Режимы резания при фрезеровании дерева на ЧПУ: как подобрать параметры для точной обработки

Режимы резания при фрезеровании — это основа качественной и эффективной обработки. Неправильно подобранные параметры могут привести к перегреву инструмента, сколам и некачественной поверхности. Чтобы добиться точности, чистоты обработки и минимального износа фрез, важно учитывать особенности материала, тип станка, режим подачи. В этой статье расскажем, какие параметры включают в себя режимы резания по дереву, как их грамотно рассчитать и каких ошибок стоит избегать.

Что такое режимы резания

В отличие от ручной обработки в системах числового программного управления все параметры задаются программно. Именно поэтому правильная настройка режимов резания становится ключевым фактором при серийном или индивидуальном производстве мебели, декора, дверей, фасадов, сувениров и прочих деревянных изделий.

Что включают в себя режимы резания

Скорость резания

Скорость, с которой режущая кромка движется по поверхности заготовки. Формула:

Vc = π × D × n / 1000,

где D — диаметр фрезы (мм), n — обороты шпинделя (об/мин).

Для древесины скорость резания часто достигает 200–1000 м/мин (зависит от породы) и типа инструмента.

Обороты шпинделя

Количество оборотов фрезы в минуту. Чем больше диаметр фрезы, тем ниже рекомендуемая частота вращения. Примерные значения:

• Концевая фреза 6–8 мм: 18 000–24 000 об/мин
• Фреза 12 мм: 12 000–18 000 об/мин
• Фреза 16 мм и выше: 8 000–12 000 об/мин

Подача (Vf) и подача на зуб (fz)

• Vf, линейная скорость перемещения инструмента, мм/мин
• fz, величина подачи на один зуб фрезы, мм/зуб

Глубина резания (ap, ae)

• ap, глубина обработки по вертикали (ось Z)
• ae, ширина обработки по горизонтали (ось X или Y)

Глубина зависит от материала, диаметра фрезы и задачи (черновая или чистовая обработка).

Тип инструмента

Параметры зависят от типа фрезы:

• Прямая
• Однозаходная (Лепестковая)
• Двухзаходная (Двухлепестковая)
• Спиральная (вверх, вниз, комбинированная)

Как подобрать режимы резания при фрезеровке дерева

Учитывайте тип обрабатываемого материала

Первое, с чего начинается подбор режимов — это определение породы древесины:

• Мягкие породы (например, сосна): хорошо поддаются обработке, позволяют задавать большую глубину резания.
• Твёрдые породы (например, дуб): требуют более щадящих режимов — меньше подача, выше обороты.
• МДФ, фанера, ДСП: дают высокую нагрузку на кромку фрезы и склонны к выкрашиванию. Требуют острых инструментов и стабильного отвода стружки.

Определите глубину резания

Зависит от задач обработки и мощности станка. Общие рекомендации:

Черновая обработка:

• До 1× диаметра фрезы по глубине
• До 0.5× диаметра по ширине

Чистовая обработка:

• 0.1–0.3× диаметра фрезы

Учитывайте стратегию фрезерования

• Попутное фрезерование: обеспечивает более чистую кромку и меньше вырывов, особенно на ламинате или фанере.
• Встречное фрезерование: надёжно при слабых фиксаторах, но даёт больше сколов.

Тестируйте и оптимизируйте

Даже при точных расчётах реальные параметры могут отличаться. Рекомендуется:

• Выполнять пробные проходы на образцах.
• Следить за качеством поверхности, наличием нагара и шумами.
• Проверять отсутствие обугливания, это признак перегрева фрезы или недостаточной подачи.

Таблица с рекомендуемыми режимами резания при фрезеровании дерева на ЧПУ-станке

Материал	Диаметр фрезы (мм)	Обороты шпинделя (об/мин)	Подача (мм/мин)	Глубина реза (мм)	Подача на зуб (fz, мм/зуб)
Сосна, ель	6	20 000	2800–3500	4–6	0.07–0.1
Липа, тополь	6–8	18 000–22 000	2500–3200	3–5	0.06–0.1
Дуб, ясень	8–10	14 000–18 000	1800–2500	2.5–4	0.05–0.08
Бук	10–12	12 000–16 000	2000–2800	3–5	0.05–0.07
Фанера 10–15 мм	6–8	18 000–22 000	2500–3000	2–3 (за проход)	0.06–0.09
МДФ, ДСП	8–12	14 000–18 000	2200–3000	3–6	0.06–0.1

Частые ошибки при выборе режимов резания по дереву

Превышение глубины реза за один проход

Ошибка:

Попытка фрезеровать глубокие канавки или вырезы за один проход с целью ускорения работы.

Последствия:

• Сильный износ или поломка фрезы
• Перегрев инструмента и древесины
• Снижение точности обработки
• Увеличение вибраций и биения шпинделя

Решение:

Делайте многопроходную обработку с постепенным заглублением. Для мягких пород допустимы проходы 3–5 мм, для твёрдых — не более 1–2 мм за раз.

Неверно подобранная скорость подачи

Ошибка:

Слишком высокая или, наоборот, слишком низкая скорость подачи заготовки под фрезу.

Последствия:

• При высокой скорости: пропуски, рваный край
• При низкой скорости: перегрев древесины и образование прижогов

Решение:

Подбирайте скорость подачи в зависимости от породы дерева, диаметра фрезы и оборотов шпинделя. В среднем — от 800 до 3000 мм/мин. Используйте специальные калькуляторы подачи или таблицы режимов.

Игнорирование типа древесины

Ошибка:

Применение одинаковых режимов для всех пород дерева.

Последствия:

• Сосна, липа, фанера и ДСП требуют разных подходов
• Мягкие породы могут «рваться» при высокой скорости, твёрдые — сжигаться

Решение:

Учитывайте характеристики материала. Для твёрдых пород снижайте подачу и увеличивайте обороты. Для мягких — наоборот.

Неправильный выбор оборотов шпинделя

Ошибка:

Работа на слишком высоких или низких оборотах.

Последствия:

• Жжёный край при избыточных оборотах
• Рваная кромка и вибрации при недостаточных оборотах

Решение:

Ориентируйтесь на диаметр фрезы:

• 3–6 мм: 18 000–24 000 об/мин
• 8–12 мм: 12 000–18 000 об/мин
• 14–20 мм: 10 000–14 000 об/мин

Игнорирование охлаждения и аспирации

Ошибка:

Отсутствие удаления пыли и стружки во время работы.

Последствия:

• Повышение температуры
• Налипание смолы на фрезу
• Ухудшение качества обработки
• Быстрое затупление инструмента

Решение:

Используйте системы аспирации. Для длительной работы с твёрдыми породами — охлаждение воздухом.

Автоматизированный расчёт режимов фрезерования

Калькуляторы режимов резания

Встроенные калькуляторы в ПО ЧПУ

Многие современные ЧПУ-станки или управляющие контроллеры оснащаются встроенными модулями или плагинами для расчёта режимов резания. Пользователю достаточно ввести:

1. Тип материала (например, дуб, фанера, МДФ);
2. Диаметр фрезы;
3. Количество зубьев;
4. Тип обработки (черновая, чистовая).

Онлайн-калькуляторы резания

Существуют сервисы, которые рассчитывают параметры на основе введённых данных.

Что учитывают онлайн-калькуляторы:

• Плотность и жёсткость породы древесины;
• Диаметр фрезы и число зубьев;
• Тип операции (врезание, паз, перо, гравировка);
• Тип и мощность станка.

CAM-системы

CAM-системы (Computer-Aided Manufacturing) подбирают оптимальные режимы резания с учётом станка, инструмента и материала.

Функции CAM для автоматизации расчёта режимов:

• Генерация G-кода с учётом свойств материала;
• Расчёт по шаблонам обработки (2D, 3D, черновая, чистовая);
• Импорт параметров инструмента из библиотек;
• Предварительный просмотр траектории и нагрузки.

Библиотеки материалов и фрез

Большинство CAM-систем и ЧПУ-программ позволяют использовать библиотеки материалов и инструмента.

Что включают библиотеки:

• Скорость подачи (мм/мин);
• Обороты шпинделя (об/мин);
• Глубина и ширина реза;
• Стратегия обработки (врезание, боковая подача, проход);
• Тип инструмента (фреза, гравер, сверло) и его геометрия.

Часто задаваемые вопросы

Как происходит фрезерование древесины?

Это технологический процесс, при котором вращающаяся фреза снимает лишний слой и формирует нужный рельеф или контур заготовки. Траектория инструмента задаётся программой, что обеспечивает высокую точность и повторяемость результата. С помощью разных видов фрез можно выполнять резку листовых материалов, выборку углублений, художественное оформление или трёхмерную обработку.

Что такое S в режиме резания?

Это параметр, обозначающий скорость вращения шпинделя станка, измеряемую в оборотах в минуту (об/мин). Этот показатель напрямую влияет на качество обработки материала, так как определяет, с какой скоростью режущий инструмент контактирует с заготовкой.

На что влияет правильный выбор режимов резания?

На качество обработки поверхности заготовки. При оптимальных параметрах кромки получаются чистыми и ровными. От выбора режимов резания зависит и срок службы инструмента, так как неверные настройки приводят к быстрому износу или поломке фрезы.

Как рассчитать скорость резания при фрезеровании?

Скорость резания при фрезеровании рассчитывается по формуле, где учитываются частота вращения шпинделя, диаметр фрезы и свойства материала. Основное выражение выглядит так: V = (π × D × n) / 1000, где V — скорость резания в м/мин, D — диаметр фрезы в мм, n — число оборотов шпинделя в минуту.