Metoda wielu przejść i frezowanie trochoidalne

Metoda wielu przejść i frezowania trochoidalnego zostały oryginalnie stworzone w celu obróbki zgrubnej i półzgrubnej trudno skrawalnych materiałów, takich jak stale hartowane, materiały z grupy ISO H, superstopy żaroodporne (HRSA) i materiały z grupy ISO S, ale mogą być stosowane także do obróbki innych materiałów, zwłaszcza w zastosowaniach wrażliwych na drgania.

Frezowanie trochoidalne stosowane jest przede wszystkim do obróbki rowków.

Metoda wielu przejść stosowana jest zazwyczaj do obróbki półzgrubnej narożników.

Obydwie metody okazały się bardzo bezpieczne i produktywne.

Techniki wielu przejść i frezowania trochoidalnego oparte są na małej promieniowej głębokości skrawania a_e która:

• Wytwarza niewielką siłę w kierunku promieniowym, co zmniejsza nacisk na powierzchnię boczną poprawiając stabilność i umożliwia zastosowanie większej osiowej głębokości skrawania a_p
• Oznacza jednoczesne zagłębianie tylko jednego ostrza, co ogranicza skłonność do wibracji
• Zmniejsza nagrzewanie się strefy skrawania dzięki krótkiemu czasowi styku, co umożliwia skrawanie z większą prędkością
• Wytwarza wióry o niewielkiej grubości h_ex, ale wyższy posuwu na ostrze f_z

Wybór narzędzi

W technice wielu przejść można również stosować frezy z długimi krawędziami skrawającymi, które łączą niewielką promieniową głębokość skrawania a_e z dużą osiową głębokością skrawania a_p.

Sposób zastosowania metody wielu przejść i frezowania trochoidalnego

W metodzie wielu przejść stosowana jest zwiększona prędkość skrawania v_c i głębokość skrawania w kierunku osiowym a_p, ale niewielka głębokość skrawania w kierunku promieniowym a_e i posuw na ostrze f_z. Umożliwia to:

• Czynnik Mała grubość wiórówMały kąt opasania
• Rezultat Mniejsza siła w kierunku promieniowym / ugięcieMniejsza temperatura w strefie skrawania
• Korzyści Większa osiowa głębokość skrawaniaWiększa prędkość skrawania

Frezowanie trochoidalneObszar zastosowań

Doskonała metoda do wykonywania rowków w układach podatnych na drgania; Nadaje się także do obróbki zgrubnej wąskich wgłębień, kieszeni i rowków.Definicja

Frezowanie trochoidalne można zdefiniować jako frezowanie z interpolacją kołową połączone z jednoczesnym przemieszczaniem się środka okręgu toru narzędzia. Frez usuwa kolejne „plasterki” materiału, wykonując sekwencję ciągłych ruchów po torze będącym spiralą.

Technika ta wymaga wyspecjalizowanego oprogramowania i obrabiarki.

Narzędzie jest zaprogramowane na wchodzenie w materiał i wychodzenie z niego po łuku, z utrzymującą się niewielką wartością skoku promieniowego w, co ma następujące konsekwencje:

• Ograniczony kąt opasania powoduje, że siła skrawania ma umiarkowaną wartość, co umożliwia stosowanie dużej osiowej głębokości skrawania
• Użycie całej długości krawędzi skrawającej zapewnia równomierny rozkład ciepła i zużycia, a w efekcie zwiększa trwałość ostrzy w porównaniu z tradycyjną metodą frezowania rowków
• Z powodu małego kąta opasania, stosowane są narzędzia o dużej liczbie ostrzy, co pozwala uzyskać wysokie prędkości posuwu bez zagrożenia dla okresu trwałości ostrzy narzędzia
• Maksymalna promieniowa głębokość skrawania a_e nie powinna przekraczać 20% długości średnicy frezu

a_p ≤ 2 x Dc

a_e = mała

v_f = wysoka

v_c = maks. 10-krotnie większa niż w przypadku tradycyjnych metod

Do rowków o szerokości mniejszej niż 2 x D_c

Narzędzie jest zaprogramowane na ciągły spiralny tor, po którym wykonuje ruch posuwowy w kierunku promieniowym, tworząc rowek lub profil. Posuw jest stały, z ciągle zmieniającym się zaangażowaniem promieniowym. Narzędzie nie jest zagłębione w materiał przez 50% czasu.Co należy uwzględnić

1) Zaangażowanie promieniowe nieustannie zmienia się i przy maksymalnym zagłębieniu, jest ono większe niż zaprogramowany skok w.

2) Ważne jest, aby stosunek średnicy frezu do szerokości rowka był niższy niż 70%, a skok promieniowy w był mniejszy niż 10% D_c.

3) Posuw jest stały, lecz prędkość posuwu dla punktu na osi narzędzia v_f różni się względem prędkości posuwu występującej w punkcie na obwodzie v_fm. Jeśli posuw jest zaprogramowany dla punktu w osi obrotu (środku) narzędzia, należy przeliczyć jaka będzie prędkość posuw dla punktu na jego obwodzie.

Parametry skrawania

• Maks. średn. frezuD_c = 70% szerokości rowka
• Skok w = maks. 10% D_c
• Promieniowa głębokość skrawania a_e = maks. 20% D_c
• Osiowa głębokość skrawania a_p = maks. 2 x D_c
• Posuw na ostrze (na start) f_z = 0,1 mm

Oblicz wprowadzaną do programu sterującego wartość prędkości posuwu v_f

Wskazówki dotyczące zastosowania frezowania trochoidalnego

Frezowanie trochoidalne zapewnia większe bezpieczeństwo procesu w porównaniu do tradycyjnej obróbki rowków lub frezowania wgłębnego, wydłużając trwałość i zmniejszając koszty narzędzi, np. umożliwiające zastąpienia narzędzia o średnicy 12 mm frezem o średnicy 8 mm.Do rowków szerszych niż 2 x Dc

Ponieważ rowek staje się szerszy, dokonać można optymalizacji ciągłego spiralnego toru narzędzia, gdzie podobnie jak w przypadku wąskich rowków 50% czasu narzędzie będzie poza materiałem:

1. Zagłębianie po łuku z interpolacją kołową – zaprogramowany promień (rad_m) = 50% D_c.
2. G1 z a_e = 0,1 x D_c.
3. Wyjście po łuku z interpolacją kołową – zaprogramowany promień (rad_m) = 50% D_c.
4. Szybki posuw do następnej pozycji początkowej.
5. Powtórzenie cyklu.

Metoda wielu przejść – frezowanie narożników

Obszar zastosowań

Metoda wielu przejść to technika obróbki półzgrubnej używana do frezowania narożników, których nie może sięgnąć większe narzędzie użyte wcześniej do obróbki.Definicja

W przeciwieństwie do frezowania trochoidalnego, tor narzędzia poza materiałem nie musi być realizowany z interpolacją kołową, gdyż promieniowa głębokość skrawania w samym łuku naroża rośnie od zera do wartości maksymalnej w środku, a następnie spada z powrotem do zera.

Wielokrotne przejścia powodują stopniowe usuwanie materiału, zapewniając stałe, niskie promieniowe zaangażowanie/kąt opasania i niskie opory skrawania.Co należy uwzględnić:

Zmniejszenie prędkości posuwu w narożach:

• Tak jak w każdym przypadku nieprostoliniowego toru narzędzia, programując wartość prędkości posuwu dla osi obrotu (środka) narzędzia v_f, należy dostosować jego wartość uwzględniając prędkość posuwu obliczoną dla punktu leżącego na obwodzie narzędzia v_fm, tak aby wartość posuwu na ostrze pozostała na stałym poziomie
• Głębokość skrawania może stać się za duża i uniemożliwić skrawanie z takim samym posuwem, jak w przypadku skrawania w linii prostej, w zależności od stosunku średnicy frezu do promienia naroża
• Jednak stosunek zaprogramowanej średnicy toru interpolacji kołowej frezu D_vf do średnicy zaokrąglenia powierzchni obrabianej D_m narasta z każdym przejściem kształtującym naroże, co oznacza konieczność stałego zmniejszania posuwu dla każdego przejścia
• Układ staje się niestabilny i powstają drgania
• Dla udanego frezowania narożników wewnętrznych istotne jest zastosowanie obrabiarki o dobrej stabilności dynamicznej i sterowanie zmniejszaniem posuwu dla osi obrotu (środka) narzędzia

Metoda wielu przejść

Metoda tradycyjna

D_vf i v_f maleją stale z każdym przejściem

w = skok w kierunku promieniowym

rad_m = ostateczny promień zaokrąglenia narożnika

rad_w = początkowy promień zaokrąglenia powierzchni obrabianej w narożniku

Liczba wymaganych przejść będzie wahać się dla tego samego promienia początkowego i ostatecznego w zależności od kąta pomiędzy powierzchniami ścian narożnika. W przypadku narożników ścian ustawionych pod kątem mniejszym niż 60˚ dobrym rozwiązaniem może być frezowanie wgłębne za pomocą wiertła do niepełnych otworów.Kąt między ścianami narożnika