V tomto článku si ukážeme, jak si vyfrézovat stylový držák na nože ve tvaru sparťanského bojovníka. Postavičku jsem frézoval z březové překližky o tloušťce 18mm, ale lze použít prakticky jakékoliv dřevo s patřičným nastavením řezných podmínek.

Stažení modelu

Jak bývá na našem blogu zvykem, tak k tvorbě tohoto modelu byl použit modelovací software Fusion 360 od firmy Autodesk. Tento software mimo jiné také budeme používat k nastavení drah nástroje pro CNC frézku v tomto článku. Takže pokud tento program ještě nemáte nainstalovaný a chtěli byste se o něm dozvědět něco víc, tak vám doporučuji přečíst úvodní článek, kde jsou shrnuty základní věci o tomto programu včetně jeho instalace. Tento model patří k lehce obtížnějším projektům. Pokud jste zatím žádný projekt pro CNC frézku netvořili, tak vám doporučuji prvně zkusit něco lehčího, protože přece žádný účený z nebe nespadl. Na začátek bych doporučil například gravírování, které je zpracováno například v článku o základech Fusionu 360, kde se také dozvíte širší informace o tom, jak CAM program pro CNC stroj připravit. 

Model ke stažení

Ve staženém modelu jsou zpracovány i dráhy pro obrábění. Takže kdo má za cíl si pouze vyrobit podobný držák, tak mu bude stačit po importování modelu do Fusionu se podívat na SETUPy jednotlivých částí, z kterých zjistí, jak je souřadný systém definovaný a kde je určen počáteční bod systému, díky čemuž bude vědět, jak má desku upnout pro úspěšné obrobení a už mu stačí jen vygenerovat jednotlivé G-kódy každého SETUPu, které nahraje do řídícího systému. Pro ty, kteří by se rádi naučili něco více je připravená další část článku, ve které je popsán postup přípravy NC drah.

Strategie obrábění

Celý držák na nože budeme dělat ze 3 částí, které jsou již v přiloženém modelu rozděleny na jednotlivé komponenty. Všechny součástky budou z desky o tloušťce 18mm. Na začátek si teda shňme, jaké nástroje budeme potřebovat:

  1. frézu na dřevo, která umožňuje hloubku řezu min 18mm např. dvoubřitá rovná 6mm fréza s délkou ostří 20mm
  2. frézu na dřevo s průměrem 3mm a menším = opět jsem měl k dispozici dvoubřitou rovnou frézu. Pokud máte k dipozici frézu, která umožňuje hloubku řezu 18mm, tak máte ulehčenou práci. Pokud jako já máte frézu, která tak hluboký řez nedokáže, tak neztrácejte naději. Ukážeme si jak, tento problém vyřešit.

Abych se v návodu jednotlivých obráběcích strategií neopakoval, tak si řekneme relativně konzervativní řezné podmínky, které jsem pro frézování březové překližky použil:

  • Posuv: 1000 mm/min
  • Hloubka řezu jedné vrstvy: 0.8 mm
  • Rychlost otáček vřetena: cca 18 000 ot/min

Před výběrem strategie obrábění si pro každý díl musíme nastavit svůj SETUP. Protože postup pro nastavení SETUPu je více méně vždy stejný, tak ho zde nebudeme zmiňovat. Pro ty, co si neví rady, doporučujeme přečíst článek, kde jsme vše s využitím obrázků detailně popsali.

Zneviditelnění ostatních dílu při tvorbě NC drah

Kontura

A teď už k samotnému obrábění. Pro přehlednost modelu doporučuji při nastavování drah pro každou součást ostatní díly zneviditelnit ve stromu dokumentu (viz. obrázek výše).

Protože náš polotovar bude 18mm deska, tak budeme hlavně obrábět konturu (obrys) obrobku, ke kterým přidáme drážky pro spojení jednotlivých částí a průchozí drážky pro nože. Bude se tedy jednat spíše o 2D obrábění. U každé součásti vybereme ve Fusionu stratigii obrábění s názvem 2D Contour. Na první záložce nastavovacího okna 2D Contour vybereme frézu 6mm a navolíme výše zmíněné řezné podmínky. Akorát hloubku řezu nastavujeme na 4. záložce zleva s názvem PASSES, kde v sekci MULTIPLE PASSES v okně MAXIMUM ROUGHING STEPDOWN zadáme hloubku řezu 0.8 mm. Pak už nám jen stačí vybrat na druhé záložce zleva s názvem GEOMETRY spodní hranu kontury, čímž nadefinujeme trajektorii řezu a a nesmíme zapomenout přidat TABy pro přidržení dílce pro další obrábění. A tím máme přednastavenou dráhu pro frézování kontury. Vše si můžeme zkontrolovat pomocí simulace, kterou vyvoláme poklepem pravého tlačítka myši na SETUP a výběrem SIMULATE. Tuto strategie vybereme u všech dílů.

 

Kapsa pro napojení součástí

Pro spojení částí je v návrhu využito kapsy, do které zapadne tělo bojovníka, čímž docílíme stabilního smonotování bez nutnosti použití vrutů apod. Vhodná strategie pro tyto kapsy je použití 2D POCKET. Vhodnější nástroj pro tyto kapsy je použití frézy s menším průměrem, aby se tělo bojovníka do kapsy vměstnalo bez nutnosti dalšího ručního dopilovávání. Proto jsem zvolil frézu o průměru 3mm, kterou mám k dispozici. Řezné podmínky jsou opět ty stejné a pro geometrii kapsy zvolíme dno jednotlivých drážek.

Výběr dna drážky pro strategii 2D CONTOUR

Drážky pro nože

Drážku pro uchycení nožů, která má podle návrhu šířku 3mm, budeme logicky dělat frézou s průměrem 3mm a méně. Vhodná strategie pro tuto geometrii se jmenuje SLOT. Řezné podmínky opět můžeme použít ty stejné a pro geometrii zvolíme spodní konturu drážky (viz obrázek níže).

Z obrázku je patrné, že jednotlivé průchozí drážky pro nože jsme v modelu umístili do úzkých kapes a to z toho důvodu, abychom frézou s maximální hloubkou řezu 15 mm byly schopní celou tloušťku desky profrézovat skrz. Samozřejmě kapsu musíme vyfrzévat pomocí strategie 2D POCKET ještě před tím, než začneme obrábět průchozí drážku SLOT. Proto tuto strategii ve strojmu dokumentu musíme mít umístěnou výše. Takže takovým jednoduchým trikem jsme schopni i bez potřebného nástroje docíli kyženého výsledku.

 Závěr

Pokud máte nasteveno pro všechny 3 součásti. Tak je nařadě finále. Z jednotlivých drah musíte vygenerovat ISO G-kód. Protože máme 3 součásti, tak musíme taky vygenerovat 3 NC kódy. To uděláme tak, že na jednotlivé SETUPy klikneme pravém tlačítkem myši a zvolíme Post Process. Naběhne nám karta s nastavením Post Procesoru pro generování G-kódu. V závislosti na řidícím systému vaší frézky zvolíte Post Procesor. V hobby sféře se bude převážně jednat o MACH3MILL nebo GRBL pro ty, kteří využívají k řízení Arduino a nebo pro nadšedce, kteří se toho nebojí třeba i LinuxCNC. Fusion 360 má pokrytou většinu výrobců, jak hobby frézek tak řídících systému velkých mašin běžících na Sinumeriku, HeidenHeinu nebo třeba Fanucu.

No a když už máme vygenerovaný G-kód tak hurá obrábět, ať se máte čím pochlubit kamarádům v hospodě. 😀