SolidCAM2017: программирование новых типов производительных концевых фрез

На протяжении многих десятилетий основным чистовым инструментом для обработки криволинейных поверхностей оставались сферические концевые фрезы (ball nose slot cutter). Однако полная обработка поверхности фрезами этого типа занимает существенное количество времени, т. к. расстояние между проходами траектории очень маленькое.

Рис.1 Обработка сферическим концевым инструментом

Не так давно на рынке режущего инструмента была представлена новая разработка — фрезы с параболической (или бочкообразной) формой образующей.

Рис.2 Обработка фрезой с параболической (или бочкообразной) формой образующей

Параболическая форма позволила увеличить круговой сегмент, отвечающий за угол контакта фрезы с материалом. Увеличенный круговой сегмент позволил сократить количество проходов, а значит и время обработки. Помимо ощутимого роста производительности, меньшее количество проходов привело к росту стойкости инструмента при улучшенном качестве поверхности.

Рис.3 Увеличенный угол контакта позволил сократить количество проходов

По подсчетам, например, Hoffmann Group для фрезы диаметром 12 и допустимом гребешке на поверхности в 2,5 мкм время обработки фрезой с новой геометрией сократится в 9 раз (https://www.hoffmann-group.com/RU/ru/horu/company/videos/GARANT-Parabolic-Performance-Cutting-for-very-high-productivity/v/5o8cAraoHk-QtXDjBbTHnr).

Расчет экономического эффекта от использования параболических фрез по сравнению со сферическими можно провести в специальном on-line калькуляторе инструментальной компании Emuge Franken: http://www.frankenexpert.com

Основная область применения данного типа фрез — чистовые операции для поверхностей сложной формы: турбостроение, штампы, пресс-формы, или, когда требуется повышенное качество поверхности, например, изделия медицинского назначения.

Программирование обработки такими фрезами в САМ системе в первую очередь предполагает возможность задавать геометрию кромки как для стандартного инструмента. Также, соответственно, необходимо иметь возможность корректно учитывать эту геометрию при расчёте траектории.

SolidCAM 2017 поддерживает два вида параболических фрез

1) Концевая фреза овально-бочкообразной формы.

Рис.4 Фреза овально-бочкообразной формы из каталога Emuge Franken

Рис. 5 Описание геометрии фрезы овально-бочкообразной формы в SolidCAM 2017

2) Коническая фреза с закругленным концом

Рис.6 Коническая фреза с закругленным концом из каталога Emuge Franken

Рис. 7 Описание геометрии конической фрезы с закругленным концом в SolidCAM 2017

Инструментальная компания Emuge Franken в своем каталоге Circle Segment End Mills (http://www.emuge-franken.se/en/products/milling-technology/tapered-end-mills/) показывает пример поверхностей для обработки данными фрезами (см. рис.ниже)

Рис.8 Фреза первого и второго типа и пример области их применения (каталог Emuge Franken)

В целом первый тип фрез подходит для поверхностей не имеющих резких искривлений, второй — для более сложных форм, а также обработки глубоких полостей.

Параболические фрезы в SolidCAM теперь можно применять при расчете многоосевых и HSS траекторий.

Рис.9 Траектория для сферической (слева) и бочкообразной (справа) фрезы при одинаковом допуске поверхности

Рис.10 Визуализация траектории параболической фрезы в SolidCAM2017

* В статье использованы маркетинговые материалы компаний Hoffmann Group и Emuge Franken