Главная »Блог » Фрезеровка тонкостенной детали из карбона на Roland MDX-540
Фрезеровка тонкостенной детали из карбона на Roland MDX-540
К нам обратилась компания занимающаяся модингом аксессуаров для iPhone, с просьбой подобрать оборудование для фрезеровки карбона. Для теста мы взяли деталь у которой толщина стенок в самом тонком месте меньше 1мм. Сама по себе модель достаточно простая, но имеет уступы с двух сторон, что в свою очередь требует переворота детали в процессе обработки. Основным требованием при обработке детали являлась высокое качество боковой поверхности, чтобы на нем отчетливо была видна текстура карбона. Кстати, сам по себе материал карбон, представляет собой набор ткани сделанной из углеродных волокон, спрессованный и склеенных между собой эпоксидной смолой. При этом материал сам по себе достаточно легкий, но при этом очень жестки и прочный. Его срез же при этом достаточно красивый, и чем то схож с материалами типа G10 также используемыми в качестве конструктивных и декоративных материалах.

Если посмотреть на модель то она сама по себе достаточно проста, что позволяет сделать ее одной концевой фрезой диаметром 6мм. Материл сам по себе достаточно жесткий и сама заготовка по высоте чуть больше чем будущая деталь, поэтому мы решили использовать для теста станок Roland MDX-540 и выбрать следующую технологию для теста.
Заготовка. Карбон1. Зажимаем заготовку в тисках и обрабатываем полностью заготовку на всю глубину. Это позволит получить высокое качество внешней поверхности (основное требование к данной детали). Т.к. в момент данной обработки заготовка будет оставаться максимально жесткой, к тому же при обработке на всю глубину нет необходимости беспокоится о том что при перевороте останется какой-то след.
2. Обрабатываем внутреннюю часть почти на всю глубину (до уступа который будет обработан с другой стороны). На какую глубину обрабатывать с внутренней стороны не так принципиально. Но т.к. мы делаем единичную деталь, а не серию, крепление в оснастке будет менее жестким чем в тисках (при серийном производстве и алюминиевой оснастке это было бы не актуально).
3. Делаем кондуктор, для переворота и позиционирования детали. В данном случае у нас единичное производство и мы делаем его из пластика и деталь будет держаться за счет трения (без доп крепления), при серийном производстве имело бы смысл делать многоместный кондуктор из дюрали с дополнительным креплением винтом.
4. Сфрезеровываем лишнее. Ту часть заготовки за которую крепили заготовки в тисках.
5. Фрезеруем уступы с обратной стороны.

Последовательность действий определена, подготовка управляющих программ в данном случае максимально проста и сводится к 2D обработке. Собственно говоря, для подобных деталей даже не обязательно иметь 3D модель, можно ограничиться векторными 2D данными.
Крепим заготовку в тисках на MDX-540, устанавливаем начальную точку по нижнему левому углу. Так как заготовка была отрезана вручную, первоначально сфрезеровываем верхнюю плоскость.
Закрепляем заготовку в тисках на MDX-540     Установка начальных точек на MDX-540     Фрезеруем верхнюю плоскость

Теперь начинается непосредственная обработка. Обкатываем наружный контур, на фото виден небольшой ворс после обработки, но его не пришлось как-то убирать, его легко можно смахнуть рукой. После этого выбираем внутренний контур.
Обкатываем наружний профиль     Наружний контур готов!     Фрезеровка внутренней области

Прежде чем переходить к обработке обратной стороны необходимо сделать кондуктор. Поскольку у нас производство штучное, мы сделали его из пластика. При серийном производстве имеет смысл сделать кондуктор из дюрали, с пазом и винтом для крепления заготовки. Такой вариант предпочтительнее т.к. обеспечит более жесткое крепление. Крепим пластик на стол, фрезеруем в нем углубление совпадающее с внешним контуром изделия. Делаем паз через всю оснастку, он потребуется нам чтобы аккуратно извлечь изделия из кондуктора. Кстати, все операции фрезеровки самой детали и фрезеровка оснастки делается одной фрезой.
Деталь и заготовка для кондуктора  Фрезеровка кондуктора  Кондуктор почти готов  Делаем паз в кондукторе

Теперь когда оснастка готова, вставляем заготовку в кондуктор. Заготовка входит очень плотно и никакого дополнительного крепления не требуется. На этом этапе мы определяем высоту будущей детали. Необходимо выставить Z0 таким образом чтобы он отстоял от дна оснастки на толщину изделия. По 3D модели высота изделия 34.43мм, соответственно выставляем это значение при помощи пульта. Теперь сфрезеровываем лишнюю часть, за которую крепили заготовку в тисках. И фрезеруем внутреннюю часть, формирую уступ который сделан с этой стороны.
Заготовка установлена в кондукторе  Установка начала координат по оси Z на MDX-540  Фрезеровка плоскости в кондукторе  Фрезеровка внутренней области

Деталь готова, остается только снять ее со станка и смахнуть стружку. Качество поверхности просто отличное, сама поверхность идеально гладкая и на ней отчетливо видна текстура карбона, что в итоге и требовалось!
Достаем деталь из кондуктора  Деталь готова!  Деталь отфрезерована на MDX-540  Деталь отфрезерована на MDX-540

Пару слов об обработке карбона
Фреза для карбонаКаких-то проблем при обработке карбона в данном тесте у нас не возникло. Единственное стоит отметить что в процессе обработки заготовка немного нагревалась. Но в данном случае на сам процесс и качество обработки это никак не сказывалось. Более того не могу сказать что требовалось какое либо охлаждение. Единственное, как мне кажется, имеет смысл использовать специализированные фрезы для обработки композита (на фото справа). На момент теста у нас такой фрезы ("кукуруза" с покрытием) не было и мы все делали универсальной двухзубой фрезой ZS-FS-0600-6-320-70, каких нареканий, кроме небольшого нагрева заготовки не было. Но по опыту обработки других композитных материалов могу сказать, что использования таких специализированных фрез оправдано и позволяет избежать многих проблем при обработке.