не способен ее выровнять, притянуть полностью. Там, где плита не прижата, остаются зазоры, возникает вибрация, сдвиги, что приводит к сколам на материале и даже повреждению или поломке фрезы.
Также, когда вы вырезаете маленькую деталь, снижается сила вакуумного прижима. Скорость подачи большая, фреза тянет заготовку за собой, и та может не удержаться на столе. Опять–таки, это вопрос технологии. Кто–то избегает мелких заготовок в картах раскроя, кто-то делает перемычки, чтобы заготовки не смещались, а потом их дорезает, кто-то сначала работает с фрезой на большой скорости, потом ставит фрезу меньшего диаметра и дорезает маленькие детали так, что они не смещаются.
Очень важный момент — это отвод стружки. В нестинге это особенно важно, потому что фрезерование закрытое, фреза полностью погружена в материал, работает на всю глубину с интенсивным образованием стружки. Если стружка плохо отводится, идет двойное дробление, инструмент быстрее «садится», да и на качестве это сказывается не очень хорошо.
Отвести стружку может либо мощная аспирация, либо дополнительные инструментальные решения, специальные турбины, у нас эта технология называется Aerotech. Похожие системы есть и у других, отличие в том, что у нас агрегат монолитный, это сказывается на его балансировке и долговечности. Помимо отвода стружки, турбина позволяет экономить время оператора на обдув заготовок и предохранять деликатные материалы от царапин.
Естественно, нужно учитывать регулировку самой аспирации, она должна быть настроена так, чтобы обеспечить оптимальный забор стружки».
Дмитрий Толчеев: «Одной из наиболее распространенных ошибок при раскрое на фрезерах с ЧПУ можно назвать неправильный подбор режущего инструмента: например, количество зубьев не соответствует режимам резания или выброс стружки происходит не в том направлении. Также могу сказать, что операторы очень часто занижают скорость подачи алмазных фрез, то ли боятся, то ли жалеют. А фрезы потом перегреваются. Алмазным инструментом надо работать быстро, с высокой скоростью подачи.
Из простых решений еще посоветую оптимизировать карты раскроя. Можно очень прилично сократить время обработки, если уменьшить количество холостых перемещений шпинделя».
Рахмиль Турецкий: «Важно иметь в виду, что при закрытом резании фрезой, которая вращается по часовой стрелке и двигается слева направо, верхняя и нижняя грани паза имеют разную шероховатость (при работе зубья на верхней грани «набегают» на материал и сжимают его, а на нижней грани — «сбегают» и отрывают из-за отсутствия опоры).
 |
 |
Кроме того, после каждой переточки фрезы уменьшается как диаметр ее рабочей части, так и ширина паза при раскрое плиты, а размеры готовых щитовых деталей, соответственно, увеличиваются. Поэтому более рациональным представляется раскраивать плиты на отдельные детали в два этапа — предварительный и окончательный.
Предварительный раскрой производят на максимально возможной скорости подачи традиционной нестинговой фрезой диаметром 12 мм с разделенной режущей кромкой, которую заглубляют не на всю толщину детали, а оставляют с нижней пласти слой около 1 мм.
Окончательный раскрой выполняют перетачиваемой алмазной фрезой диаметром 12 мм с единой режущей кромкой, которая удаляет слой материала по 1 мм с каждой стороны паза и углубляется в подложку на 0,3–0,5мм. Траекторию подачи фрезы программируют так, что при обработке паза шириной 14 мм активные зубья всегда «набегают» на материал и обеспечивают высокое качество поверхности вертикальной кромки детали.
При такой работе даже после переточки фрез и корректировки их фактического диаметра в системе управления центра с ЧПУ (согласно сопроводительной этикетке ОТК нашего сервисного центра) достигается постоянство геометрических размеров и высокое качество готовых деталей.
Для обеспечения требуемой точности и качества обработки такими фрезами рекомендуется использовать термозажимные станочные патроны, позволяющими работать на более интенсивных режимах.
Кроме того, очень важно предотвращать вибрацию плиты в связи с ослаблением ее прижима к подложке. Для этого нужно регулярно «рихтовать» верхнюю пласть подложки лобовыми концевыми фрезами. В программе компании Leitz есть фрезы с разными диаметрами рабочей части (80–180 мм), которые удаляют слой 1–1,5мм при скорости подачи 25–40 м/мин.
Лобовая концевая фреза Leitz
Для подложки мы рекомендуем использовать только шлифованные плиты MDF средней плотности и герметизировать их наружные вертикальные кромки, например, лакокрасочными материалами. Также рекомендуем при разработке карт раскроя по возможности размещать мелкие детали ближе к центру плиты».
Александр Шилов: «Проблемы возникают в основном из-за неправильных режимов обработки, неправильной установки инструмента (например, работа кончиком фрезы при большом вылете, зажатие фрез ниже базовой риски, указанной на хвостовике) и пренебрежения простейшим сервисом, когда люди работают инструментом до полного затупления. За инструментом надо следить и не доводить его до крайнего состояния. Соответственно, если образуется нагар, инструмент периодически надо отмывать.
Допустим, когда идет обработка ламинированных плитных материалов, маркером того, что инструмент затупился, являются сколы. В данном случае все просто: вы увидели сколы, сразу сняли фрезы и отдали в заточку.
Алмазный инструмент Surrey на обрабатывающем центре KDT
Когда идет обработка необлицованного материала, то понять, что инструмент уже затупился, достаточно сложно. В таких случаях клиенты работают до тех пор, пока, грубо говоря, инструмент не начал дымиться или пока не отлетели напайки.
Нужно определять какие-то критерии. Если, в частности, оборудование показывает нагрузку на шпиндель, то можно засечь показатели нового и затупленного инструмента, и оператор сможет отслеживать время смены затупившегося инструмента».
Георгий Балахонов: «Некоторые операторы боятся запускать алмазные фрезы на больших скоростях. Это те самые люди, которые привыкли работать на твердосплавных фрезах. Соответственно, алмазная фреза выходит из строя, т. к. из-за больших оборотов на медленной скорости она фактически шлифует материал корпусом, беспощадно горит, греется и ломается. Это просто неправильно подобранный режим работы.
Вместо того, чтобы взять фрезу с более длинной рабочей частью, просто берут ту, что есть, вставляют в патрон не до отсечки, нарисованной на фрезе, и входят в материал «хвостом» фрезы, который, естественно, трется об материал и ломается.
Распространенная ошибка — неправильный подбор высоты рабочей части фрезы. Например, нельзя фрезой с рабочей высотой 28 мм обрабатывать дощечку 10 мм. Фреза зажата с одной стороны патроном, с другой — работает кончиком, а большая ее часть остается в воздухе. Возникает рычаг, который просто ломает фрезу, поэтому для каждой высоты плиты нужна своя фреза. Есть небольшой диапазон, 3–5 мм. К примеру, для плиты 16 мм идеально подойдет фреза с рабочей высотой 21 мм. При этом мы можем обрабатывать и 16-ю, и 18-ю плиту. Но если хотим обрабатывать 20-ю, уже лучше брать с рабочей высотой 25 мм.
Могу посоветовать операторам продувать оснастку. Многие не верят, но пыль может вывести инструмент из строя. Еще посоветую чистить инструмент. Ацетон, уайт-спирит и прочее — это вредные для человека материалы, и я лично не стал бы их использовать. Есть специальные, безопасные для людей жидкости или порошковые смеси, которые можно разбавлять водой и чистить в них инструмент. Рекомендую использовать их.
Для дополнительного удаления стружки у нас есть турбина. Она нужна только на станках с матричным столом и, желательно, с позитивной фрезой. В этом случае ресурс инструмента, по разным оценкам, повышается от 50 до 100%. За счет чего это происходит? Вся стружка сразу же уходит из зоны реза, не остается в пропиле, и фреза ее не перемалывает повторно. Покупка турбины отбивается достаточно быстро, буквально, на 2–3-х фрезах.
И последний совет: ставьте точную оснастку. По нашим наблюдениям, гидропатроны в сравнении с цанговыми патронами увеличивают ресурс фрез на 30%, а термопатроны еще больше. Биения уменьшаются примерно в 3 раза, фреза меньше вибрирует и меньше бьется об материал во время работы, соответственно, медленнее затупляется».
* * *
Алмазный инструмент для скоростного раскроя по технологии нестинг имеет свои особенности: направление отвода стружки, количество и расположение зубьев, диаметр, материал корпуса, аксиальные углы, рабочую высоту и прочие. Мы рассмотрели те вопросы, с которыми может столкнуться рядовой пользователь.
Для полноценного и быстрого нестингового раскроя плитных материалов за один проход нужно довольно мощное оборудование: тяжелый станок с жесткой конструкцией, полуавтоматической или автоматической сменой инструмента и шпинделем мощностью около 10 кВт. Ходовые алмазные фрезы, используемые при этом, имеют диаметр 12 мм и рабочую высоту около 21 мм, рассчитанную на обработку плит 16 мм и 18 мм. Фрезы Z3+3 (компрессионные, с 3-мя зубьями) работают в термо- или гидропатронах при скоростях подачи 20–25 м/мин, а фрезы Z2+2 — в цанговых патронах, на 15–17 м/мин. Направление выброса стружки (позитивное и негативное) подбирается под задачу. Фрезы можно переточить 2–4 раза, при этом пробег между заточками составит около 10 км по ЛДСП, чего хватает, в среднем, на 250 листов.
Впрочем, если послушать опытных людей, то можно сделать вывод: нельзя просто так взять и выбрать алмазную фрезу, нужно еще и уметь ею работать. К примеру, эксперты в один голос сетуют на операторов, которые «зажимают» скорость подачи алмазного инструмента, получают сколы на ламинате, а потом жалуются на фрезы, которые на самом деле остаются острыми.
Помните, что нюансов и сложностей в нестинге очень много, поэтому обращайтесь за советами к специалистам. Они помогут подобрать инструмент, обороты и прочее. От заказчика требуется сообщить, что и при каких рабочих режимах он собирается делать.
Если у вас нет такой возможности, то правильно подбирайте рабочую высоту и направление выброса стружки, используйте точную оснастку, настраивайте режимы работы, следите за инструментом, своевременно чистите его, устанавливайте мощную аспирацию и оптимизируйте карты раскроя.
Николай Фефер