Вертикальное погружное врезание концевым инструментом представляет собой высокопроизводительную силовую методику удаления массивных металлических припусков в глубоких замкнутых колодцах деталей. Направление вектора сил резания совпадает с продольной осью жесткости шпинделя станка. В нашей цеховой практике данный подход полностью исключает поперечный изгиб оправок при экстремальных консольных вылетах твердосплавной фрезы.

Принцип действия plunge milling: перенаправление сил резания вдоль оси шпинделя

При традиционном боковом фрезеровании радиальная сила вызывает интенсивный изгиб оправки и вибрации на больших вылетах. Метод погружного резания преобразует кинематику движения в серию последовательных вертикальных осевых врезаний, аналогично сверлению. Наш цеховой опыт показывает, что осевая жесткость шпинделя в четыре раза превышает радиальную, что полностью устраняет вибрационный дребезг.

Инструмент врезается сверху вниз по оси Z, снимая металл торцевыми режущими кромками. После выхода из заготовки фреза смещается по горизонтали на шаг перекрытия и повторяет цикл врезания.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  • Вектор сил резания направлен строго вдоль оси жесткости шпинделя станка.
  • Прямая работа с вылетом инструмента до десяти диаметров (10D) без вибраций.
  • Колоссальный объем съема стружки в минуту при черновой выборке глубоких штампов.

При обратном ускоренном ходе фреза слегка отводится от стенки на величину 0.5–1.0 мм. Это предотвращает затирание задней грани пластин о металл.

Области применения метода: глубокие полости и большие вылеты

Технология plunge milling востребована при черновой разделке глубоких карманов пресс-форм, ковочных штампов и силовых элементов авиаконструкций. На оборудовании облегченного класса податливость направляющих ограничивает боковое фрезерование на высоких минутных подачах. А осевая схема врезания позволяет реализовать полную мощность главного привода без риска заклинивания кареток.

Метод также превосходно подходит для обработки труднообрабатываемых жаропрочных сплавов, где радиальные вибрации мгновенно разрушают твердосплавные пластины.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
Технологическая задачаТрадиционное послойное фрезерованиеПогружное фрезерование (Plunge Milling)
Вылет инструмента более 5DСильные вибрации, сколы пластинСтабильное резание с высокой подачей
Выборка глубоких угловых полостейОграничение по глубине за проход (1–2 мм)Врезание на всю глубину кармана до 150 мм
Нагрузка на шпиндельные подшипникиРадиальная консольная нагрузкаОсевая упорная нагрузка (оптимально для упорных пар)
Удельный объем съема металла (см³/мин)БазовыйВ 2.5–4 раза выше на глубоких полостях

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Конструктивные особенности плунжерных фрез и сменных пластин

Специализированные плунжерные фрезы имеют уникальную геометрию торцевых пластин, оптимизированную для осевого врезания. Главная режущая кромка расположена под углом к плоскости торца, формируя результирующую силу, направленную строго внутрь шпинделя. При этом центральные и периферийные пластины перекрывают друг друга, гарантируя чистое резание без заклинивания металла в центре.

Корпуса фрез оснащаются внутренними каналами для подачи СОЖ под высоким давлением непосредственно в зону контакта каждого зуба. Это обеспечивает мгновенную эвакуацию тяжелой стружки вверх.

В качестве плунжерных инструментов также успешно применяются корпусные сверла со сменными пластинами или кукурузные головки с усиленным торцевым блоком пластин, что расширяет универсальность оснастки цеха.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Расчет радиального шага перекрытия и осевой подачи при врезании

Производительность плунжерного цикла определяется балансом осевой подачи и величины радиального шага смещения между проходами. Величина радиального перекрытия Stepover назначается в пределах от пятидесяти до семидесяти пяти процентов от диаметра инструмента. А осевая минутная подача рассчитывается исходя из рекомендуемой толщины стружки на торцевой зуб пластины.

Формула минутной скорости осевого врезания по оси Z выражается зависимостью:

\[V_{f\_z} = n \cdot z \cdot f_z\]

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

где параметр \(n\) указывает частоту вращения шпинделя, число \(z\) означает количество эффективных торцевых зубьев, а \(f_z\) задает расчетную подачу на зуб в диапазоне 0.08–0.20 мм/зуб для сталей.

Диаметр плунжерной фрезыЧисло пластин на торцеРадиальный шаг смещения \(a_e\)Осевая подача \(f_z\) (сталь 40Х)
25 мм2 пластины12 – 16 мм (50–65%)0.08 – 0.12 мм/зуб
40 мм3 пластины20 – 28 мм (50–70%)0.10 – 0.15 мм/зуб
63 мм4 пластины35 – 45 мм (55–72%)0.12 – 0.18 мм/зуб
80 мм5 пластин45 – 60 мм (55–75%)0.14 – 0.22 мм/зуб

Технические критерии чистовой доработки ступенчатого припуска

После завершения цикла чернового погружного резания на стенках и дне полости остается характерный гребенчатый ступенчатый припуск. Попытка снять эти массивные гребешки чистовой монолитной фрезой за один проход приведет к ее мгновенной поломке. А промежуточный получистовой проход с послойным фрезерованием ватерлиниями сглаживает ступенчатый профиль перед чистовой доводкой.

Практический регламент финишной доработки после plunge milling включает следующие этапы:

  1. Черновая плунжерная выборка массива с оставлением общего припуска 1.5–2.0 мм на сторону.
  2. Получистовое послойное фрезерование ступеней короткой концевой фрезой шагами по высоте 1–2 мм.
  3. Снятие остаточных гребешков в углах кармана фрезой меньшего радиуса (Rest Milling).
  4. Чистовой контурный проход длинной чистовой фрезой с припуском 0.1 мм для достижения зеркального качества.

Соблюдение этой многоэтапной стратегии сокращает общее машинное время выборки карманов на 50% без ущерба для финальной точности.