Введение
В качестве режущего инструмента для обработки изделий (в том числе и облицованных) из твердой древесины, плитных материалов (МДФ, ХДФ, фанеры и ДсТП и т.п.) используются твердосплавные фрезы различного вида, профиля и диаметра. Однако, несмотря на свои характеристики, в отличие от фрез из инструментальной стали, твёрдосплавные фрезы могут так же интенсивно изнашиваться — особенно при больших объёмах фрезерования и наличия в обрабатываемых заготовках клея и пластиков, которые, как правило являются абразивом и оказывают негативное влияние на стойкость фрез.
Это является ограничением при попытках увеличения производства по количеству выпускаемой продукции и тем неприятнее, когда характеристики станка позволяют увеличить объёма производства, а ресурс фрез (стойкость) является единственным сдерживающим фактором.
Применение первосортных твердосплавных материалов, а также покрытий, например, из оксидов редкоземельных материалов, существенным образом не повышают стойкость режущего инструмента.
Альтернативы применения режущего алмазного инструмента на основе поликристаллического алмаза (PCD) в деревообрабатывающей и мебельной промышленности в текущее время не существует.
 |
| Заготовка из поликристаллического алмаза. Источник: Innogrind |
Такой тип инструмента рекомендуется использовать при серьёзном увеличении расхода фрез при переходе на повышенные объёмы выпуска изделий. Практика показывает, что стойкость алмазных фрез при обработке изделий из древесины и древесных материалов в 60-100 раз превышает таковую для твердосплавного инструмента. И это при условии обработки на предельных режимах резания и фрезерования сложных криволинейных кромок мебельных заготовок.
Естественным минусом применения алмазных фрез является их стоимость. Ещё большую стоимость имеют алмазные фрезы, выполненные под персональный заказ - например, алмазные профильные и торцевые фрезы. Однако, если правильно учесть специфические особенности оборудования и режимы обработки и заказать инструмент, отвечающий особенностям обработки, цена специализированного изготовления алмазной фрезы с лихвой компенсируется получившимся «вечным» инструментом.
Так же, алмазные фрезы за счет высокой стойкости обеспечивают положительный экономический эффект, особенно в том случае, когда требуется резкое увеличение объемов выпуска продукции.
Назначение и классификация фуговальных алмазных фрез
Фуговальные алмазные фрезы применяются на кромкооблицовочных станках в прифуговочных узлах. Агрегат предварительного фрезерования кромок деталей до облицовывания часто коротко называют агрегатом прифуговки или просто прифуговкой.
 |
| Прифуговочный узел на станке Fromat 4 Tempora 60.06 от производителя Höchsmann. Источник: Höchsmann GmbH |
Эта операция заключается в удалении слоя материала с кромки уже раскроенной на форматном станке плитной заготовки с целью формирования ровной поверхности, на которую в дальнейшем наклеивается кромочный материал. В зависимости от применяемого оборудования обрабатываемая кромка заготовки может иметь прямолинейную или криволинейную поверхность. Фуговальный агрегат на станке может быть оснащен шпиндельными узлами на базе одной, двух или более фрез.
Для исключения повреждений и отрыва уже облицованных перпендикулярных кромок на других кромках - агрегат прифуговки, как правило, оснащается двумя фрезами, вращающимися в противоположных направлениях (т.н. "антискол"). Сначала кромку обрабатывает фреза со встречным вращением, «поджимающая» материал на краю заготовки. На выходе работает попутная фреза, предотвращающая отрыв кромочного материала по обоим краям.
При прифуговке с поверхности кромки удаляется слой материала толщиной до 3 мм. При маленьком съеме нет гарантии, что длинные, слегка выгнутые детали будут обработаны полностью по всей длине, могут остаться участки со сколами или "ступенькой" от подрезки. Для нормальной работы алмазных фрез требуется больший припуск, обеспечивающий резание.
Производители кромочных станков рекомендуют снимать фрезой слой не менее 1 мм. Если припуск слишком мал, вместо резания получается скобление с повышенным трением, приводящее к ускоренному износу (затуплению) фрез, в т.ч. и алмазных, что негативно сказывается на себестоимости процесса кромкооблицовки.
В качестве кромочного материала используется рулонный материал (на основе бумаги или меламина, декоративный бумажнослоистый пластик – HPL, ПВХ, АБС) толщиной до 3 мм либо в виде полос шпона или рейки из массивной древесины толщиной до 25 мм. Так же, находит применение кромка на основе акрила или алюминия.
Среди мебельщиков и деревообработчиков, связанных с кромкооблицовкой, считается, что прифуговка только исправляет дефекты раскроя плитных материалов, а потому достаточно повысить качество раскроя, чтобы необходимость прифуговки отпала. Но это не совсем так. Если при использовании толстых кромочных материалов и ненормированном расходе клея это возможно, то в остальных случаях – нет.
Как известно, к дефектам, возникающим при раскрое плитных материалов, относятся сколы на облицованных пластях заготовки, «ступенька» от подрезной пилы, неперпендикулярность сторон заготовки, неперпендикулярность кромки относительно пласти, продольная непрямолинейность кромок (вследствие «бананового реза» или внутренних напряжений в плите).
Кстати, даже при самом качественном раскрое «ступенька» от подрезной пилы остается, какой бы конструкции ни была пила, т.к. ширина ее пропила должна быть больше (как правило, на 0,1 мм) ширины пропила главной пилы. «Ступенька» может быть минимальной, едва различимой, но полностью исключить ее не удастся, кроме того, это может негативно сказаться на облицовывании кромки, особенно тонкими облицовочными материалами.
То есть после облицовывания кромок клеевой шов на нижней пласти заготовки, где остается след подрезки, будет еще заметнее из-за его толщины и устранить этот дефект можно только с помощью прифуговки.
Сколы и небольшие повреждения облицованных заготовок могут возникнуть не только при раскрое, но и во время хранения, перемещения деталей от операции к операции, укладки и штабелирования, а так же - загрузки в станок. Особенно легко повреждаются «рыхлые» плиты невысокой плотности, с тонкой и непрочной облицовкой, плиты на основе сотового заполнения и т. п. А именно с такими материалами имеют дело большая часть российских мебельных фабрик, производителей дверей и облицовочных плит. Идеальную линию стыка пласти заготовки и кромочного материала гарантирует лишь предварительное фрезерование (прифуговка).
Алмазные фуговальные фрезы – это, в основном, фрезы с напайными режущими элементами (резцами) из искусственного поликристаллического алмаза (PCD), однако, также распространены фрезы с механическим и клеевым креплением резцов.
В конструкции прифуговочных фрез учитывается, что обрабатываемые плиты имеют облицованные пласти. Во избежание сколов усилия резания должны быть направлены внутрь плитной заготовки, что обеспечивается расположением резцов под небольшим или значительным углом к вертикали.
Причем наклон верхних и нижних резцов имеет разное направление – рисунок режущих элементов напоминает латинскую букву V, а угол между резцами и плоскостью тела фрезы называется осевым. Чем больше осевой угол, тем качественнее обработка более мягких материалов, включая сотовое заполнение, поскольку снижается усилие резания, точнее, касательная сила резания, что влияет на суммарную силу резания.