Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Фрезерная обработка металла: классификация, особенности технологии

Фрезерная обработка металла: классификация, особенности технологии

Фрезерная обработка металла

Механическая обработка металла — технологически сложный процесс. Эта необходимая часть работы с деталями, которые впоследствии будут использованы в различных сферах. Наиболее распространенной является фрезеровка металла. Заготовка подвергается обработке специальным инструментом — фрезой. Она представляет собой сверло, заточенное под определенным углом, или дисковую пилу нестандартной формы. Многозубчатый прибор, двигаясь на большой скорости за счет работы станка, удаляет слой металла необходимой толщины на заготовке. Фрезеровка — востребованный способ обработки деталей.

Развитие технологии фрезеровки металла

На протяжении длительного периода времени фрезерная обработка осуществлялась в ручном режиме. Человеческий фактор влиял на большое количество брака, неточных срезов. Даже опытные токари не справлялись с криволинейными поверхностями, что затрудняло изготовление многих металлических деталей.

Впоследствии все автоматизировалось. Появление станков с возможностью программирования дало новый толчок к развитию сложной обработки металла. Это упростило работу фрезеровщиков, за все отвечал станок ЧПУ, в который загружали определенную программу.

Современные фрезеровочные станки

На современном этапе во фрезеровочных станках используется луч лазера. Высокоточное оборудование позволяет работать быстро. Но и станки стоят гораздо дороже. Такие станки являются прототипом 3D-принтера. Возможность одновременной работы в трех плоскостях сокращает затраченное время. Работа на этом оборудовании, кроме непосредственной обработки заготовки, подразумевает и верное написание программы.

Классификация фрезеровочных работ

Однозначной классификации этого типа работ по металлу не существует, слишком много особенностей и нюансов, разнообразия деталей. Но основные критерии можно выделить. По методу фиксации заготовки на станине:

  • горизонтальная;
  • вертикальная;
  • угловая.

Последняя используется реже, но этот метод позволяет работать с деталями сложной конструкции.

Сама фреза также разделяется на виды:

  • торцевая;
  • концевая;
  • периферийная;
  • фасонная.

Зубья фрезы периферийные

Торцевая фреза используется при необходимости сделать канавку на детали, просверлить «колодец», подсечку, окошко. Концевой тип фрезы предназначен для работы с крупными деталями. С помощью фасонной фрезеруются металлические профили. Если зубья фрезы периферийные, отличительной чертой станет оставшаяся стружка в виде знака запятой.

Направление вращения режущего элемента имеет следующие градации:

  • встречное (на зубья фрезы);
  • попутное (под зубья).

Для этого пункта характерно совмещение способов обработки. К примеру, для массивных деталей предварительная обработка выполняется встречным методом, а окончательные работы — попутным. Поверхность детали при встречной фрезеровке получается более шершавой, но такой метод позволяет существенно снизить процент брака.

Преимуществом этого метода обработки металла является не только высокаю функциональность, но и возможность изготовления множества деталей. Фрезеровка применяется в автомобиле и авиа-проектировании, строительстве различных масштабов. С помощью станков ЧПУ или лазерных установок создают окна и работают даже с ювелирными изделиями. Фрезеровочным работам поддаются разные виды металла: закаленная сталь, чугун, медь, бронза, алюминий, латунь и даже титан.

Фрезерная обработка металла

Технологические этапы процесса

Работа фрезеровщика начинается с анализа детали и вида работ. В соответствии с полученными данными подбирается тип фрезы. Режущий элемент надежно фиксируется на шпинделе станка. После этого происходят следующие технологические этапы:

  • на станину закрепляется металлическая заготовка;
  • шпиндель фрезеровочного станка включается на небольшой скорости вращения;
  • деталь на станине подводится к фрезе до минимального соприкосновения для проверки перед началом работы;
  • станина отодвигается, шпиндель останавливают;
  • выставляются необходимые параметры резки (глубина, скорость вращения шпинделя);
  • после включения станка заготовка вновь подводится под фрезу, начинается процесс обработки.

Если речь идет о лазерном станке ЧПУ, процесс может проходить в двух вариациях:

Детали для фрезеровки

  • в обозначенном месте луч лазера выжигает необходимую форму, после чего каемка шлифуется;
  • лазер снимает слои металла с заготовки, проходя по одному и тому же месту несколько раз.

Финансовые и временные затраты на фрезерование металлических заготовок зависит от сложности геометрии будущей детали. Необходимо также всегда учитывать опыт мастера и наличие необходимого оборудования. Только прошедшие специальное обучение работники имеют доступ к данным станкам.

Фрезерная обработка металла: основные принципы и сведения

Фрезерная обработка в последнее время набирает большую популярность, поэтому столь же востребована, как сверление деталей и токарная обработка. Суть её заключается в срезании слоя металла при помощи вращающейся, зубчатой фрезы. Фрезерование можно выполнять на заготовках из разных материалов, причем проделывается это как на специальных станках, так и вручную.

Фрезерная обработка

Назначение фрезерной обработки

При помощи различного вида фрез, можно более точно и качественно выполнять фрезеровку деталей. Это могут быть различные материалы, но наиболее распространенная обработка на металлах. А при помощи современных станков, оборудованных системами ЧПУ, есть возможность уменьшить количество брака, а также управлять при помощи не сложных числовых программ. Сейчас фреза заменена на лезвие в качестве рабочего инструмента, что и позволило уменьшить вероятность брака, делая заготовки максимально точно.

Для чего же нужна в обработке фрезеровка? При её помощи можно проводить отрезку в металлах, шлифовать, наносить специальные узоры, гравировать, а также делать токарные и другие работы в разных видах деятельности. В набор входит несколько многозубчатых, режущих фрез, а их крепление в станках определяет горизонтальный или вертикальный тип работы. В производстве также может использоваться фрезерование под некоторым углом, для чего предварительно устанавливают фрезу в необходимом направлении. В зависимости от вида обрабатываемой продукции, такое фрезерование имеет несколько способов. Но стоит отметить, что используется немалое количество разнообразных фрез, в частности это цилиндрические, торцевые, концевые, зубчатые, фасонные, а также более сложные.

Сферы применения фрезеровки довольно разнообразны, она может использоваться в металлообработке, машиностроении, в ювелирном производстве, деревообработке и даже в дизайне и архитектуре.

Обработка металла фрезерованием производится вне зависимости от его прочности. Фрезы выбирают, исходя из того, какая нужна обработка, для плоскостей используют цилиндрические или торцевые типы фрез, в последних подбирают несимметрические схемы резания. То есть если детали правильной прямоугольной, квадратной и подобной формы, то чаще всего применяется два эти способа. Одинаковую профильную деталь можно сделать цилиндрической фрезой или с торца.

Фрезерование металла

Фрезерная резка алюминия считается в наше время довольно популярной, так как алюминий широко используется в эксклюзивном дизайне, интерьере, для рекламных элементов, операторской техники и пр. Благодаря его легкости, прочности и низкой температуре плавления, он широко используется и с него не сложно вырезать различные изделия. На деталях сувенирных изделий, маркетинговой и кухонной продукции на современных высокотехнологических станках можно делать надписи, узоры, рельефность и пр. При этом они получаются без заусенцев, правильного габарита и формы, а также с идеальными краями.

Читайте так же:
Пилы для деревообрабатывающих станков

Не малую популярность в наше время набрала объемная фрезеровка пластика, в особенности в 3D виде. Это довольно востребованные услуги, которые применяются для промышленных изделий, корпусов. Причем детали быстро делаются, так как довольно быстро работает станок фрезерно-гравировального типа, а цена за выполненные работы невысокая. Обрабатываются как шлицевые, так и фасонные и зубчатые детали, а также проделывают обработку отверстий, торцов, пазы. Из пластика в 3Д виде можно фрезеровать декоративные и пр. детали, формы для литья, полимерные корпуса и многое другое, создавая оригинальные и нужные формы изделий.

Фрезерная обработка под контролем приборов

Классификация фрезерных работ

Как уже упоминалось, в зависимости от используемой фрезы, различают несколько видов фрезерования, а именно:

  • Торцевое фрезерование, суть которого состоит в получении определенной формы деталей при помощи торцевой фрезы. Это необходимо в большинстве случаев для вырезания в изделиях подсечек, канавок, окошка, а также “колодец”, канавку и т. д. С её помощью также производят обратное фрезерование торца из внутренней части разного плана изделий. Фрезеровка торца нужна для получения деталей более точных габаритов, простоты монтажа и, по сути, срезанные торцы служат для передачи сжимающих усилий.
  • Концевые, которые нужны для образований уступов в плоскостях вертикальной или горизонтальной формы.
  • Цилиндрические, отличающиеся получением изделий в плоскостях соответствующей фрезой в обратном положении.
  • Зубчатое.
  • Фасонное, заключающееся в создании фасонных (сферы, эллипсы и пр.) деталей неправильной формы. Это фрезерование при помощи специальных фрез, в результате чего получаются фасонные изделия.

Виды фрезеровочных работ

Также распространены в разных направлениях деятельности много других видов фрез, которые отличаются многофункциональностью, большими возможностями и точностью в выполнении работ. Используются винтовые канавки для создания зенкер, сверл и другого, отрезной фрезой нарезают различного габарита бруски, к тому же можно получить сложную форму детали криволинейным типом фрезы. Стоит отметить отличие фрезерования двойными дисками, шлицевую лезвию для создания пазов в деталях, а также более сложные формы их. Также можно создать определенную форму при недолгом применении видов фрезерования.

Кроме классификации фрезерования по видам фрез, также существует распределение их на вертикальное расположение в станке, горизонтальное и под углом.

Станки для таких работ, в свою очередь, разделяют на механические и лазерные. Существует направление режущего, движущего элемента совместно с изделием, что принять называть попутным типом обработки. Если же навстречу резцу движется изделие, тогда это считается встречная фрезеровка.

Стоит также отметить профильное фрезерование деталей как деревянных, так и металлических и пр. Это отличается в изделиях, которые идут выпуклой либо вогнутой формы. В этом случае необходимо более тщательно подходить к выбору технологического типа, что зависит в основном от габарита детали и сложности профилирования. Данный вид процесса проходит в три этапа: предварительная грубая и частично чистая фрезеровка, получистая и напоследок окончательная чистая. Часто для получения деталей высокого качества финишную обработку производят с большими подачами, а предыдущие операции выполняют отдельно на разных станках.

Так как для фрезеровки деталей цилиндрическим способом производится при не столь хорошем креплении, то чаще всего профильное фрезерование изделий делается торцевым способом. В основном это универсальный способ для многосерийного промышленного изготовления. В этом случае есть возможность воспользоваться несколькими способами фрезерования разных плоских поверхностей. Это использование двух зубил, фрез большого диаметра и нескольких зубил одновременно.

Типы фрез

Работа в таком режиме может происходит значительно быстрее и спокойно, в особенности при использовании нескольких фрез сразу, расположенных с разных сторон от изделия. По этой причине фрезерование плоскостей при помощи торцевых фрез, более применяемое в производстве.

Осуществляется фрезерование, помимо этого, также при помощи ионного луча. Это относительно новый и высокотехнологический процесс, позволяющий удалить максимально точный слой металла. Ионное фрезерование производится под воздействием атома гелия на поверхность, главным условием является контроль напряжения и энергии. Другими словами, сегодня не обязательно полировать или шлифовать детали, это можно сделать на атомном уровне, а на раскаленный металл можно вставлять дополнительные детали.

Технологические этапы процесса

Что касается технологического процесса фрезеровки, то она состоит из несколько последовательностей, которым необходимо следовать:

  • Изделие осторожно подводят со стороны поверхности, необходимой для обработки, к фрезеру, который в это время вращается.
  • Отведя стол, отключают шпиндель, чтобы он не вращался.
  • После этого нужно задать требуемую глубину прорезания.
  • Запускают шпиндель.
  • Изделие, расположенное на столе, вместе с ним подводят к стыковке с фрезой.

Обработку металлических деталей цилиндрической фрезой производят при длине фрезы на 10-15 мм более, чем есть изделие, а диаметр её подбирается, исходя из толщины разрезания и ширины. При выборе торцевых фрез работа будет делаться не так шумно, поскольку детали надежнее прикрепляются. Производительность предприятия будет высокой при использовании набора фрез, так как во многом упрощается задача. Все зависит от применяемых фрез, а это: совместные фрезы, зубила, двумя дисками одновременно, набора фрез, расположенных с разных боков заготовки и пр. Фрезерование плоскостей несколькими торцевыми фрезами делает сразу несколько обрезаний, а также исключает удары при работе.

Фрезеровщик на рабочем месте

Современные технологии позволяют проводить безопасную и с меньшим процентом брака обработку на токарно-фрезерных станках, оборудованных системами ЧПУ. В некоторых случаях, как при обработке деталей повышенной твердости, можно на них делать шлифовку. Они гарантируют получение изделий по максимуму точной геометрической формы, а также производительность. Бывают как специального назначения, так и общего использования, но небольшие детали дома можно обрабатывать ручным электрическим фрезером. Управление на компьютере позволяет задать все параметры и выполнять максимально точно, к тому же есть возможность рассчитывать и создавать 3D модели непосредственно на станке.

Читайте так же:
Магнитный пускатель 220в для чего нужен

Фрезерный станок с ЧПУ

Благодаря современным технологиям, фрезерная обработка приобретает большую популярность в разных отраслях производств. Что касается металла, то можно на станках делать как алюминиевые, так и стальные, титановые изделия. Вне зависимости от материала, фрезерованием можно делать детали специального назначения, эксклюзивные, ювелирные и др. И только на станках, оборудованных системами ЧПУ, можно выполнять лазерную фрезеровку деталей сложной формы. Это дорогостоящая, но качественная обработка возможна без предварительной шлифовки.

Фрезеровка металла в домашних условиях

Шайба для крепления видеокамеры с магнитным штативом. Токарный станок ТВ16, сверла китайские https://goo.gl/XCR7lk…

Группа https://vk.com/tokarka42 Сайт http://tokarka42.ru/ Отрезной резец http://ali.pub/2jar7.

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Очередное видео о жизни мастерской по металлообработке в одесских гаражах. Желаю всем приятного просмотра…

Токарная обработка металла РУССЕРВИС http://www.rus-service.com/vidy-obrabotki/tokarnaya-obrabotka-metalla Мы осуществляем токарную обраб…

Курс “Токарное мастерство”, раздел 4, видеоурок 4-1 Условия образования резания, элементы резца, движения…

Несколько слов о подборе подач,на какие ощущения следует ориентироваться.

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Ссылочки на ВМПАВТО: Сайт http://smazka.ru/?utm_source=negoda Канал https://www.youtube.com/user/VMPAUT0 токарка бронзовой гайки для станка.

Заточка резца под чистовую обработку – результат чистая зеркальная поверхность детали.

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Как сделать куб в кубе на токарном станке из одного куска металла на токарном станке без фиксации внутренне…

Токарная обработка деталей большого диаметра на станках с ЧПУ. Механический завод «Спецмашмонтаж».

Небольшая подборка работы с металлом на станках с ЧПУ. Фрезерование, токарная обработка, сверление в slow motion.

Калёная сталь простой метод токарной обработки. резец т5к10 при использовании касторового масла. режет на…

Державка http://ali.pub/27ww4m Пластинки http://ali.pub/2mvr0h Группа https://vk.com/public151927902 Группа https://vk.com/tokarka42 Сайт …

Уникальный для нашего города токарный станок. Обдирае поковку. На выполнение этой токарной работы выделено…

Ссылка на резец http://ali.pub/u2p4b Ссылка на пластинки http://ali.pub/5cs6r Группа в VK https://vk.com/tokarka42 САЙТ http://tokarka42.ru/

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

обработка металла видео

Художественная резка металла…

Обработка Металла • 2 дня назад

Художественная резка металла …

Антикоррозийная обработка металлов…

Сергей Сергеев • 2 дня назад

Всем добра! Зашёл,посмотрел, оцени! Тебе не сложно мне приятно. Поделись коментарием если …

Валера Иванов • 5 дней назад

Металл-А Трейд. Обработка металла на ЧПУ станках о…

Metall-A Trade • 10 дней назад

ООО “Металл-А Трейд” Предоставляем услуги: -лазерная резка металла от 0,5-10 мм;…

Токарная обработка металла…

Вездеход ТСН 74 • 11 дней назад

Токарная обработка металла Заказ по телефону 8 9080409013 вацап и вайбер. Сделайте гусенич…

Механическая обработка металла…

Металл Сервис Тамбов • 11 дней назад

Механическая обработка металла и изготовление нестандартных узлов и деталей из стали и спл…

Пескоструйная обработка металла – obrabotka.ru…

Obrabotka RU • 18 дней назад

Профессиональная пескоструйная обработка и защита любой поверхности. Наше качество выше на…

Обработка металла на настольном станке ЧПУ…

EvgenCNC • 20 дней назад

Обработка стали, 3D в чугуне, штамп из латуни. По вопросам приобретения станка: [email protected]…

Обработка металла огнезащитной-антикоррозийной кра…

Огнезащитные материалы Ферум • 1 месяц назад

Обработка металлоконструкций огнезащитной краской Ферум-АС. Краска на органической основе,…

Стеклоструйная обработка мелких изделий из металла…

Оборудование SAPI GMBH • 1 месяц назад

ООО «САПИ» оказывает комплекс услуг по стеклоструйной обработке изделий из металла (в т.ч….

Академия цвета – пескоструйная обработка металла в…

Подслушано • 1 месяц назад

Нереальная обработка металла на токарном станке…

Đam Mê Phượt • 1 месяц назад

các bạn nhớ đăng ký kênh để xem được nhiều video hay từ kênh lưu ý:khi xem các bạn chọn và…

Обработка металла лазером компания Dewmark…

ООО Дьюмарк • 1 месяц назад

Заказать резку лазером можно на сайте …

Обработка металла лазером компания Dewmark…

ООО Дьюмарк • 1 месяц назад

Заказать резку лазером можно на сайте …

Номинация “Художественная обработка металла&q…

Чеченский государственный педагогический университет • 1 месяц назад

Я ЗАЛИП И ПЕРЕМАТЫВАЛ ТРИЖДЫ УДИВИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТК…

HIGH TECHNO • 2 месяца назад

Возможности станка с ЧПУ, точная обработка металла…

seayac Инструментальная компания • 2 месяца назад

Технология прессования и обработка металла на тока…

svetberi.rf • 2 месяца назад

При технологии прессования прессом вырезается необходимая форма детали из металла. Данная …

Станки для обработки металла, OSTAŠ (Турция)…

Сварочное оборудование для промышленности – ИНТЕРТЕХПРИБОР • 2 месяца назад

Компания OSTAŞ поставляет большой ассортимент металлообрабатывающих станков: листогибы, пр…

  • Дальше

как обрабатывать металл видео Видео

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Это столбики из 3/4″ трубы предназначены для обозначения границ земельного участка, разумеется, они будут…

Обработка раскалённого металла прессом. Сварка, сварочные электроды и всё что с этим связано,имеет прямое…

Как удалить и обработать ржавчину,как обработать место очищенное от ржавчины Подписывайтесь на канал…

Описание: Научно-популярный фильм “Пластическая деформации”. Обработка металлов давлением — технологическ…

Обработка металла резанием в замедленной съемке! Немцы творят чудеса, машины ,Техника, необычные машины…

Подборка оригинальных самодельных инструментов для обработки металла в домашней мастерской Ссылки на…

Фильмы перезаписанные и оцифрованные с киноплёнки.

Заточка резца под чистовую обработку – результат чистая зеркальная поверхность детали.

Обработка металла , зачистка волшебным диском Ссылка на группу в контакте:http://vk.com/sotmed.

Точение нержавеющей стали марки 40Х13 на токарном-универсальном станке резцом с механическим креплением…

Очередное видео о жизни мастерской по металлообработке в одесских гаражах. Желаю всем приятного просмотра…

Читайте так же:
Чем крепится заготовка в планшайбе

Замена порога, ремонт крышки багажника. Применение грунтов: антикоррозийный, цинкосодержащий, эпоксидный,…

Сравнение пескоструйной обработки металла с химической. Проверка преобразователя ржавчины. http://strya.bn31.ru/

Как обработать металл от коррозии перед покраской автомобиля. Личный опыт антикоррозионной обработки…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Обработка металла ( фрезерование) видео Видео уроки

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Высокоскоростное фрезерование металлов. Фрезерование это процесс механической обработки, при котором…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Фрезерование и сверления металла в замедленной съемке. Красивая Фрезеровка металла в замедленной съемке….

Пластинки для фрезы http://ali.pub/24bbk9 Магазин с пластинками по каленке http://ali.pub/24bcwv Группа https://vk.com/tokarka42 Группа…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Чумовой станок чпу фрезер – 5 координатный фрезерный станок CNC фрезерная обработка металла. Фрезерные работ….

a-detall.ru Наша команда специалистов оказывает услуги по лазерной резке, гравировке и фрезеровке различных…

Здесь я выкладываю материалы которые были урезаны и не включены на канале Pashkin Frezer.

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Фрезерование листового металла.

Эксперимент по фрезеровке бронзы с помощью ручного фрезера. Как видно из этого эксперимента, бронза вполне…

На базе Учебного Центра Прамет в Москве проводятся ежемесячные семинары по эффективной металлообработке….

Вышла новая часть кино эпопеи связанной с наглядными примерами производства и обработки изделий из стали….

Небольшая подборка работы с металлом на станках с ЧПУ. Фрезерование, токарная обработка, сверление в slow motion.

Применение стали Гадфильда для изготовления решеток в тюрьмах явилось, пожалуй, самым издевательским приё…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Фрезерная обработка изделий из металла.

3 метода обработки пазов: – продольное фрезерование – с предварительной плунжерной выборкой металла – трохои…

холодная обработка металла видео YouTube

Содержание: 00:55 – Кристаллическое строение металлов и сплавов 06:00 – Внутренние напряжения 07:00 – Внутренние…

В фильмах идет речь о производстве различной продукции из металлов (бесшовные трубы, испарители холодильни…

Невероятно красивая обработка металла. Музыка в видео: Doors Down: Here without you Аранжировка и исполнение: Максим…

Наиболее характерным свойством металла является пластичность или способность притерпевать большую пласт…

Сварка трением или фрикционная сварка представляет собой процесс сварки давлением. Обе части металла,…

Технология, реализация, плюсы и минусы Инстаграм – https://www.instagram.com/piwell_inst/ Паблос – https://vk.com/pi_well TWITCH – https://go.twitch…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Посмотрев этот видеоролик вы узнаете о практическом применении холодной сварки: 0:00 принцип работы и преиму…

В этом видеоролике подробно показан процесс изготовления шара из листового металла в домашних условиях….

Екатеринбург тел 89041790002 [email protected]

Mulmic Co., Ltd. Производитель Китая Штамповка,штамп,лазерная резка,токарно-фрезерная обработка,пластиковые…

Декоративное напыление металла, Комплектующие для сборки аппарата напыления. [email protected]

Дополнительная информация по теме: http://metallurgu.ru/books/item/f00/s00/z0000020/st034.shtml.

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Все-таки дотянулись мои ручонки до этой технологии. Считаю, что для первого раза получилось довольно не…

Канал Металлообработка больше не будет обновляться… Попробуйте посмотреть группу в ВК – Металлист-станочн…

Изготовление заготовок для холодного выдавливания. Ротационная вытяжка. Сварка холодным способом. Обработ…

Фрезеровка печатных плат в домашних условиях

image

Я не люблю травить печатные платы. Ну не нравится мне сам процесс возни с хлорным железом. Там напечатай, тут проутюжь, здесь фоторезист проэкспонируй — целая история каждый раз. А потом еще думай, куда бы слить хлорное железо. Я не спорю, это доступный и простой метод, но лично я его стараюсь избегать. А тут случилось у меня счастье: достроил я фрезер с ЧПУ. Тут же появилась мысль: а не попробовать ли фрезеровать печатные платы. Сказано — сделано. Рисую простенький переходник c завалявшегося esp-wroom-02 и начинаю свой экскурс во фрезеровку печатных плат. Дорожки специально сделал мелкими — 0,5 мм. Ибо если такие не выйдут — то и ну нафиг эту технологию.

Тут нужно маленькое отступление. Есть несколько путей, как из cad’а получить набор gcode’ов для фрезеровки печатной платы. На мой взгляд, они расходятся в зависимости от того, какой САПР вы пользуетесь. Если вы любитель Eagle — то под него существуют специализированные и хорошо интегрированные решения: PCB-GCode, возможность напрямую открывать BRD-файлы в chilipeppr. К сожалению, не так давно Autodesk поменяла политику лицензирования орла, и теперь он уже не так сильно нравится сообществу (можно посмотреть мнение одного видного представителя сообщества).

Так как лично я делаю печатные платы раз в пять лет по большим праздникам — мне для проектирования вполне хватает KiCAD. Для него специализированных удобных решений я не нашел, но есть более универсальный путь — с использованием gerber-файлов. В этом случае все относительно просто: берем pcb, экспортируем нужный слой в gerber (никаких зеркалирований и прочей магии!), запускаем pcb2gcode — и получаем готовый nc-файл, который можно отдать фрезеру. Как всегда, реальность — злая зараза и все оказывается несколько сложнее.

Получение gcode из gerber-файлов

Итак, как получить gerber-файл, я особенно описывать не планирую, я думаю, это все умеют. Дальше нужно запустить pcb2gcode. Оказывается, он требует примерно миллион параметров командной строки, чтобы выдать что-то приемлемое. В принципе, документация у него неплохая, я ее осилил и понял, как получить какой-то gcode даже так, но все же хотелось казуальности. Потому был найден pcb2gcode GUI. Это, как подсказывает название, GUI для настройки основных параметров pcb2gcode галочками, да еще и с предпросмотром.

image

Собственно, на этом этапе получен какой-то гкод и можно пробовать фрезеровать. Но пока я тыкал в галочки, выяснилось, что дефолтное значение заглубления, которое предлагает этот софт, — 0,05 мм. Соответственно, плата должна быть установлена во фрезере как минимум с точностью выше этой. Я не знаю, у кого как, но у меня рабочий стол у фрезера заметно более кривой. Самое простое решение, что пришло в голову, — поставить на стол жертвенную фанерку, отфрезеровать в ней карман под размеры плат — и она окажется идеально в плоскости фрезера.

Читайте так же:
Плохая искра на бензопиле

Для тех, кто уже хорошо владеет фрезером, эта часть неинтересна. После пары экспериментов я выяснил, что фрезеровать карман обязательно нужно в одном направлении (например, подачей на зуб) и с захлестом хотя бы процентов на тридцать. Fusion 360 мне предложил сначала слишком маленький захлест и ездил туда-сюда. В моем случае результат получился неудовлетворительный.

Учет кривости текстолита

Выровняв площадку, я поклеил на нее двустороннего скотча, положил текстолит и запустил фрезеровку. Вот результат:

image

Как видно, с одного края платы фреза практически не задевает медь, с другого — слишком углубилась в плату, при фрезеровке пошли крошки текстолита. Посмотрев внимательно на саму плату, я заметил, что она изначально неровная: слегка выгнутая, и, как ты с ней ни мучайся, какие-то отклонения по высоте будут. Потом, кстати, я посмотрел и выяснил, что для печатных плат толщиной более 0,8 мм допуск ±8 % считается нормальным.

Первый вариант борьбы, приходящий в голову, — автокалибровка. По логике вещей — чего уж проще, плата омедненная, фреза стальная, приделал один проводок к меди, другой к фрезе — вот тебе готовый щуп. Бери да строй поверхность.

Мой станок управляется grbl’ом на дешевом китайском шилде. У grbl есть поддержка щупа на пине A5, но вот специального разъема на моей плате почему-то не выведено. Внимательно рассмотрев ее, я все же обнаружил, что пин A5 выведен на разъем SPI порта (подписанный как SCL), земля там тоже рядом есть. С этим «датчиком» одна хитрость — провода нужно переплести между собой. Во фрезере крайне до фига наводок, и без этого датчик будет постоянно давать ложные срабатывания. Даже после переплетения продолжит, но сильно-сильно реже.

image

Итак, датчик собран, тестером проверен, дальше важный вопрос — как проверить в grbl, что все в порядке и я не сломаю единственный гравер. Немного гугления показало, что ему нужно отправить команду G38.2 Z-10 F5.

Команда говорит: начинай спускаться вниз вплоть до –10 по Z (абсолютная это или относительная высота — зависит от режима, в котором сейчас прошивка). Спускаться будет очень медленно — со скоростью 5 мм/мин. Это вызвано тем, что сами разработчики не гарантируют, что спуск остановится ровно в момент срабатывания датчика, а не чуть позже. Поэтому лучше спускаться медленно, чтобы все остановилось вовремя и не успело уйти в плату по самое не балуйся. Лучше всего первый тест проводить, подняв голову на высоту сильно больше 10 мм и сбросив систему координат. В таком случае, даже если все не сработает и вы не успеете дотянуться до кнопки E-Stop’а, фреза не будет запорота. Можно провести два теста: первый — ничего не делать (и по достижении –10 grbl выдаст «Alarm: Probe Fail»), второй — пока оно едет вниз, чем-нибудь замкнуть цепь и убедиться, что все остановилось.

Дальше надо найти метод, как, собственно, промерить матрицу и исказить gcode как нужно. На первый взгляд, у pcb2gcode’а есть какая-то поддержка autoleveling’а, но поддержки именно grbl’а нет. Там есть возможность задать команды запуска пробы руками, но с этим надо разбираться, а мне, честно говоря, было лень. Пытливый ум мог бы заметить, что у LinuxCNC команда запуска пробы совпадает с командой grbl. Но дальше идет непоправимое различие: все «взрослые» интерпретаторы gcode’а сохраняют результат выполненной пробы в машинную переменную, а grbl просто выводит в порт значение.

Легкое гугление подсказало, что есть еще довольно много разных вариантов, но мне на глаза попался проект chillpeppr:

Это система из двух компонентов, предназначенная для игры с железом из вебни. Первый компонент — Serial JSON Server, написанный на go, запускается на машине, подключенной непосредственно к железке, и умеет отдавать управление последовательным портом по вебсокетам. Второй — работает у вас в браузере. У них есть целый фреймворк для построения виджетов с каким-то функционалом, которые потом можно засовывать на страничку. В частности, у них уже есть готовый workspace (набор виджетов) для grbl и tinyg.

И у chillpeppr’а есть поддержка autoleveling’а. Да еще и с виду он сильно удобнее UniversalGcodeSender’а, которым я пользовался до этого. Ставлю сервер, запускаю браузерную часть, трачу полчаса на то, чтобы разобраться с интерфейсом, загружаю туда gcode своей платы и вижу какую-то фигню:

image

Посмотрев в сам gcode, который генерирует pcb2gcode, вижу, что он использует нотацию, когда на последующих строках не повторяется команда (G1), а даются только новые координаты:

Судя по тому, что chilipeppr показывает только вертикальные движения, он видит строку G01 Z-0.12 здесь, но не понимает все, что идет после F200. Нужно переделывать на explict нотацию. Конечно, можно руками поработать или напилить какой-нибудь post-processing скрипт. Но никто еще не отменил G-Code Ripper, который среди прочего умеет бить сложные команды gcode’а (типа тех же дуг) на более простые. Он же, кстати, тоже умеет по матрице autoprobe’а искривлять gcode, но встроенной поддержки grbl’а опять нет. Зато можно сделать тот самый split. Мне вполне подошли стандартные настройки (разве что в конфиге пришлось заранее поменять единицы измерения на mm). Результирующий файл начал нормально отображаться в chilipeppr:

image

Дальше запускаем autoprobe, не забыв указать расстояние, с которого опускать пробу, и ее глубину. В моем случае я указывал, что надо опускать с 1 до –2 мм. Нижняя граница не так важна, ее можно поставить хоть –10, но я бы не советовал: пару раз неудачно выставил начальную точку, с который надо запускать пробу, и крайние точки оказывались за пределами платы. Если заглубление больше — можно и гравер сломать. А так просто ошибка. От уровня верхней границы напрямую зависит то, как долго он будет промерять поверхность. В моем случае реально плата почти никогда не уходила за пределы 0,25 мм вверх или вниз, но 1 мм как-то надежнее. Жмем заветную run и бежим к фрезеру медитировать:

Читайте так же:
Электрический резак по металлу

А в интерфейсе chilipeppr появляется потихоньку промеренная поверхность:

image

Здесь надо обратить внимание, что все значения по Z умножены на 50, дабы лучше визуализировать получившуюся поверхность. Это настраиваемый параметр, но 10 и 50 хорошо работают, на мой взгляд. Я достаточно часто сталкиваюсь с тем, что какая-то одна точка оказывается сильно выше, чем можно от нее ожидать. Лично я связываю это с тем, что датчик ловит-таки наводки и дает ложное срабатывание. Благо chilipeppr позволяет выгрузить карту высот в виде json’ки, ее можно руками после этого поправить, а потом руками же загрузить. Дальше жмем кнопку «Send Auto-Leveled GCode to Workspace» — и в перце уже загружен поправленный гкод:

В код добавлены перемещения по Z, которые должны компенсировать неровность поверхности.

Выбор параметров фрезеровки

Запускаю фрезеровку, получаю вот такой результат:

image

Тут видно сразу три момента:

  1. Проблема с неровностью поверхности ушла: прорезано (точнее, процарапано) все практически на одну глубину, нигде нет пропусков, нигде не заглубился слишком сильно.
  2. Заглубление недостаточное: 0,05 мм явно не хватает для этой фольги. Платы, кстати, какой-то неизвестный зверь с AliExpress, толщину меди там не указали. Слой меди бывает разный, наиболее распространенные — от 18 до 140 мкм (0,018—0,14 мм).
  3. Явно видны биения гравера.

Про заглубление. Подобрать то, насколько глубоко надо опускать гравер, несложно. Но есть специфика. Конический гравер имеет в проекции форму треугольника. С одной стороны, угол сведения к рабочей точке определяет, насколько инструмент тяжело сломать и как долго он проживет, а с другой — чем больше угол, тем шире будет рез при заданном заглублении.

image

Формула расчета ширины реза при заданном заглублении выглядит так (нескромно взята с reprap.org и исправлена):

Считаем по ней: для гравера с углом 10 градусов и точкой контакта 0,1 мм при заглублении 0,1 мм мы получаем ширину реза почти 0,15 мм. Исходя из этого, кстати, можно прикинуть, какое минимальное расстояние между дорожками сделает выбранный гравер на фольге выбранной толщины. Ну и еще, даже если вам не надо очень маленьких расстояний между дорожками, слишком глубоко фрезу опускать все равно не стоит, так как стеклотекстолит очень сильно тупит фрезы даже из твердых сплавов.

Ну и тут есть еще смешной момент. Допустим, у нас есть две дорожки, отстоящие друг от друга на 0,5 мм. Когда мы прогоним pcb2gcode, он посмотрит на значение параметра Toolpath offset (насколько отступать от дорожки при фрезеровке) и фактически сделает между дорожками два прохода, отстоящие друг от друга на (0,5 – 2 * toolpath_offset) мм, между ними останется (а скорее всего, сорвется) какой-то кусочек меди, и будет это некрасиво. Если же сделать toolpath_offset большим, чем расстояние между дорожками, то pcb2gcode выдаст warning, но сгенерирует только одну линию между дорожками. В общем случае для моих применений это поведение более предпочтительно, так как дорожки получаются шире, фреза режет меньше — красота. Правда, может возникнуть проблема с smd-компонентами, но маловероятно.

Есть выраженный случай такого поведения: если задать очень большой toolpath_offset, то мы получим печатную плату в виду диаграммы Вороного. Как минимум — это красиво 😉 На эффект можно посмотреть на первом скриншоте из pcb2gcode, что я давал. Там показано, как она будет выглядеть.

Теперь про биения гравера. Это я их зря так называю. Шпиндель у меня неплохой вроде и так сильно, конечно, не бьет. Тут скорее кончик гравера при перемещении изгибается и прыгает между точками, давая вот ту странную картину с точечками. Первая и основная мысль — фреза не успевает прорезать и потому перепрыгивает. Легкое гугление показало, что народ фрезерует печатные платы шпинделем на 50к оборотов со скоростью примерно в 1000 мм/мин. У меня шпиндель дает 10к без нагрузки, и можно предположить, что резать надо со скоростью 200 мм/мин.

Результаты и вывод

Учтя все это, промеряю новый кусок текстолита, запускаю фрезеровку и получаю вот такой результат:

image

Верхняя ровно так, как вышла из фрезера, нижняя — после того как провел по ней обычным точильным камнем пару раз. Как видно, в трех местах дорожки не прорезались. В целом по всей плате ширина дорожек плавает. С этим еще надо разбираться, но у меня есть предположение, в чем причина. Сначала я крепил плату на двусторонний скотч, и она достаточно часто отходила. Потом в паре мест прихватил еще краями головок саморезов. Вроде держаться стала лучше, но все равно немного играет. Подозреваю, что в момент фрезеровки она прижимается к площадке и из-за этого, собственно, не прорезается.

image

В общем, перспективы у этого всего есть. Когда процесс отработан, построение матрицы высот занимает минут пять-семь, потом непосредственно фрезеровка — пару минут. Вроде можно экспериментировать дальше. Зато можно потом сверловку делать на том же станке. Еще прикупить заклепок, и будет счастье! Если тема интересна, то могу написать еще одну статью про сверловку, двусторонние платы и пр.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector