V-гравировка: почему широкий штрих режется глубже

При V-гравировке на полную глубину более широким частям рисунка нужен более глубокий рез той же V-фрезой. Фреза опускается, пока её наклонные стороны не достигнут границ выбранной области. Поэтому тонкий и толстый штрихи могут иметь разную окончательную глубину даже внутри одной буквы.

Для идеальной остроконечной фрезы, прямого канала шириной w и угла при вершине фрезы a геометрическая глубина равна d = w / (2 × tan(a / 2)). Это расчёт поперечного сечения. Превью CAM по-прежнему должно учитывать реальную фрезу, всю форму и любое ограничение глубины.

Связь ширины и глубины

Для остроконечной фрезы 90° идеальная глубина равна половине ширины канала. Для остроконечной фрезы 60° — примерно 0,866 ширины. Это геометрические отношения, а не рекомендуемые глубины резания или настройки станка.

Почему у одного логотипа может быть несколько глубин гравировки

V-фреза становится шире по мере удаления от кончика. Чтобы снять материал в более широкой области и достичь обеих боковых границ, кончик должен опуститься ниже. Там, где рисунок сужается, инструмент поднимается.

Документация Vectric по траектории V-Carve описывает её как операцию переменной глубины, рассчитываемую по углу фрезы, ширине и форме векторов. Рисунок задаёт границы; он не хранит глубину для каждой части буквы.

Представьте эмблему с тонкой декоративной линией рядом с жирным инициалом. Инициал может потребовать гораздо большей глубины, чем линия. Увеличение всей эмблемы также расширяет её области, поэтому идеальные резы на полную глубину становятся глубже при неизменном угле фрезы. Следовательно, увеличение рисунка — решение об обработке наряду с решением о компоновке.

Это объяснение касается V-гравировки замкнутой области. Траектория, просто следующая линии на заданной глубине, — другой случай.

Рассчитайте простое поперечное сечение

Представьте срез поперёк прямого канала, сделанного острой симметричной V-фрезой. Сечение — треугольник. Его верхняя сторона — ширина канала; вертикальная средняя линия — глубина. Деление треугольника пополам даёт прямоугольный треугольник с половиной ширины и половиной угла при вершине.

Отсюда две полезные формы:

• глубина = ширина / (2 × tan(угол при вершине / 2))
• ширина = 2 × глубина × tan(угол при вершине / 2)

Используйте одинаковые единицы для ширины и глубины. Фреза 60° означает угол при вершине 60°, поэтому в тангенс подставляется 30°. Подстановка 60° в тангенс без деления угла пополам даёт неверный результат.

Мы рассчитали следующие примеры для идеальных остроконечных фрез 60° и 90°. В образце использованы прямые области шириной 2 мм и 4 мм в исходном SVG; строка 1 мм даёт ещё один ориентир. Значения округлены до трёх знаков после запятой.

При 60° для области 2 мм нужно 2 / (2 × tan(30°)), или примерно 1,732 мм. Удвоение области до 4 мм удваивает идеальную глубину примерно до 3,464 мм.

Наша проверка воспроизвела эти числа локальным расчётом и проверила обратное вычисление исходных ширин. Мы не запускали траекторию CAM и не резали материал. Числа описывают идеальное сечение с допущением острого кончика; они не устанавливают пригодную глубину прохода, подачу или прочность небольшого оставшегося островка.

Полная глубина, плоская глубина и глубина прохода различаются

Эти настройки отвечают на разные вопросы. Их смешение способно создать впечатление, что глубина не изменилась, хотя превью вполне корректно.

Vectric описывает Flat Depth как предел для гравировки с плоским дном. Также описаны несколько проходов по уровням Z, когда требуемый рез превышает Pass Depth из базы инструментов. Настройка Start Depth позволяет начать операцию внутри существующего кармана или ступенчатой области. Читайте описание этих настроек в официальном справочнике траектории, а не воспринимайте любое поле глубины как команду прорезать узкую букву глубже.

Стратегия с ограничением плоской глубины меняет форму широкой области с полного V на углубление с плоским дном и наклонными краями. В зависимости от процесса CAM другой инструмент может выбрать это дно. Это не просто исходное остроконечное сечение, поднятое вверх.

Заполненные области и осевые линии ведут себя по-разному

Трассировка растра обычно следует границам видимого рисунка. Толстая чёрная линия может превратиться в замкнутую полосу с двумя сторонами. V-гравировка такой полосы просит программу CAM обработать пространство между этими сторонами.

Осевая линия вместо этого описывает один маршрут через штрих. При движении по нему на выбранной глубине угол фрезы и глубина определяют видимую ширину канавки. Вы больше не просите фрезу таким же способом вписаться в произвольную заполненную область.

Официальное руководство Easel по проектам V-Carve проводит это различие между заполненными фигурами, где фреза соблюдает границы дизайна, и контурными операциями, где выбранная глубина влияет на получаемую ширину.

Прежде чем менять фрезу или создавать смещение рисунка, определите нужный результат: заполненная область логотипа, линейная гравировка или углубление с плоским дном. Руководство по однолинейному SVG объясняет, почему трассировка внешней стороны растрового штриха не восстанавливает его исходную осевую линию. Для самого этапа трассировки используйте руководство по VCarve Trace Bitmap.

Что меняет оценку

Простая формула предполагает прямой локальный канал и острый симметричный кончик. У настоящих фрез кончик может быть плоским или скруглённым. Углы, соседние границы, островки и рабочая режущая геометрия инструмента также требуют полного расчёта CAM. Не переносите пример прямого канала на каждую точку сложной декоративной буквы.

Если тонкая деталь в превью похожа лишь на царапину, сначала проверьте фактическую ширину в окончательном масштабе и описание инструмента. Увеличение максимальной глубины не заставит ограниченную границами остроконечную фрезу опуститься ниже при сохранении того же узкого раскрытия. Выбор более острого угла при вершине меняет геометрию, но реальная операция всё ещё требует корректной настройки инструмента и материала.

Если широкая область требует чрезмерной глубины, пересмотрите масштаб рисунка и настройки плоской глубины в программе CAM. Если изменение ширины рисунка повредит знаку, сохраните утверждённую геометрию логотипа и пересмотрите операцию. Не искажайте логотип лишь ради удобного значения в поле глубины.

Где помогает PerfectVector

Если логотип сохранился только в PNG или JPEG, PerfectVector может восстановить векторные контуры-кандидаты до измерения и подготовки. Процесс подготовки вектора для ЧПУ предоставляет рисунок SVG или DXF для следующего этапа CAD/CAM. Сравните узкие области, просветы букв и импортированные физические размеры с предполагаемым дизайном.

Векторизация не выбирает V-фрезу и не рассчитывает её траекторию. Если пригодный векторный рисунок уже есть, продолжайте с этим файлом. Повторная трассировка не решит вопрос глубины. Более широкое руководство по изображению для ЧПУ описывает переход от контуров к операциям.

Частые вопросы

Делает ли более широкий штрих логотипа V-гравировку глубже? При V-гравировке на полную глубину без ограничений и с тем же углом остроконечной фрезы более широкая прямая область требует более глубокого сечения. Ограничения глубины, геометрия инструмента и полная форма могут изменить рассчитанную операцию.

Режет ли V-фреза 60° глубже фрезы 90°? При одинаковой ширине прямого канала и идеальных острых кончиках — да. Канал 2 мм даёт глубину примерно 1,732 мм при 60° и 1,000 мм при 90°. Это геометрические примеры, а не рекомендации по резанию.

Почему увеличение максимальной глубины не меняет тонкую букву? Фреза уже может достигать обеих сторон узкой области на меньшей глубине. Больший максимум — более высокий предел, а не обязательно команда опуститься дальше. Проверьте операцию и её поведение по документации CAM и превью.

Источники

1. Vectric — Траектория V-Carve — Переменная глубина по векторной геометрии, Start Depth, Flat Depth, Pass Depth и инструменты выборки.
2. Easel — Проекты V-Carve — Различие заполненных областей, контурных операций, углов фрезы и карманов с плоским дном.
3. PerfectVector — SVG и DXF для ЧПУ — Передача растра в вектор и граница между экспортом рисунка и генерацией траектории CAM.

---

Если нужны контуры растрового логотипа, подготовьте вектор для ЧПУ из изображения, проверьте узкие области и просветы, затем измерьте его в импортированном размере перед расчётом и проверкой V-гравировки в CAM.