Высокоскоростное трохоидальное фрезерование
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. Данный вид фрезерования представлен в двух видах: статическое и динамическое фрезерование.
Статическое трохоидальное фрезерование целесообразно использовать при обработке пазов. Сейчас давайте вспомним традиционный метод обработки фрезой в «полный» паз.
Как известно из теории резания, когда ширина фрезерования будет равна диаметру фрезы, иными словами, когда фреза работает всем диаметром, то при входе в контакт зуба фрезы с заготовкой образуется толстая стружка, а на выходе – очень тонкая. Тонкая стружка отводит меньше тепла, чем толстая, поэтому большая часть выделенного тепла остается в зоне резания, то есть передается на режущую кромку. Получается фреза сначала работает попутно, затем встречно. Этот фактор значительно сокращает ресурс инструмента, и не дает возможности обработки с большой глубиной резания и подачей, особенно это касается материалов с высокой прочностью. Все эти недостатки и результат при данном методе фрезерования сведем в несколько пунктов:
Ограничения при фрезеровании в полный паз
- Обычно глубина резания не больше одного диаметра
- Попутное и встречное фрезерование
- Высокая температура инструмента и заготовки
- Плохая эвакуация стружки
- Высокие радиальные усилия резания
Это приводит к тому, что:
- Непостоянная толщина стружки
- Низкая скорость снятия металла в минуту
- Переменное качество обработанной поверхности
- Низкая стойкость инструмента
- Высокие требования к мощности и крутящему моменту главного привода станка
Теперь рассмотрим метод трохоидального фрезерования паза. Первое условие – ширина паза должна быть больше диаметра фрезы.
Метод высокоскоростного фрезерования основывается на расчете толщины стружки исходя из следующих параметров:
— угла в плане и подачи на зуб
— ширины фрезерования
В результате расчетов есть некоторая зависимость между шириной фрезерования Ае и толщиной стружки Hm (при условии, что угол в плане фрезы будет равным 90⁰
100% Диаметра фрезы «полный паз»
50% Диаметра фрезы
20% Диаметра фрезы
10% Диаметра фрезы
Мы видим что при уменьшении ширины фрезерования уменьшается и толщина стружки, чтобы этого избежать и увеличить толщину стружки надо повысить подачу на зуб Fz.
Также на ширину стружки влияет угол наклона винтовой линии у монолитных концевых фрез.
То есть чем больше угол спирали, тем тоньше стружка и есть вариант повысить подачу.
Далее увеличиваем скорость резания. При малом контакте инструмента с заготовкой (малой толщине стружки) образуется меньше тепла, т к времени в резании инструмент проводит меньше, в результате чего значительно меньше нагревается – за счет этого можно увеличить скорость резания. Зависимость ширины резания от нагрева в зоне резания представлена в таблице.
Используя все эти преимущества в малой ширине фрезерования покажем как это применяется в статическом трохоидальном фрезеровании:
Из рисунка видно, что диаметр фрезы примерно 60-70% от общей ширины паза. Этот параметр оптимальный для того, чтобы инструмент совершал ряд круговых движений со смещением, равным параметру Ае (Ширине фрезерования). Как бы постепенно врезался в металл и выходил в воздух. На этом и основывается метод трохоидального фрезерования.
В большинстве ЧПУ системах данный метод без труда можно запрограммировать и оптимизировать превратив холостое перемещение по круговой линии в прямое перемещение, то есть траектория движения буквой D.
Метод динамического фрезерования также основан на малой ширине фрезерования и на малой толщине стружки, но требует более продвинутого программного обеспечения для написания управляющей программы , т.к. данным методом может обрабатываться не только паз, но и вестись обработка сложных контуров, углов, уступов, с применением элементов винтовой интерполяции.
САD/CAM система будет постоянно «следить» за толщиной стружки, трансформируя для этого траекторию движения.
Требования для статического трохоидального фрезерования:
- Динамичный станок (макс. подачу стола и скорость её изменения)
- Систему ЧПУ
- Современный инструмент (Widia серия Varimill 1, 2, 3 желательно с гидропатроном)
- Режимы резания для трохоидальной обработки
- Подачу воздуха (не допускать скапливание стружки)
Для динамического метода ко всему вышеперечисленному нужно иметь САD/CAM систему
Особенно эффективно применять метод трохоидального фрезерования при обработке жаропрочных и закаленных материалов
Какую пользу получают предприятия при применении высокоскоростного/ трохоидального фрезерования?
Быстрее обрабатывается деталь
- Возможны значительно большие скорости резания
- Возможны повышенные подачи на зуб
Экономия средств
- Повышение стойкости
- Уменьшение времени обработки партии деталей
- Использование всей длины режущей кромки (использование 100% ресурса инструмента без переточек)
- Меньше требований к мощности резания и крутящему моменту станка
Безопасность и надёжность обработки
- Постоянная толщина стружки
- Уменьшенные дуга/угол врезания (угол охвата)
- Значительно уменьшена нагрузка на режущую кромку
- Уменьшение температуры в процессе обработки
- Беспроблемная эвакуация стружки
- Меньше вреда шпинделю станка из-за сильных отклонений и пиков момента резания при традиционной обработке
О компании
Компания ООО Технический Центр «Базис» основана в 2011 году. В 2015 году был открыт дополнительный офис в городе Челябинске.
Более 150 клиентов доверяют нам.
ООО Технический «Базис» является авторизованным дистрибьютором на территории УРФО (Свердловской, Курганской, Тюменской областей и ХМАО, ЯНАО) и поставляет металлорежущий инструмент следующих брендов, занимающих лидирующее положение в мире по критериям цены и качества: WIDIA, VARGUS, HANITA, KFH, SHAVIV, DC, D’ANDREA, GUHRING, TOOLGAL, STRAUSS, GERARDI.
Ссылка на сайт www.tcbazis.ru
