Обработка деталей с применением плунжерных фрез и фрез для больших подач.

Зачастую обработка глубоких карманов, полостей традиционным боковым фрезерованием создает массу проблем. Это и не высокая производительность, и сопутствующие вибрации инструмента, и низкая стойкость инструмента, и т.д. В определенных случаях работа боковым фрезерованием становится совершенно экономически невыгодным вариантом обработки.

На сегодня для ведения черновой обработки глубоких полостей на фрезерном оборудовании в основном применяют фрезы для больших подач и плунжерные фрезы. Конечно возможно вести обработку с применением бокового фрезерования, при этом желательно начинать с минимального вылета инструмента (оснастки) и постепенно увеличивать вылет (применяя инструменты (оснастку) большего вылета с каждым разом), тем самым увеличивая глубину обработки, и на глубинах более 5-6хD зачастую работа без применения виброгасящих оправок становится или затруднительной или совершенно невозможной.

По производительности плунжерных фрез и фрез для больших подач и сегодня не умолкают споры... что же эффективнее?... На первом видео в конце статьи можно видеть такие дебаты.

Фрезы для больших подач имеют малый угол в плане, при этом основная составляющая сил резания направлена по оси инструмента (до 70-90% в зависимости от принятых режимов резания), что существенно снижает боковую нагрузку и уменьшает склонность к возникновению вибраций в процессе обработки. При небольшой глубине обработки подача может достигать до 4 мм на зуб. Даже среди монолитных твердосплавных фрез есть фрезы для больших подач, начиная от диаметра 3 мм.


Плунжерное фрезерование ведется торцевой частью инструмента, и аналогично предыдущему методу, позволяет вести обработку при которой основная доля сил резания направлена по оси инструмента (оснастки). Плунжерное фрезерование очень эффективно при обработке глубоких углов и пазов.

Это заметно снижает вибрации системы, уровень потребляемой мощности и шума, повышает стойкость инструмента. Данный метод можно сравнить с растачиванием при прерывистом резании.


Условия применения плунжерного фрезерования: 

*  При вылете инструмента больше чем 4 x D фрезы; 

*  При не жесткой системе; 

*  При ограниченности станка по мощности и крутящему моменту; 

*  При жестких требованиях по форме и взаимному расположению в углах; 

*  При обработке труднообрабатываемых материалов. 

Основные особенности фрез, применяемых при плунжерном фрезеровании:  

*  Большой объем стружечной канавки. 

*  Внутренние каналы для подвода СОЖ или сжатого воздуха, который 

вымывает/выдувает стружку. 

*  Тангенциальное крепление пластин на торцевой части фрезы для 

увеличения жесткости пластины и уменьшения изгибающих напряжений. 

*  Баланс между перераспределением результирующей силы вдоль оси 

фрезы и отсутствием трения вспомогательной режущей кромки по 

обработанной поверхности. 

Основные области применения - обработка: 

*  Пазов; 

* Выборок/карманов; 

* Уступов/открытых профилей; 

*  Углов. 

Стоит заметить, что во многих каталогах фрезы для больших подач возможны для использования и как плунжерные фрезы. Но это далеко не всегда эффективно, особенно при небольших диаметрах фрез и больших вылетах.

К примеру, вот такая конструкция с квадратными пластинами  (или подобные ей с иными пластинами) при диаметре фрезы 25 мм и вылете более 4xD при работе в качестве плунжерной фрезы работает довольно грубо, ее сильно отжимает из-за значимого угла в плане K, зачастую боковая поверхность получается с конусностью, часто процесс обработки сопровождается вибрацией. Для диаметров фрез большего размера и при небольших вылетах такие негативные моменты проявляются в меньшей степени.

Наиболее удачная конструкция плунжерной фрезы имеет либо нулевой угол K, либо отрицательный (т.е. с поднутрением к центру инструмента). К примеру как вот такие конструкции.

Отрицательный угол в плане при определенном перекрытии компенсирует боковую составляющую силы резания, такие фрезы работают более устойчиво.

Многие конструкции сверл со сменными пластинами могут быть использованы для плунжерной обработки.

И для фрез для больших подач, тоже не все конструкции являются удачными.

Например, вот такая конструкция фрез (они встречаются у многих...Walter, Arno, Seco, Sumitomo и др.). Фактически с квадратными пластинами не показали хорошей стабильной мягкой работы, особенно на титане, нержавейках и жаропрочных материалах. Хотя конструктивно такие пластины могут применяться сразу на 3-х типах фрез - плунжерные, фасочные и для обработки уступов 90 градусов. Но в погоне за универсальностью фреза потеряла свои качественные характеристики.

Наиболее удачная конструкция получилась у Stellram (Kennametal). И далее она повторялась в каталогах других производителей.

Квадратная пластина с закругленными боковыми сторонами, различные варианты стружколомов обеспечивают мягкую работу фрезы практически на любых материалах.

Следует заметить, что многие производители изготавливают фрезы для больших подач с 2-х сторонними пластинами (геометрией). Экономически это более выгодно, но на многих материалах, при больших L/D такие конструкции работают с большими силами резания.

Существуют и фрезы для больших подач с мелкоразмерными пластинами, иногда на диаметре 20-25 мм встречается до 4-х пластин.


Есть и серии Микро (корпуса с 8 мм), в которых начиная с диаметра 10 мм уже устанавливается 2 пластины, на 12 мм - 3 пластины, на 16 мм - 4 пластины. В отличии от обычных фрез такая конструкция обеспечивает снижение вибрации и более высокую производительность.

Видео по теме

Plunge Milling: High Volume Roughing on Your Machine, Part Two

Обработка видео...

Плунжерное фрезерование от Seco

Обработка видео...

Плунжерное фрезерование

Обработка видео...

New Seco Tools Turbo 10 Plunge Mill Demonstration

Обработка видео...

Plunge Milling Slot-Index

Обработка видео...

Fresas Porta Insertos High Feed - Dijet

Обработка видео...

Seco High Feed Milling Demonstration

Обработка видео...

High Feed Milling with Seco R220.21 and R217.21

Обработка видео...

ATI Stellram demos milling cutters

Обработка видео...

Highfeed 2 - Small diameter high feed tools

Обработка видео...

OCM | TITANE Ti6Al4V | TA6V ébauche avec fraise DIJET Quick MiniMiLL

Обработка видео...

Фрезерование с большим вылетом от Dijet. Обработка уступа.

Обработка видео...

Kyocera MFH-Micro 10mm Dia. High Feed Milling Demo C45 Steel 19.07.2016

Обработка видео...

MFH-Raptor Micro High Feed Milling

Обработка видео...