Урок 8
Трехстороннее фрезерование
Last updated
Was this helpful?
Трехстороннее фрезерование
Last updated
Was this helpful?
Данный раздел урока на реконструкции!
Пошаговая инструкция по выполнению упражнения урока. В данном уроке мы рассмотрим способ как делать обработку детали долее чем с двух сторон. Количество переворотов ограничено лишь целями вашего проекта. При желании используя этот способ деталь можно обработать с 6 сторон (верх, низ, левая, правая, передняя и задняя). Создание проекта для трехсторонней фрезеровки
Для создания проекта фрезеровки с трех сторон понадобится три модели ArtCAM (по одной на каждую сторону), а также вспомогательные модели (масштабирование stl, создание заготовки, кондукторы).
В данном уроке будет показано как при помощи 3-х осевого фрезерного станка можно изготавливать изделия требующие обработки поверхностей с множества сторон.
Для того, чтобы понять минимальные и достаточные размеры заготовки материала из которой будет создаваться статуэтка, необходимо сделать масштабирование и произвести некоторые расчеты.
Запускаем ArtCAM, нажимаем кнопку Новый проект.
Создаем новую модель с размерами заведомо большими, чем наша будущая статуэтка. Например: ширина 400 мм, высота 250 мм, положение начала координат по центру модели.
Для удобства, задаем имя для этой модели: STL (это поможет не запутаться в будущем при переключении между моделями).
Скачиваем приложенный файл на компьютер:
Загружаем 3D модель животного через соответствующее меню: Рельеф > Импорт > Импорт 3D модели...
Работая с окном Вставка 3D-модели, модель можно вращать, масштабировать, выравнивать. Для визуализации изменений нужно нажать кнопку Применить. После нажатия кнопки Вставить, STL файл запечется в рельеф модели - и все изменения станут необратимыми.
По одному из условий задания к этому уроку будет толщина статуэтки равная 40 мм. Сейчас необходимо подобрать этот размер.
Нажимаем кнопку По центру > Применить.
Поворот по Z 90° > Применить:
Поворот по X 90° > Применить:
Нажимаем кнопку По центру > Применить.
Теперь необходимо задать нужную толщину. Для этого меняем размер по Z и указываем 40 мм. Нажимаем кнопку Применить. По центру > Применить. Видно что хряк вырос в размерах:
Поскольку фрезеровка будет происходить на половину толщины заготовки с каждой из трех сторон, то необходимо опустить модель на половину ее толщины.
Для этого в положении по оси Z указываем -20 мм. Нажимаем кнопку Применить:
Теперь можно нажать кнопку Вставить, для того чтобы сохранить все изменения.
Сейчас необходимо определиться с размерами будущей заготовки. Для начала создадим векторный контур вокруг рельефа: Вектор > Создать > Граница рельефа > Создать границу.
Теперь выбираем вновь созданный вектор и создаем новый вектор по периметру: Вектор > Создать > Граница рельефа > Векторная граница. В открывшемся окне необходимо указать величину смещения в миллиметрах. Математика тут следующая максимальный диаметр инструмента при помощи которого будем производить обработку (в нашем случае это фреза ⌀12мм), плюс 15 мм по периметру.
То есть 12 + (15 /2) = 19,5 мм.
Если посмотреть размеры полученного прямоугольника это будет: 149,906 мм х 100,231 мм. При помощи инструмента Преобразовать меняем размер до целых круглых значений: 150 мм х 100 мм. Выравниваем прямоугольник по центру модели.
Создание заготовки
Создаем новую модель, ширина 150 мм, высота 100 мм, положение начала координат по центру модели, и указываем ей имя: Stock.
В модели создаем прямоугольник с теме же размерами (150 мм х 100 мм). Теперь необходимо нарисовать четыре отверстия (6 мм) под шканты с одинаковым небольшим отступом (5-10 мм) от углов.
Используя эти вектора необходимо создать управляющую программу и вырезать необходимое количество заготовок (исходя из имеющийся толщины материала).
После фрезеровки заготовки необходимо очистить от пыли (при необходимости подшлифовать края) и склеить:
Для склеивания понадобится: чистая поверхность, влажная тряпка, кисточка, столярный клей, шканты и струбцины.
Необходимо наносить клей на все склеиваемую поверхность, равномерно распределяя клей при помощи кисточки.
Шканты помогают позиционировать заготовки относительно друг друга, без них получить ровную большую заготовку крайне проблематично, так как при сжимании струбцин, заготовки будут разъезжаться в стороны из-за клея.
Торчащие части шкантов срезаются при помощи столярного ножа или пилы.
После совмещения всех заготовок, необходимо их спрессовать при помощи струбцин:
Излишки клея удаляются при помощи влажной тряпки и кисточки.
Процесс высыхания клея может занимать до 24 часов (в зависимости от клея. Точное время высыхания лучше прочитать на упаковке). На следующий день полученную большую заготовку необходимо отшлифовать со всех шести сторон.
После шлифовки, необходимо взять реальные размеры заготовки по трем сторонам, эти числа понадобятся при создании моделей и написании управляющей программы (размеры учитываются с точностью до миллиметра).
Создаем новую модель, ширина 150 мм, высота 100 мм, положение начала координат по центру модели, и указываем ей имя: Left side.
Загружаем 3D модель кабана через соответствующее меню: Рельеф > Импорт > Импорт 3D модели...
Изменяем размер и позиционируем модель точно также как и ранее:
При фрезеровании в несколько переворотов одним из ключевых моментов является позиционирование STL файла точно по центру модели, иначе при фрезеровании другой стороны произойдет смещение, и изделие будет испорчено.
Создаем вектор который будет ограничивать стратегию. Для начала создадим векторный контур вокруг рельефа: Вектор > Создать > Граница рельефа > Создать границу.
Далее делаем смещение вектора наружу на 5 мм.
Далее необходимо в ручную создать перемычки, которые будут удерживать статуэтку во время фрезерования.
Здесь необходимо понимать с какой из сторон будет производится обработка. В данном примере фрезеруется низ, левая и правая стороны. Соответственно перемычки необходимо создавать с верхней стороны модели. Для этого рисуем три прямоугольника одинакового размера и позиционируем их на прямых участках контура модели.
Теперь при помощи инструмента Редактор формы, можно задать толщину перемычкам. Толщина в 2-3 мм является оптимальной, главное чтобы перемычки не сливались с рельефом статуэтки их в последствии легко можно было удалить.
Теперь можно приступить к написанию управляющей программы.
Для работы понадобится три фрезы: 6 мм концевая фреза (вырезание кондуктора и выставление нулей), 12 мм концевая фреза (черновая обработка), 2 мм сферическая коническая фреза (чистовая обработка).
Создаем траекторию 3D обработки ограниченную вектором. В чистовой обработке выбираем стратегию Смещенная спираль 3D, включаем параметр переходы по поверхности. В черновой обработке выбираем стратегию Растр (для черновой фрезы шаг по Z 5 мм).
Слои по Z автоматически. Подводы > Наклонное врезание (это поможет уменьшить давление на заготовку при черновом фрезеровании). Безопасная Z 10 мм.
Ноль по Z по верху заготовки. В толщине материала указываем половину от реальной толщины заготовки (в примере это 49 мм -> 24,5 мм), со смещением вниз:
Также необходимо изменить положение начальной точки на нижний левый пиксель (Модель > Задать положение) и сделать пересчет стратегии:
На предпросмотре траектории должен получится следующий вид:
Управляющая программа для первой из трех сторон готова, перейдем к противоположной стороне.
Создаем новую модель, ширина 150 мм, высота 100 мм, положение начала координат по центру модели, и указываем ей имя: Right side.
Загружаем 3D модель кабана через соответствующее меню: Рельеф > Импорт > Импорт 3D модели...
Изменяем размер и позиционируем модель точно также как и ранее, с единственным отличием, что на последнем шаге STL необходимо перевернуть по оси X еще на 180°:
Создаем перемычки на тех же местах, что и на другой стороне модели. Указываем такую же толщину. В итоге перемычка получится толщиной в 4 мм (что вполне достаточно для удержания статуэтки во время фрезеровки).
Далее создаем стратегию 3D обработки. Перемещаем нулевую точку в нижний левый угол:
Создаем новую модель, ширина 150 мм, высота 49 мм, положение начала координат по центру модели, и указываем ей имя: Bottom side.
Загружаем 3D модель кабана через соответствующее меню: Рельеф > Импорт > Импорт 3D модели...
Изменяем размер и позиционируем модель таким образом, чтобы копыта торчали вверх по отношению к оси Z, голова кабана находилась с той же стороны, что и в предыдущих моделях:
Далее необходимо поместить кабана ровно по центру нашей заготовки, для этого нужно текущий размер по Z разделить пополам, и занизить STL на полученное число.
То есть Z => 61.332 мм / 2 = 30.666 мм => Положение по Z = -30.666 мм:
Создаем вектор который будет ограничивать стратегию. Для начала создадим векторный контур вокруг рельефа: Вектор > Создать > Граница рельефа > Создать границу.
В данном случае нет необходимости делать смещение вектора, так как обработка нужна только для ног с внутренней стороны (внешние стороны и так обрабатываются в моделях Left side и Right side).
Тоже самое в отношении перемычек, при фрезеровании нижней стороны, в них нет необходимости.
Правильно указываем ноль по Z, он должен находится, точно также как и в других моделях по верху заготовки. В толщине материала указываем половину от реальной толщины заготовки по этой оси (в примере это 100 мм -> 50 мм), со смещением вниз:
Далее создаем стратегию 3D обработки. Предварительно не забыв переместить нулевую точку в нижний левый угол:
Для того, чтобы на станке фрезой точно попасть в угол модели необходимы кондукторы для каждой из сторон. Так как спозиционировать фрезу с необходимой точностью в ручную не представляется возможным.
Создаем новую модель с размерами заведомо большими, чем наша будущая статуэтка. Например: ширина 400 мм, высота 250 мм, указываем ей имя: Conductor.
положение начала координат по нижнему левому углу (угол совпадает с положением в моделях: Left side, Right side, Bottom side).
Далее создаем два прямоугольника в реальный размер нашей заготовки, для Left side и Right side это 150 мм х 100 мм, для Bottom side это 150 мм х 49 мм.
Прямоугольники позиционируем по левому нижнему углу модели и переносим их на отдельные одноименные векторные слои: Left & Right side, Bottom side.
Поскольку обработка по контуру будет производится фрезой по внутренней стороне векторов, то обязательно нужно сделать карманы для захода фрезы (для того чтобы получить внутренний угол равный 90°). Для кондуторов используется концевая фреза диаметром 6 мм, следовательно нужно сделать карманы с радиусом чуть больше диаметра фрезы -> 3.5 мм.
Далее создаем стратегию реза по внутреннему контру. Здесь придется подобрать припуск, для того, чтобы заготовка помещалась внутрь кондуктора с тугой посадкой, но при этом не было люфтов.
Теперь проект полностью готов, и можно приступать к фрезерованию.
После фрезерования необходимо удалить перемычки при помощи ручного инструмента, и отшлифовать поверхности, где они крепились.
После фрезерования необходимо удалить перемычки при помощи ручного инструмента, и отшлифовать поверхности, где они крепились.
Необходимо найти 3D модель любого животного, которое реально изготовить при помощи фрезеровки с трех сторон. При масштабировании модель зверя должна быть 40 мм по толщине.
Далее необходимо подготовить заготовку основываясь на размерах полученных после масштабирования STL.
Затем готовится проект: 3 модели для фрезеровки с каждой из сторон, плюс отдельная модель для кондукторов.
Изготовленная модель должна быть без смещений и других дефектов.
На изображении ниже, сторона Bottom side смещена по Z в сторону центра модели.
