Перейти к содержимому 
Рамповая фрезеровка: виды, применения, преимущества и недостатки
Часто при фрезеровании нам нужно создавать замкнутые формы. Для этой цели используется несколько техник. Одна из них — рамповая фрезеровка. При рамповой фрезеровке резец опускается под углом. Нет необходимости создавать начальное отверстие при использовании рамповой фрезеровки. Этот подход имеет множество преимуществ при обработке сложных компонентов. В этой статье мы предоставим исчерпывающую информацию о рамповой фрезеровке.
Что такое рамповая фрезеровка?
Рамповая фрезеровка — это метод, при котором фреза подходит к заготовке под углом, при этом двигаясь горизонтально. Стороны инструмента обычно более прочные, чем его кончик. Использование этих сторон снижает нагрузку на заготовку и уменьшает износ инструмента. Очевидное преимущество рамповой фрезеровки заключается в том, что не нужно предварительно сверлить стартовое отверстие. Это экономит время.
Ниже приведены некоторые из распространенных ситуаций, когда используется рамповая фрезеровка:
- Работа с твердыми материалами для минимизации и предотвращения отказов
- Устранение пилотных отверстий в процессе обработки, что сокращает время настройки и изменения инструмента
- Создание замкнутых карманов или полостей без предварительного сверления
- Работа с сложными конструкциями
Типы рамповой фрезеровки
Вот некоторые типы рамповой фрезеровки:
Линейная рамповая фрезеровка
Линейная рамповая фрезеровка движет инструмент вперед, одновременно опуская его в материал под постоянным углом. В этом простом пути глубина и направление легко контролируются.
Она движется одновременно по двум осям: по горизонтали и вертикали вниз. Это создает диагональный курс через материал. Углы можно регулировать, принимая во внимание жесткость материала и прочность инструмента. Часто используется для:
- Простое карманное фрезерование
- Мелкие канавки
- Мягкие материалы
- Основные операции обработки
Спиральная рамповая фрезеровка (Циркулярная интерполяция)
При спиральной рамповой фрезеровке инструмент проходит по круговой траектории, одновременно опускаясь вниз. Это сочетание вращения и вертикального спуска позволяет более равномерно распределять силы резания. Путь может быть узким или широким в зависимости от потребностей. Это обеспечивает лучшую эвакуацию стружки и улучшает качество поверхности. Ее общие применения включают:
- Глубокие отверстия и полости
- Твердые материалы, такие как сталь
- Прецизионная работа
- Сложные 3D-формы
Преимущества рамповой фрезеровки
Давайте рассмотрим некоторые преимущества рамповой фрезеровки:
Продолжительный срок службы инструмента
Действие рамповой фрезеровки распределяет силы резания вдоль кромки инструмента. Это снижает износ, который сокращает срок службы режущего инструмента и ускоряет образование сколов или поломок из-за внезапных ударных нагрузок. Режущие инструменты служат дольше и, следовательно, требуют реже замен. Это приводит к снижению стоимости инструментов и сокращению времени простоя из-за смены инструментов в процессе производства.
Улучшенное качество поверхности
Метод контролируемого входа дает более гладкие поверхности на обработанных заготовках. Рамповая фрезеровка устраняет грубые следы от агрессивных plunge-фрезеровок. Плавный процесс обеспечивает последовательное удаление материала. Это приводит к меньшему количеству дефектов и лучшей точности размеров. Часто части требуют меньшей доработки после обработки, что экономит время и дополнительные этапы обработки.
Лучшая эвакуация стружки
Рамповая фрезеровка позволяет эффективно удалять металлическую стружку из зоны резания. Это предотвращает накопление стружки. Чистая зона резания сохраняет лучшее охлаждение и снижает трение. Эффективная эвакуация стружки также улучшает видимость в процессе обработки.
Снижение образования тепла
Постепенное вовлечение инструмента минимизирует трение между резцом и заготовкой. С меньшим трением температура в зоне резания увеличивается меньше. Избыточное тепло вредно как для инструмента, так и для обрабатываемого материала. Холодные условия резания сохраняют свойства материала и предотвращают термическую деформацию. Это особенно важно при работе с металлами, чувствительными к нагреву.
Увеличение скорости обработки
Рамповая фрезеровка позволяет операторам безопасно использовать более высокие скорости подачи. Контролируемый подход при высоких скоростях снижает вероятность выхода инструмента из строя. Это означает, что работа выполняется за меньшее время, при этом качество не ухудшается. Быстрое производство увеличивает общую эффективность и производительность. Экономия времени возрастает при большом количестве деталей и длительных серийных производствах.
Ограничения рамповой фрезеровки
Хотя рамповая фрезеровка имеет ряд преимуществ, она также сопряжена с некоторыми компромиссами.
- Основное ограничение заключается в том, что, по сравнению с прямым погружным резанием, наблюдается увеличение времени цикла. Поскольку наклонный или спиральный путь требует больше времени для достижения полной глубины, это дополнительное время накапливается при выполнении нескольких операций. Следовательно, это может повлиять на графики производства.
- Еще одной проблемой является сложность программирования. Особенно спиральная рамповая фрезеровка требует более сложного программного обеспечения и планирования. Операторы должны пройти обучение по правильной настройке параметров. Если углы рампы или скорости установлены неверно, все преимущества полностью теряются.
- Мощность станка имеет большое значение. Старые фрезерные станки часто не имеют необходимых систем управления для плавных движений при рамповой фрезеровке. Координация трех осей требует точных серводвигателей и жесткой конструкции станка. Ограничения оборудования ограничивают методы рамповой фрезеровки, которые могут использовать операторы.
- Наконец, рамповая фрезеровка требует большего пространства в заготовке. Инструменту нужно пространство для создания своего углового или кругового пути. Малые карманы или узкие геометрии создают проблемы, когда пространство ограничено. Это требование к пространству ограничивает места, где операторы могут эффективно применить методы рамповой фрезеровки.
Материалы, подходящие для рамповой фрезеровки
Рамповая фрезеровка эффективно работает с различными материалами, но требует разных подходов в зависимости от твердости и обрабатываемости.
Мягкие материалы
Жесткие материалы
Более твердые материалы, такие как титан и нержавеющая сталь, требуют гораздо более медленного и контролируемого спирального фрезерования для минимизации износа инструмента. Сталь, нержавеющая сталь и чугун обрабатываются лучше с более узкими углами рампы от одного до трех градусов. Такой контролируемый вход предотвращает чрезмерное напряжение на режущие инструменты.
Сплавы
Рамповая фрезеровка используется в различных отраслях, включая использование титановых сплавов в аэрокосмической отрасли и производство алюминиевых частей двигателей для автомобилей. Подобные техники применяются и для имплантов, где особенно важна целостность материала. Каждый из этих материалов по-разному реагирует на рамповую фрезеровку в зависимости от их тепловых свойств и сопротивления силам резания.
Применения рамповой фрезеровки
Рамповая фрезеровка — это один из основных методов создания карманов и полостей в твердом материале без предварительных пилотных отверстий. Эта процедура не требует операций предварительного сверления. Операторы создают рампы, чтобы напрямую получить доступ к замкнутым формам с использованием концевых фрез. Эта техника экономит время на настройку и уменьшает количество заменяемых инструментов в процессе производства.
Пазовая фрезеровка — еще одно важное применение, которое особенно эффективно для узких или закрытых пазов. Она особенно подходит для пазов шириной менее тридцати миллиметров, так как при использовании традиционных методов входа возникают проблемы. Контролируемый вход предотвращает отклонение инструмента в ограниченных пространствах.
Рамповая фрезеровка является альтернативой традиционному сверлению в процессе создания отверстий. Она полезна для отверстий с большим диаметром, где использование сверл становится нецелесообразным. Спиральное движение образует чистые цилиндрические формы с хорошей отделкой поверхности.
Гравировка и детализированная обработка поверхности используют рамповую фрезеровку для точного контроля глубины. Операции по зенкованию применяют рамповую фрезеровку для создания ступенчатых отверстий и углублений. Профилирование и контурная обработка также улучшаются с помощью рамповой фрезеровки при резке внешних кромок и сложных форм.
В микрообработке рамповая фрезеровка использует тот факт, что баланс сил становится критичным на малых масштабах. Постепенное вовлечение инструмента предотвращает катастрофические отказы инструмента при деликатной обработке.
Рамповая фрезеровка против прямого резания
Метод входа
Рамповая фрезеровка входит в материал под углом или по спиральному пути. Инструмент постепенно опускается, одновременно двигаясь по горизонтали. При прямом резании инструмент направляется прямо вниз в материал. Это приводит к немедленному полному погружению инструмента в заготовку.
Нагрузка на инструмент
Рамповая фрезеровка распределяет силы резания по кромке инструмента с течением времени. Это снижает пиковые нагрузки и продлевает срок службы инструмента. При прямом резании все силы концентрируются на острие инструмента мгновенно. Внезапность удара увеличивает износ и повышает вероятность поломки.
Время цикла
Прямое резание достигает полной глубины быстрее, чем методы рамповой фрезеровки. Прямой вертикальный путь экономит время на отдельных операциях. Рамповая фрезеровка занимает больше времени, так как инструмент проходит большее расстояние. Однако эта разница во времени может быть компенсирована уменьшением количества заменяемых инструментов.
Требования к оборудованию
Прямое резание работает на более простых станках с базовыми управляющими системами. Оно требует только движения по вертикальной оси. Рамповая фрезеровка требует согласованного многосекционного движения и более сложного программирования. Старое оборудование может не так эффективно справляться с плавными операциями рамповой фрезеровки.
Заключение
Рамповая фрезеровка является практичной альтернативой агрессивному прямому резанию. Она увеличивает срок службы инструмента, улучшает качество отделки и не требует добавления экзотических систем или замены оборудования. Время цикла немного длиннее, но сниженные расходы на инструменты и меньшее количество бракованных деталей обычно оправдывают компромисс в реальном производственном процессе.
Часто задаваемые вопросы о рамповой фрезеровке
В чем разница между спиральной интерполяцией и рамповой фрезеровкой?
Спиральная интерполяция — это вид рамповой фрезеровки. На практике эти термины используются как синонимы. Спиральная интерполяция описывает круговое спиральное движение при сплошном погружении, в то время как рамповая фрезеровка — это общий термин, включающий как линейные, так и спиральные методы. Оба метода предполагают постепенное входное движение инструмента в материал, а не прямое погружение.
Что лучше: рамповая фрезеровка или погружное фрезерование?
Рамповая фрезеровка лучше для долговечности инструмента и качества поверхности. Она значительно снижает генерацию тепла и уровень напряжений. Для скорости выиграет погружное фрезерование с базовыми операциями с жесткими установками. Используйте рамповую фрезеровку для твердых материалов и точных работ. Применяйте погружение, когда время цикла имеет наибольшее значение, а инструменты могут без проблем выдерживать ударные нагрузки.
Можно ли использовать рамповую фрезеровку для обработки тонкостенных деталей?
Рамповая фрезеровка подходит для обработки тонкостенных деталей, но требует тщательной настройки параметров. Постепенный вход снижает силы резания, которые могут вызвать отклонение тонких участков. Однако инструменту нужно достаточное пространство для создания пути рампы. Узкие геометрии ограничивают возможности рамповой фрезеровки. Линейная рамповая фрезеровка с мелкими углами часто работает лучше, чем спиральные методы для тонких стенок.
Что такое рампа инструмента?
Рампа инструмента — это угловая или спиральная траектория инструмента, по которой инструмент входит в материал. Это описывает программируемый путь, а не физическую характеристику. Угол рампы определяет, насколько агрессивно инструмент может входить в материал. Более крутые рампы режут быстрее, но создают большее напряжение на инструментах. Менее крутые рампы защищают инструменты, но при этом увеличивают время цикла.
Какие параметры используются в рамповой фрезеровке?
Ключевыми параметрами являются угол рампы, подача, скорость шпинделя и диаметр рампы для спиральных путей.
- Угол рампы: обычно от одного до десяти градусов, в зависимости от твердости материала заготовки.
- Подача: балансирует между скоростью и возможностями инструмента.
- Глубина сплошного реза: контролирует количество материала, который нужно удалить за один проход.
Эти параметры в совокупности оптимизируют эффективность резания и срок службы инструмента.
Можно ли выполнять рамповую фрезеровку на фрезерных станках с тремя осями?
Да, рамповая фрезеровка отлично работает на стандартных фрезерных станках с тремя осями. Как линейная, так и спиральная рамповая фрезеровка требуют только координации осей X, Y и Z. Контроллер должен поддерживать интерполяцию между этими осями одновременно. Большинство современных фрезерных станков с ЧПУ обрабатывают операции рамповой фрезеровки с легкостью. Старые ручные или базовые станки с ЧПУ могут не иметь необходимых возможностей в своих контроллерах для плавного движения рампы.
Russian 
English 
German 
Spanish 
French 
Portuguese