Плунжерное фрезерование (Plunge Milling) представляет собой высокопроизводительный метод черновой выборки металла путем циклического осевого врезания инструмента вдоль координаты Z станка. Основная сила резания направлена вдоль оси шпинделя, где жесткость станочной системы максимальна. При этом радиальные изгибающие нагрузки практически полностью отсутствуют. В нашей производственной практике осевой метод зарекомендовал себя как безальтернативное решение при обработке глубоких карманов с вылетом инструмента свыше пяти диаметров.

Кинематика плунжерного резания: трансформация радиальных сил в осевые нагрузки

Традиционное боковое фрезерование длинным инструментом провоцирует сильный радиальный отгиб оправки и возникновение низкочастотных вибраций, разрушающих режущие кромки пластин. При циклическом вертикальном резании вектор равнодействующей силы совпадает с осью шпинделя станка, передавая нагрузку напрямую в упорные подшипники шпиндельного узла. А отсутствие бокового отжима позволяет работать с вылетом фрезы до десяти калибров.

Преимущества ступенчатой схемы съема материала перед традиционным послойным фрезерованием:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  • Полное устранение радиальной вибрации и отгиба инструментальной оправки на большом вылете.
  • Многократное увеличение минутного объема снимаемой стружки на тяжелых черновых переходах.
  • Выполнение черновой обработки глубоких полостей на станках с умеренной жесткостью направляющих.

Осевая выборка многократно сокращает время черновой выборки полостей крупногабаритных штампов.

Конструкция плунжерных корпусных фрез с центральным углом врезания 90°

Корпус специализированной корпусной фрезы оснащается торцевыми твердосплавными пластинами, расположенными под углом девяносто градусов к оси вращения для обеспечения вертикального врезания в сплошной металл. Конструкция гнезд предусматривает надежную опорную пластину, воспринимающую удары при прерывистом резании. Наш цеховой опыт показывает, что фрезы с центральной режущей пластиной позволяют выполнять вертикальное засверливание без предварительной подготовки отверстий.

Специализированные фрезы со сменными многогранными пластинами обеспечивают максимальную скорость съема металла.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Осевая подача при вертикальном фрезеровании стали составляет от 0.1 до 0.3 мм на зуб при глубине погружения до 150 мм.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Программирование траекторий ступенчатого врезания Z-Level Plunge в CAM-системах

В современных пакетах CAM траектория вертикальной выборки строится как последовательность вертикальных погружений с заданным радиальным шагом перекрытия от двадцати до пятидесяти процентов диаметра фрезы. После каждого вертикального хода инструмент отводится от дна колодца на один миллиметр и смещается в сторону. При этом отвод по воздуху на ускоренном ходу исключает трение задней грани пластин о стенку заготовки.

Расчет производительности съема металла (MRR) при циклическом врезании в карман:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

\[Q = \frac{a_e \cdot a_p \cdot v_f}{1000} = \frac{a_e \cdot L_{step} \cdot n \cdot f_z \cdot z}{1000}\]

где параметр \(a_e\) обозначает радиальный шаг смещения фрезы, величина \(L_{step}\) задает длину единичного осевого прохода, а \(v_f\) определяет скорость осевой подачи.

Вылет инструмента L/DМетод обработки карманаСкорость съема металла MRRУровень радиальной вибрации
Вылет 3D (стандартный)Традиционное фрезерование250 – 350 см³/минНизкий (в пределах нормы)
Вылет 6D (глубокий)Традиционное фрезерование60 – 90 см³/минВысокий (дробление кромок)
Вылет 6D – 8D (глубокий)Метод Plunge Milling280 – 420 см³/минМинимальный (осевая жесткость)

Эффективная эвакуация стружки сжатым воздухом из узких глубоких колодцев

В замкнутых глубоких колодцах повторное перерезание осевшей стружки представляет главную угрозу для целостности твердосплавных пластин корпусной фрезы. Для надежной эвакуации стружки применяется интенсивный обдув сухим сжатым воздухом под давлением шесть бар через осевые каналы инструмента. А вязкие пластичные стали требуют подачи масляного тумана MQL для смазки зоны трения.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Эвакуация стружки воздухом предотвращает ее пакетирование на дне глубоких полостей пресс-форм.

Тип среды охлажденияЭвакуация стружки на глубине >100 ммСтойкость режущих пластин
Полив жидкой СОЖ под давлениемЗавихрение и повторное измельчениеУскоренный скол из-за термоударов
Сжатый воздух через шпиндельМгновенный выброс стружки вверхВысокая и стабильная стойкость

Технические критерии шага радиального перекрытия и режимов осевой подачи

После завершения черновой ступенчатой выборки на стенках колодца остаются ступенчатые гребешки металла, высота которых определяется величиной радиального шага между проходами. Для облегчения последующей получистовой обработки радиальное смещение выбирается в диапазоне от трети до половины диаметра корпусной фрезы. А чистовое профилирование стенок выполняется длинной монолитной фрезой с переменным шагом зубьев.

Практический порядок настройки вертикального фрезерования на станке с ЧПУ:

  1. Установка усиленной оправки повышенной жесткости с конусом BT50 или HSK-A100.
  2. Задание траектории Z-Level Plunge в CAM с радиальным шагом перекрытия сорок процентов.
  3. Включение импульсной подачи сжатого воздуха через центральный канал инструмента.
  4. Контроль нагрузки на ось Z по индикатору мощности привода станка во время врезания.

Грамотное использование метода Plunge Milling сокращает цикл черновой выборки полостей в несколько раз.