Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

CNCルーティングの基本:工具軌跡と送りの速度

ルーターとは

CNCルーターについて説明または使用する前に、ハンドヘルドルーターの使用方法を知っておくと便利です。あなたの典型的なルーターはモーター(おそらく可変速度モーター)、高さ調整(固定または突入のいずれか)、そして圧縮されたときあなたの切削工具を定位置に保持するのに必要な摩擦を生み出すテーパースプリングです。

あなたがコンピュータ化されていないルーターを使用するとき、あなたはツールが即座の触覚フィードバックでどのようにカットすることができるかについて見て、聞いて、そして感じます。アクセスできる場合は、コンピュータでツールパスを作成する前にそれを試してください。 12” x 12”のスクラップ合板を簡単にスケッチし、¼インチのビットで切り取ります。固定ベース(プランジルーターではありません)を使用している場合は、3/8インチの穴を開けて、ルーターを安全に材料で始動できるようにしてください。 1パスあたりの深さが1/8インチ以下になるようにビットを設定し、合板をテーブルに固定してください。指定されていないルーターのビット/深さを使用することは潜在的に危険である可能性があることに注意してください。 3/8インチより小さなビットを使用し、ビットの半径より小さいステップを使用してください。

あなたの形の中心でカットを始めて、らせんのようなパターンでうまくいく、あなたの形がその底より大きいなら、これはあなたのルーターのためのサポートを提供します。スケッチされた線に向かって作業しながら、時計回りと反時計回りの両方の動きをさせてみてください。一方向の方がはるかに制御と正確性が向上することに注意してください。

ツールパスとは

工具経路は、切削工具が部品を加工するために従うユーザー定義のコード化された経路です。それらは、切削工具の底部中央の経路を表す線および曲線によってスクリーン上に表される。ポケットツールパスは材料の表面をエッチングし、プロファイルツールパスは完全にカットします。

ポケット

上記のハンドヘルドの例で説明されているプロセスは、「ポケット」ツールパスと呼ばれています。最初のパスでは、線の内側にあるものすべてを表面下1/8インチの一定の深さまで取り除きます。 1/8インチ以上を削除したい場合は、最初のパスの後に一時停止し、ビットを下げ、2番目のパスを1/8インチ下げてください。

RhinoCAMのポケットツールパス

赤い線は「ペンアップ」の移動線で、ルーターがカッターを持ち上げて次の切断点に到達するために材料の表面の上を移動します。青い網掛け部分は、材料が除去される場所を示します。

RhinoCAMのポケットツールパス

プロフィール

線の内側の材料を削除するのではなく、形状を切り取りたい場合は、使用するツールパスをプロファイル(または輪郭)と呼びます。

RhinoCAMのプロファイルツールパス

プロファイルツールパスがカットされています。

ほとんどのCAMソフトウェアは、ツールパスダイアログで非常に多くのコントロールやオプションを提供しています。すべてのオプションを理解していることを確認しながら、時間をかけてゆっくりと各タブをゆっくりと移動してください。上記のハンドヘルドルータの実験から脱却するための最も重要な概念は、次のとおりです。スピンドル速度、送り速度、ステップダウン、およびステップオーバー。これらについては後で詳しく説明します。

上昇対従来の切削動作

標準のルータービットが時計回りに回転します。これが線の左側をたどるとすれば上昇カットであり、線の右側をたどるとすればそれは従来の切断動作であろう。

登山対従来のカット

上昇と従来の切断の主な違いは、カッターが材料に食い込む方法です。従来の切り込みは切り込みに向かってビットを偏向させ、上昇切り込みはビットを押し出す。 CNCルーターを使用する場合は、穀物の引き裂きや引き裂きが発生しにくいため、クライムカットが適しています。ただし、コンピューターで制御されていないルーターでは、クライミングカットは危険です。 」

上のハンドヘルドの例では、内側から外側に向かって時計回りのらせん状のパターンも従来のカットであり、ハンドヘルドツールを使用するときは強度が限られているため、より多くの制御が可能になります。実際、多くの木工の本は、この方法をルータービットを使用する唯一の安全な方法と呼んでいます。

しかしCNCルーターは、特にソリッドウッドで上昇カットを使用する場合、通常、カットベクトルに沿って引き裂かれる可能性を排除するため、より良いカットを提供します。始めは、これについてあまり心配しないでください。一般的にあなたは 'mixed'のような両方を含むオプションを選ぶべきです、そしてソフトウェアは何を使うべきかを選ぶでしょう。

ツーリング

ルータービットには4種類のフルートパターンがあり、さらに多くの特殊ビットがあります。

  • ストレートフルート - 万能ビット、まともな切りくず除去
  • Up Spiral - 優れた切りくず除去、仕上げグレード合板などの薄いベニアの上部を引き裂くことができます
  • ダウンスパイラル - 切りくず除去不良、引き裂かず、送り速度が遅い
  • 圧縮 - 上下のスパイラルの組み合わせ、あらゆるところで合板、合板またはラミネートシート製品に最適。

これらのフルートパターンにはそれぞれ欠点があります。お金が問題ではなく、あなたが大部分が仕上げグレードの合板を切っているならば、私は本当にフロイト77-202か77-204が好きです。ストレートフルートも幻想的で、安価で過小評価されています。

3Dコンテインメント境界

私は、フル3Dツールパスを使う前に、2Dカットで時間を過ごすことを奨励します。これにはいくつかの理由がありますが、最も重要なのは、2次元加工を理解するために時間を割くことで、3次元パラメータをよりよく理解できるようになることです。後日、3Dをより深くカバーできるようになることを嬉しく思いますが、今のところ、包含境界について議論したいと思います。

主な入力ソースとしてワイヤフレームジオメトリや曲線や線を使用する代わりに、3Dツールパスでは「ドライブサーフェス」と呼ばれるサーフェスを使用します。目的の結果を達成するために、しばしば包含境界を使用する必要があります。これは、ドライブサーフェス上のxとyの動きの限界を定義する曲線です。包含境界を使用する鍵は、境界があなたのジオメトリの上になければならないということです。

通常、開始する前に下のモデルを作業平面に移動し、CPlaneに格納を入れます。

フィードとスピード

ほとんどのスピンドル(あなたのcncルーターに接続されているルーターの用語)は約7,000 rpmから18,000 rpmになります。この速度は「スピンドル速度」と呼ばれ、送り速度または表面速度に直接関係しています。これは、ほとんどの機械で約200ipmまで可能です。他の2つの変数、ステップダウンとステップオーバーは、材料と交わる断面積が半径×ビットの直径を超えないようにする必要があります。これは経験則ですが、送りと速度の計算の出発点として適しています。

要点をまとめると:

  • スピンドル速度 - 毎分回転数での切削工具の回転速度
  • 送り速度 - 回転工具の中心での表面速度
  • ステップダウン - 切削工具が材料に突入するパスごとのz方向の距離
  • ステップオーバー - 切削工具が切削されていない材料と噛み合うx / y方向の最大距離

送りと速度の計算

下記は送り速度の計算式です。

ChipLoad x CutterDiameter x NumberOfFlutes x SpindleSpeed = FeedRate

チップロードとは、1歯あたりに切削される材料の量です(1歯あたりの送り)。送り速度は切削工具の表面速度で、毎分インチで、スピンドル速度は切削工具の回転速度で、毎分の回転数で、溝の数とカッターの直径はあなたの工具によって決定されます。この場合、それらは¼インチと2フルートです。あなたのビットのサイズに応じて、合板のチップロードは歯当たり0.005インチ0.01インチです。 1/8インチ以下の小さなビットは0.005から始めてそこから増加してください。 1/4インチ以上のビットでは、おそらく0.01から始まって何も壊れません。

1チップあたりのチップ負荷または送りのサイズは、機械加工において非常に重要な要素です、より大きいチップはより多くの熱を引き離すことができます。小さいチップはあなたの機械や道具の上ではより簡単ですが、あまりにも多くの熱を引き起こす可能性があります。あなたは落とされたときに空気中にとどまるほこりになるのではなく床に落ちるチップを作りたいのです。

新しいビットでフィードとスピードを調整しようとするときは、フィードとスピードの式を使用し、カットを数回行った後にスピンが止まるとすぐにそのビットに触れることをお勧めします。暖かく、触れると少し暑いかもしれませんが、やけどしないでください。熱すぎる場合は、送り速度を上げるか、スピンドル速度を下げてください。カットが完了した後にエッジの品質を見てください。それが波状であるならば、それはツールがチャタリングしているので、あなたはあなたの送り速度を下げるか、あなたのスピンドル速度を上げるべきです。

あなたの耳も使ってください。道具は切断時には良い音を出すはずです…あなたの腸を信頼してください。

いくつかの例

既知の変数を接続すると、次のようになります。

0.01 x 0.25 x 2 x 18000 = FeedRate = 90 ip

1/2インチ4のフルートビットを使用する場合は、送り速度ではなくスピンドル速度を使用して解決することができます。

  • 0.01 x 0.5 x 4 x SpindleSpeed = 200ipm
  • SpindleSpeed = 10,000rpm

グラフを作成して、探している番号をすぐに見つけられるようにすると便利です。あなたは私のフィードとスピードチャートを使用することを歓迎しています。

加工のヒントとコツ

ステップダウンとビット径

これらの数値はすべて、半径の減少とビットの直径の増加に基づいています。チップロードを0.01に設定すると、ビットの直径を超えてステップダウンすることが可能ですが、それは絶対最大値であり、カットの瞬間になるべきです。強く押しすぎるとスピンドルを損傷する可能性があります。カットする前に、少なくとも10分間は必ずスピンドルをウォームアップしてください。あなたがこのステップを飛ばすならば破壊されるであろうそこにいくつかの高価なベアリングがあります。

プロフィールカットの玉ねぎの皮

ベニヤ合板をプロファイルカットするとき、私はタマネギの皮張りと呼ばれる技術で圧縮ビットを使うのが好きです。仕事をプログラムするにはさまざまな方法がありますが、この方法は小さな部品のキャッチオールであり、スポイルボードを備えたバキュームテーブルで引き裂かれることのない優れた仕上がりです。アイデアは、最初にレベルごとにステップダウンすることです。つまり、最初のステップまで、次に2番目のステップまでなど、すべての部分をカットしていきます。各カットの下部にはベニアの薄い層が残ります。それから、最後のパスで、残っているベニヤの薄い「タマネギの皮」を切ります。残っている量が非常に薄いので、それは少しへの抵抗をほとんど提供せず、あなたの部分が動く可能性を下げます。

私が合板で3/4を切っていたなら、それは実際には0.72インチあたりのどこかに測定されるでしょう、私は最後のツールパスを削除するための0.04インチと0.02ブレイクスルーを残してパスごとに0.34を2回下げます。各パスで1/4インチ幅のビット全体をカットしながら、約3/8インチ下がるので、送り速度を下げる必要があります。

1/4インチのビットで、0.01インチのチップロードを使って輪郭カットをするとき、私は1/8インチ(半径)を下げているべきです。しかし、私は私のシートの上で少しも引き裂かれるのを避けるために圧縮ビットを使いたいです、そしてそのビットは最先端の約5/16インチまでダウンスパイラルを持ちません。だから私は3/8インチ下がる必要があります。材料と噛み合うビットの断面積を増やしているので、新しいチップロードが0.00333になるようにチップロードを同じ量だけ減らし、30 ipmの新しいフィードレートを返す必要があります。ちょっとした実験の後、私は18000rpmで0.005インチのチップロードが45ipmの送り速度をもたらすことが私のニーズに最適であることを発見しました。

安全に実験する

数字に夢中になりすぎず、常識を守り、腸を信頼してはいけません。あらゆる点が少し異なり、無垢材やさまざまなシート製品にはさまざまな密度があります。また、常に安全メガネを着用してください。それは何度も過度に用心深い措置のように思えますが、小さい1/8インチ超硬ビットの粉砕というありそうなシナリオを考えてください。木粉が病院に行く可能性は低いですが、目の中に小さな鋼鉄の破片があることを考慮する必要があります。

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興味のある方はRhinoの90日間の無料トライアルをダウンロードすることが可能です。 MecSoftからRhinoCAMをダウンロードすることもできます。それはあなたがあなたのファイルを保存することを可能にしないでしょう、しかしあなたは無料で実験して学ぶことができます。

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