Фрезеный станок по камню позволяет производить раскрой и обработку материала различных габаритов. Изделия из камня находят очень широкое применение — в строительстве, архитектуре, дизайне интерьеров, изготовлении скульптурных композиций, барельефов и мемориальных досок. Отдельной областью является сфера ритуальных услуг, где каменные заготовки — практически основной материал производства.
Следует отметить, что камень используется там, где требуется солидность, монументальность и строгость. Каменные плиты ассоциируются с чем-то вечным или, во всяком случае — достаточно прочным. Во многом это объясняется свойствами камня — в качестве конструкционного материала он действительно обладает твёрдостью и долговечностью. Однако это же создаёт известные трудности при механической обработке каменных заготовок.
Технология обработки
Механическая обработка заготовок резанием — это один из самых распространённых способов производства изделий. Не является исключением и камень — для его обработки с успехом применяются фрезерные станки с ЧПУ. Как известно, современное фрезерное оборудование обладает достаточной степенью универсальности и позволяет обрабатывать самые разные материалы. Однако технология обработки каменных заготовок имеет принципиальные особенности и требует специального подхода при фрезеровании.
Прежде всего, камень имеет значительную твёрдость, а следовательно, для его обработки необходимо развить значительные силы резания. Это предъявляет строгие требования к типу режущего инструмента, его стойкости, величине углов заточки режущего клина и т. д.
Значительные силы резания, необходимые для обработки каменных заготовок, определяют напряжённый температурный режим в зоне обработки. Это приводит к снижению стойкости фрезы и требует внимательного подхода к выбору режимов резания (в значительной степени осложняя этот выбор).
Вместе с тем, твёрдость камня сочетается с его хрупкостью. А значит, отработанный материал будет отводиться из зоны резания не в виде стружки, а в виде крошки и пыли. Это требует специальной конструкции отводящих канавок фрезы, а также приводит к значительной запылённости производственного помещения.
Повышенная запылённость при обработке каменных заготовок накладывает ограничения на использование персонального компьютера (и любого другого электронного прибора) вблизи работающего оборудования. Следовательно, для управления станком необходимо использовать компактные пульты, что в некоторой степени сужает технологические возможности станка.
Заготовки из камня имеют, как правило, значительную массу — их размещение, загрузка/выгрузка может представлять известные трудности, что замедляет производительность обработки. Кроме того, значительные силы резания требуют надёжного закрепления заготовки, что также непросто (в особенности для толстых каменных плит) и тоже замедляет техпроцесс. Отмеченная склонность к повышенному образованию пыли при фрезеровании запрещает использовать удобное устройство для крепления заготовок — вакуумный стол.
Особенности конструкции фрезерных станков
Для обеспечения качественной и быстрой обработки каменных заготовок — несмотря на отмеченные выше технологические трудности — существуют специальные серии фрезерных станков (т. н. «Stone»).
«Каменные» станки обладают несущей станиной повышенной жёсткости. Шпиндель развивает значительную мощность — как правило, станки серии «Stone» комплектуются самыми мощными шпинделями среди «одноклассников» из других линеек. Для привода инструментального портала используются серводвигатели — как более мощные по сравнению с шаговыми электродвигателями. Всё это приводит к удорожанию конструкции, но иначе достичь значительных сил резания для уверенной обработки твёрдых каменных плит невозможно.
Прочная конструкция корпуса станка хорошо справляется с размещением тяжёлых заготовок. Поверхность рабочего стола станков «Stone» выполнена из гофрированного металла, стойкого к царапинам и сколам. Для размещения больших заготовок станки имеют повышенных размеры рабочей площади.
Модели «Stone» серийно комплектуются системой охлаждения режущего инструмента. Часто такая система оснащена двумя контурами: один предназначен для охлаждения шпинделя, а второй подаёт смазочно-охлаждающую жидкость непосредственно на режущий инструмент. Это помогает стабилизировать температурный режим в области обработки и повышает долговечность фрезы.
В качестве режущего инструмента на станках серии «Stone» рекомендуется использовать специальные твёрдосплавные фрезы (несмотря на их большую стоимость). Производители фрез обычно указывают рекомендованные величины подачи и частоты вращения шпинделя при обработке — следует придерживаться этих данных, основанных на многочисленных экспериментальных проверках.
К сожалению, система охлаждения инструмента делает невозможным применение системы улавливания стружки (пыли и крошки в случае обработки камня) и системы крепления заготовок типа «вакуумный стол». Поэтому для поддержания культуры производства следует тщательно очищать оборудование от пыли и не допускать захламления производственного помещения.
Ввиду невозможности использования персонального компьютера (из-за риска повреждения пылью), фрезерные станки серии «Stone» комплектуются специальными компактными пультами (DSP-контроллерами). Эти устройства предоставляют удобный доступ ко всем функциям станка, но создание программ обработки всё же остаётся прерогативой ПК. Поэтому техпроцесс обработки камня предполагает чёткое разделение на этапы: сначала программируем (вне производственного цеха), а только оптом загружаем файлы на станок и фрезеруем заготовку.
Как отмечалось выше, фрезерные станки с ЧПУ обладают высокой универсальностью и способны быстро и качественно обрабатывать заготовки из самых разных материалов. Тем не менее, при обработке каменных заготовок рекомендуется использовать специализированные модели «Stone», поскольку их конструкция оптимизирована под непростые условия обработки.