Режимы фрезеровки МДФ, фанеры и массива на ЧПУ: обороты, подача, глубина прохода и признаки ошибки

Как считают режим

Формулы те же, что и для металла, разобранные в статье про расчёт режимов резания: минутная подача Vf = n · z · fz, где n — обороты, z — число зубьев, fz — подача на зуб. Отличие в порядке действий. В металле сначала берут скорость резания и считают обороты. В дереве скорость резания заведомо достаточна, поэтому обороты ставят на максимум шпинделя, считают от них скорость резания и только проверяют её по паспорту фрезы.

Например, у Wattsan M1 1325 по данным производителя шпиндель 4,5 кВт и 18 000 об/мин. Для фрезы Ø6 при этих оборотах скорость резания 339 м/мин, для Ø12 уже 679 м/мин. Если на упаковке крупной фрезы указаны обороты ниже, берут их, а подачу на зуб сохраняют: минутная подача уменьшится пропорционально.

В калькуляторе режимов фрезерования нет строки для дерева, но поля скорости резания, подачи на зуб, числа зубьев и максимальных оборотов можно заполнить вручную: выберите любой материал и впишите свои числа. Для Ø6, скорости резания 339 м/мин, двух зубов и fz 0,12 мм он покажет около 18 000 об/мин и подачу около 4300 мм/мин.

Подача на зуб: каталожные значения

Производитель фрез для станков с ЧПУ публикует рекомендуемую подачу на зуб для своих серий. Ниже данные для двухзубых спиральных фрез со спиралью вверх и вниз при глубине до одного диаметра. Дюймовые значения переведены в миллиметры и округлены, диаметры взяты ближайшие к метрическим.

МДФ и фанера по этим таблицам лежат между лиственным и хвойным массивом. Для компрессионных фрез есть отдельные серии с подачей заметно выше: у одной из них для Ø3/8″ в МДФ 0,43–0,48 мм на зуб против 0,18–0,23 у обычной спирали. Такие цифры рассчитаны на жёсткую станину, и для малых станков их не берут.

Стартовые подачи на станке класса 1325

Каталожные значения рассчитаны на жёсткую станину и сервоприводы. Портальный фрезер со шпинделем 3–4,5 кВт и шаговыми двигателями отжимается раньше. Практика такая: для Ø6–12 берут 80 процентов от нижней границы таблицы, для Ø3–4 половину, потому что тонкая фреза гнётся и ломается быстрее. Дальше подачу поднимают ступенями по 10 процентов, пока кромка остаётся чистой.

Подача при 18 000 об/мин, двух зубах и стартовой подаче на зуб, мм/мин (ориентир):

Для тонких фрез результат совпадает со статьёй про раскрой фанеры, где для Ø3–4 даны 2000–3000 мм/мин. Проверим мощность на Ø12 в МДФ при полной ширине паза: 12 × 12 × 5800 = 835 200 мм³/мин. При удельной силе резания дерева 30–60 Н/мм² (порядок величины) мощность резания 420–840 Вт. Шпиндель 4,5 кВт справляется с запасом в пять раз и больше. Ограничивает не он, а станок: ускорение, жёсткость и вылет фрезы.

Глубина за проход

Производитель фрез задаёт правило для глубины: до 1×D подача на зуб полная, при 2×D её снижают на 25 процентов, при 3×D на 50 процентов. Для МДФ 18 мм и фрезы Ø6 с подачей на зуб 0,12 мм выходит три варианта.

Один проход быстрее на бумаге, но фреза при этом работает на вылете больше 18 мм, а прогиб растёт пропорционально кубу вылета, как показано в статье про расчёт. Кромка получается с уклоном, и растёт нагрузка на цангу. Два прохода экономят около 11 процентов времени относительно трёх, и это на листе с 30 метрами контура даёт 2,3 минуты. Обычно для листов 15–19 мм выбирают два-три прохода, для 6–12 мм один-два, а чистовой проход по контуру делают отдельно, с припуском 0,2–0,3 мм.

Что меняется по материалам

МДФ. Плотность по ГОСТ 32274-2021 составляет 0,60–0,83 г/см³, структура одинаковая по всей плите, поэтому МДФ режется ровнее фанеры. Связующее плавится от трения, поэтому слишком медленная подача полирует кромку и оставляет нагар на зубьях. Пыль очень мелкая, аспирация нужна всегда.

Фанера. Клеевые прослойки тупят твёрдый сплав быстрее, чем древесина, поэтому фрезу меняют по состоянию кромки, а не ждут, пока придётся сбрасывать подачу. Верхний шпон отрывается волокнами, что решает выбор геометрии: подробно в статье про однозаходные, двухзаходные и компрессионные фрезы. Толщина листа гуляет, и для сквозного реза глубину задают с заходом 0,1–0,3 мм в жертвенный слой.

Массив. Разные породы: хвойная мягче и принимает подачу по таблице выше. На плотных лиственных породах подгар виден чаще, и подачу держат ближе к верхней границе диапазона, а фрезы меняют раньше. Направление волокон важно: поперёк волокон кромка чище, вдоль и на торце проще получить сколы, поэтому чистовой проход делают на меньшей глубине. Для массива вакуумный стол нужен с оговорками, см. вакуумный стол для ЧПУ.

Признаки неверного режима

Как подобрать режим на новом материале