Что такое трохоидальное точение и в чем выгода его использования?

Несмотря на то, что трохоидальное фрезерование – возможно, более известная стратегия обработки, трохоидальное точение может быть предпочтительнее, особенно в операциях чернового точения, так как обеспечивает высокие показатели по съему материала

Процесс трохоидального точения с применением оси B

Трохоидальное точение – это стратегия обработки, в которой оптимизируются траектории инструмента, а также движения инструмента при входе и выходе, чтобы максимизировать показатели съема материала. Благодаря одновременному использованию различных осей станка в сочетании с круглыми пластинами, этот метод имеет множество преимуществ по сравнению с обычным точением. Стратегии трохоидального точения, написанные с применением современного программного обеспечения (CAM), позволяют производствам значительно повысить эффективность и выход продукции при выполнении широкого спектра операций по черновой обработке.

Трохоидальное точение можно разделить на два типа: базовые операции, выполняемые на обычных токарных станках по металлу, и одновременные операции, выполняемые на многозадачных станках с перемещением оси B. Эти стратегии точения схожи по принципу с концепцией трохоидальных фрезерных операций, которые сочетают вращательную траекторию резки по спирали с движением инструмента вперед.

Процесс трохоидального фрезерования

Трохоидальное фрезерование также предполагает мелкую радиальную глубину реза, большие продольные глубины и высокие скорости подачи и резания. Помимо высоких показателей съема материала, оно предлагает низкие радиальные силы резания и сниженную вибрацию, одновременно сохраняя необходимую нагрузку на режущие кромки инструмента. Это приводит к увеличению производительности, сокращению времени обработки, продлению срока службы инструмента и уменьшению износа фрезерного станка по металлу.

Трохоидальное точение включает в себя мелкую глубину реза, более высокие подачи и скорости резания по сравнению с обычным точением, но использует стандартные круглые пластины для точения, что увеличивает гибкость траектории инструмента и позволяет плавно входить и выходить из заготовки. С трохоидальным точением пластина всегда находится в резе, что экономит время на возврат в нулевую точку после каждого прохода.

Эти мелкие резы и сниженные силы резания полезны при обработке сложных материалов, таких как нержавеющая сталь и сплавы на основе никеля и титана. Также, благодаря использованию высоких подач для разрушения стружки, этот метод эффективен для точения мягких, но прочных деформируемых материалов, обычно создающих длинную стружку, которая опасна для операторов и обвивается вокруг заготовки и инструмента.

Использование многоцелевого станка с возможностью перемещения оси B позволяет получить все преимущества стратегий трохоидального точения в полной мере, но повысить производительность оборудования таким методом можно и на обычном токарном станке с ЧПУ, используя специализированный софт для программирования.

Программирование дополнительной оси B сложнее, чем при стандартных операциях, но вращающаяся ось B обеспечивает большую доступность при обработке сложных деталей и, следовательно, повышает скорость и эффективность. Круглые пластины в сочетании с мелкой глубиной реза и возможностью вращать/поворачивать режущий инструмент относительно оси заготовки создают большее пятно контакта для режущей кромки и таким образом продлевают срок службы инструмента. Программное обеспечение также оптимизирует траектории инструмента для предотвращения внезапных нагрузок на пластины. Использование вращающейся оси B для свободного перемещения пластины в пространстве одновременно способствует равномерному движению компонентов станка, что уменьшает нагрузку на него и предотвращает столкновения.

Процесс трохоидального точения в деталях

Скорость подачи для трохоидального точения в три раза выше, чем при обычном точении, а глубина реза меньше на 20-30%. При удвоении показателей съема материала в точении можно сократить цикл на 50%, а для операций с канавками возможно сэкономить до 70% времени.

Инструмент для трохоидального точения

Уменьшение глубины реза приводит к более пологому углу подхода пластины, что требует увеличения скорости подачи для поддержания толщины стружки, соответствующей пластине и материалу заготовки. Геометрия режущих кромок в то же время требует определенной нагрузки стружки для ее разрыва и максимизации эффективности. Круглые пластины, уменьшенная глубина резания и особая стратегии обработки, обеспечивающие мягкий вход и выход инструмента, увеличивают срок службы при операциях с труднообрабатываемыми материалами.

Траектория инструмента при трохоидальном точении

Подобная стратегия обработки существенно снижает тепловыделение в процессе резки, т.к. особый вид стружки будет уносить тепло из зоны резания. Не стоит забывать и о снижении вибраций, которые значительно сокращают ресурс оборудования и оправок.

Увеличение скорости подачи напрямую воздействует на инструмент и оправки. Скорость подачи напрямую пропорциональна скорости съема материала, и чем выше показатели съема материала, тем выше требования к шпинделю станка. Однако круглые пластины с положительной геометрией режущих кромок, как правило, обеспечивают более мягкое врезание, поэтому в большинстве случаев трохоидальное точение подходит для станков с низкой мощностью.

Трохоидальная токарная обработка особенно полезна при крупносерийных производственных операциях, таких как производство традиционных автомобильных деталей, включая валы и оси.

Трохоидальное точение становится все более популярным, поскольку налицо все преимущества этого подхода для крупных производств.