2. Практические рекомендации

 

Фрезерование с малой шириной контакта характеризуется высокой скоростью резания, v_c, большей осевой глубиной резания, a_p, но крайне малой шириной резания, a_e, и невысокой подачей на зуб, f_z. Для процесса являются определяющими

Факторы

• Небольшая толщина стружки

• Небольшая длина прохода

Эффект

• Снижение усилий резания/отжима инструмента

• Снижение температуры в зоне резания

Преимущества

• Увеличение глубины резания

• Повышение скорости резания

Трохоидальное фрезерование

Область применения

Первый выбор для обработки при повышенном риске возникновения вибраций; применяется для чернового фрезерования комбинированных выборок, карманов и пазов.

Определение Трохоидальное фрезерование может быть охарактеризовано как круговое фрезерование с одновременным линейным перемещением. Фреза снимает повторяемые "слои“ материала за счет последовательных спиральных проходов в радиальном направлении.

Этот метод предъявляет повышенные требования к программированию и возможностям станка.

Инструмент входит и выходит из резания по круговой траектории с небольшим радиальным шагом, w. При этом:

• Контролируемая величина осевого контакта инструмента ведет к уменьшению усилий резания и позволяет повысить глубину резания.

• Используется вся длина режущей кромки, что позволяет равномерно распределить температуру и износ и ведёт к повышению стойкости в сравнении с традиционным фрезерованием.

• Вследствие малой ширины контакта возможно применение инструмента с большим количеством режущих кромок, позволяющего увеличить подачу без риска уменьшения стойкости.

• Максимальная ширина фрезерования, a_e, не должна превышать 20% от диаметра фрезы.​

a_p ≤ 2 x D_c

a_e = небольшая

v_f = высокая

v_c = до 10 раз выше, чем при традиционных методах обработки

Для паза шириной менее 2 x D_c

Программируется один непрерывный спиральный проход в радиальном направлении для формирования профиля или паза. При этом значение подачи является постоянной величиной, а радиальная глубина резания - переменной. Время, которое инструмент находится вне резания, равно 50% от общего времени цикла.

Рекомендации 1) Радиальная глубина резания постоянно меняется и при наибольшем погружении инструмента является даже большей, чем программируемый шаг перемещения, w. 2) Большое значение имеют диаметр фрезы, который не должен составлять менее 70% ширины паза, и шаг перемещения в радиальном направлении, w, меньше или равный 10% от D_c. 3) При постоянной подаче на зуб, подача центра инструмента, v_f, отличается от подачипереферийной части инструмента, v_fm. Если в программе базовым значением задается подача центра инструмента, то подачу периферийной части необходимо определить путём расчёта.​

Параметры резания

• Максимальный диаметр фрезы              D_c = 70% ширины паза

• Шаг                                                    w = макс. 10% D_c

• Максимальная ширина.                        a_e = 20% D_c

• Осевая глубина резания                       a_p = до 2 x D_c

• Начальное значение подачи на зуб        f_z = 0.1 мм

Расчётное значение подачи v_f

Практические примеры использования трохоидального фрезерования

1 – узкая канавка – Inconel 718 (44HRC)​

По сравнению со стандартной обработкой пазов и плунжерным фрезерованием, трохоидальный метод обеспечивает большую стабильность процесса, стойкость и снижение затрат на инструмент. Поэтому фреза диаметром 8 мм была заменена на фрезу диаметром 12 мм.

Для пазов шире 2 x D_c

Спиральный проход, аналогичный обработке узких пазов, при которой 50% времени затрачивается на вывод инструмента из резания, может быть оптимизирован за счёт увеличения ширины прохода:

1. Вход в резание – программируемый радиус (rad_m) = 50% от D_c.

2. G1 с a_e = 0.1 x D_c.

3. Выход из резания – программируемый радиус (rad_m) = 50% от D_c.

4. Быстрое перемещение в начальные координаты для старта следующего прохода. 5. Повтор цикла.​

 

Параметры резания

• Радиальная глубина

– CoroMillPlura                                 a_e = 10% D_c

– CoroMill 390/490                            a_e = 20% D_c

• Осевая глубина резания                    a_p = до 2 x D_c

• Начальное значение подачи на зуб    f_z = 0.1 мм

• Подача в углу                                   rad_fv = 0.5 x G1

2 – Широкий паз – Фрезерование волнообразного профиля на фланцах

Количество пазов/деталей      8

Ширин                                 45 mm

Глубина                               16 mm

Толщина                               4 mm​

 

Инструмент 1 – CoroMill 390 – Ø 16 мм

R390-016A16-11H R390-11T308M-PL 1030

Инструмент 2 – CoroMillPlura – Ø 12 мм

R216.24-12050AK26P 1620

a) Нержавеющая сталь – 316​

б) Жаропрочный сплав – Inconel 718 (44 HRC)​

CoroMill^® 390 против CoroMill^® Plura

• Фреза CoroMill 390 способна обрабатывать нержавеющую сталь на 140% быстрее чем CoroMillPlura. При обработке нержавеющих сталей CoroMill 390 исключает возможность пакетирования стружки в канавках, что позволяет для быстрого радиального прохода шириной a_e, увеличить значение подачи на зуб, f_z, по сравнению с CoroMillPlura.

• Обработка жаропрочных сплавов – CoroMillPlura на 120% быстрее в сравнении с CoroMill 390. Для более прочного сплава стабильность обработки была обеспечена за счет применения фрезы CoroMillPlura с большим количеством зубьев и углом подъёма винтовой канавкиp.

Фрезерование с малой шириной контакта – обработка в углах

Область применения

Фрезерование с малой шириной контакта - это получистовая операция используемая для снятия припуска в углах, который невозможно снять инструментом большего диаметра, примененного для предварительной обработки. Определение

В отличие от трохоидального фрезерования не требуется входа в резание по касательной, так как процесс резания начинается с нулевого значение припуска, которое в середине резания достигает максимума и затем вновь уменьшается вплоть до нуля. Многопроходная стратегия успешно применяется для эффективного съёма металла, обеспечивает постоянно малое значение радиального заглубления/угла в плане и низкие усилия резания.

Рекомендации: Уменьшение подачи в углах:

• Так же как и при контурной обработке радиуса значение подачи центра инструмента, v_f должно быть уменьшено по сравнению с подачейпериферийной части инструмента, v_fm, для обеспечения постоянной величины подачи на зуб.

• В отличие от линейного резания при высокой подаче глубина резанияможет превысить допустимое значение. Это зависит от диаметра круговой траектории перемещения фрезы по отношению к радиусу угла.

• Тем не менее разница между диаметром круговой траектории перемещения фрезы, D_vf, и диаметром отверстия, D_m, по мере приближения к окончательному размеру угла постоянно увеличивается. Это означает, что для каждого прохода необходимо последовательно уменьшать подачу.

• Процесс становится менее стабильным, возникают вибрации.

• Для успешного применения метода обработки в углах необходим станок с хорошей динамической стабильностью и функцией контроля за снижением подачи центра инструмента.​

Фрезерование с малой шириной контакта

Встречное фрезерование

D_vf и v_f постоянно уменьшается для каждого прохода

w = шаг rad_m = окончательный радиус профиля rad_w = начальный радиус профиля​

Параметры резания

Типичные значения для фрезы CoroMillPlura R216.24-xxx50-xxKxxP

• Максимальный диаметр фрезы D_c = 1.75 x rad_m

• Радиальное перекрытие w = 10% D_c

• Осевая глубина резания a_p = до 2 x D_c

• Начальное значение подачи на зуб f_z = 0.1 мм

• Скорость резания – приблизительно в 3-6 раз выше обычных рекомендаций.

Для одинаковых начального и конечного радиусов количество проходов варьируется в зависимости от величины угла. Для обработки в углах величиной 60˚ хорошим решением является плунжерное фрезерование с использованием фрезы CoroMill 390 или плунжерного сверла.

Величина угла

 

Соответствующие видео

Трохоидальное фрезерование

Послойное фрезерование в углах

Трохоидальное фрезерование - рекомендации (eng)