При фрезеровании шпоночных пазов и иных канавок и желобков в металлических заготовках непрерывная жесткая подача инструмента была в ходу с 1970-х годов. Еще в середине 1990-х годов инструмент многих наиболее часто используемых станков имел возможность подобного использования. Что же касается пунктирной, так сказать, поклевочной подачи, то таковая уже давно используется при обработке пластмасс с целью избегания образования длинной стружки. Этот процесс редко вызывал проблемы, даже при сквозном фрезеровании в условиях ограниченного пространства использования инструмента. Однако при подобной обработке большинства стальных и латунных сплавов значительно возрастает время фрезерования, кроме того, преждевременно износится инструмент. Таким образом, многие металлообработчики оказались перед дилеммой. Можно было наращивать производительность, примирившись с сильным износом инструмента. А можно было беречь инструмент, жертвуя производительностью. Кроме того, равномерное пунктирное фрезерование требует большего количества рабочих циклов, проходов инструмента, что является одной из многих скрытых статей расхода при этом и других видах обработки.
Сегодня новые трохоидальные и плунжерные стратегии фрезерования в сочетании с жесткостью держателей и новыми, коммерчески доступными фрезерными инструментами, позволяют даже на маломощных машинах добиваться значительного объема стружкоудаления без потери скорости и производительности. При фрезеровании канавок большой глубины, особенно на менее мощных или более легких станках, приходится значительно отграничивать либо глубину резания, либо скорость, в противном случае машина перегружается и чрезмерно вибрирует. Очевидным результатом является увеличение времени обработки и, как следствие, расходов на производство.
Неплохим решением представляется трохоидальное фрезерование. Данный процесс сочетает непрерывное вращение фрезы с линейной подачей заготовки. Таким образом получается канавка требуемой ширины при высокой глубине резания в процесса фрезерования плиты. Торцовые насадные фрезы со вставками и цилиндрические фрезы из углеродистой стали используются наряду с другими инструментами, где диаметр инструмента меньше, чем ширина создаваемой канавки. Низкая радиальная подача ведет к явному снижению нагрузки на инструмент и станок. Когда к этому добавляется повышение скорости резания, металлообработка становится более экономичной по сравнению с обычным радиальным фрезерованием.
Кроме того, при обычном фрезеровании, где один слой материала всегда удаляется за очередной проход, радиальные нагрузки воздействуют в основном на шпиндель. При большой протяженности выемок и больших поперечных нагрузках это порождает и значительные изгибные составляющие. Если большие объемы материала удаляются из тонкостенных деталей, скорость подачи и скорости резания обязательно должны быть уменьшены, чтобы избежать чрезмерной вибрации.
В этих случаях разумной альтернативой может оказаться плунжерное фрезерование. В этом процессе обработка осуществляется не периметром инструмента, но лишь его лицевой стороной. Задача решается за счет смещаемого погружения инструмента. Нагрузка действует вертикально на шпиндель и зажим заготовки, то есть только в направлении наибольшей жесткости станка. В результате даже на легких станках возможно достижение более высоких параметров резки.
Важным моментом является адаптируемость к работе в таких условиях техники с числовым программным управлением. Автоматизация трохоидального и погружного фрезерования требует более сложного управления, но при этом требуется ввод только нескольких настроечных параметров открытых пазов. Ранее для выполнения такой программы требовались системы компьютеризированной металлообработки. При погружном фрезеровании, как и при трохоидальном фрезеровании, обработка может быть черновой, включающей снятие фасок и даже предварительно отделочной. Снятие фасок может иметь место в отношении краев канавок после завершения фрезерования паза.
Сергей ЗОЛОТОВ
