Металлорежущий инструмент и техническая поддержка производства. 📞 +38 (098) 804-28-75 | +38 (050) 552-60-81 | ✈️ Telegram | 📱 Viber
Калькулятор работает в двух режимах. В режиме «Ra по шагу» укажите радиус сферической фрезы (R), шаг перекрытия (ae), коэффициент k и тип фрезы — получите высоту гребня (scallop h) и прогнозную шероховатость Ra. В режиме «Шаг по Ra» укажите целевую Ra — калькулятор рассчитает максимально допустимый шаг ae. SVG-диаграмма и индикатор показывают соотношение ae/R и уровень риска видимых проходов.
При финишной обработке 3D-поверхностей сферической фрезой (ball nose) между проходами остаются микрогребни — scallops. Их высота h зависит от двух параметров: радиуса фрезы R и шага перекрытия ae. Формула: h = R − √(R² − (ae/2)²). Это чистая геометрия — работает для любого материала и любой скорости.
Чем больше шаг — тем выше гребни, тем грубее поверхность. Чем меньше шаг — тем чище, но длиннее цикл. Задача технолога — найти баланс: минимальный шаг, при котором Ra укладывается в допуск, но время обработки остаётся разумным. Калькулятор помогает найти этот баланс за секунды.
Радиус фрезы (R). Больший радиус даёт более плоские гребни при том же шаге. Фреза Ø 12 мм (R = 6) при ae = 0.5 мм даёт scallop h ≈ 5.2 мкм. Фреза Ø 6 мм (R = 3) при том же ae — уже h ≈ 10.4 мкм, вдвое грубее. Вывод: для чистовой 3D-обработки выбирайте максимально большой радиус, который позволяет геометрия детали.
Шаг перекрытия (ae). Высота гребня примерно пропорциональна квадрату шага: уменьшение ae вдвое снижает scallop примерно в четыре раза. Типичный диапазон для чистовой обработки: ae = 0.1–0.5 мм для Ra 0.8–3.2 мкм. Для черновой 3D (оставляя припуск) допустим ae до 1–2 мм.
Коэффициент k. Переводит высоту гребня в Ra: Ra ≈ k × h. Типичное значение 0.25–0.35 для хороших условий (новый инструмент, жёсткая система, минимальные вибрации). При вибрациях или износе k растёт до 0.4–0.5, и реальная Ra оказывается хуже геометрического прогноза.
Тип фрезы. Формула точна для сферической фрезы (ball nose). Для тороидальной (bull nose) — приближение: scallop зависит от радиуса скругления, а не от полного радиуса. Для плоской концевой фрезы на горизонтальных поверхностях scallop рассчитывается иначе (через подачу и угол наклона), калькулятор даёт оценку только для наклонных стенок.
Угол наклона поверхности. На вертикальных стенках scallop от сферической фрезы минимален (проходы почти перекрываются). На горизонтальных — максимален. Калькулятор даёт оценку для «худшего случая» — горизонтальной поверхности. Реальный Ra на наклонных участках будет лучше.
Какой шаг ae нужен для Ra 1.6 мкм сферической фрезой Ø 10 мм? При R = 5 мм и k = 0.32: целевой h = 1.6 / 0.32 = 5 мкм = 0.005 мм. Калькулятор рассчитает ae ≈ 0.32 мм. Это типичный шаг для чистовой 3D-обработки пресс-форм.
Почему реальная шероховатость хуже расчётной? Формула учитывает только геометрию гребней. Реальную поверхность ухудшают: вибрации (оставляют следы между проходами), биение инструмента (гребни разной высоты), износ кромки (вместо чистого среза — «размазывание»), и BUE при обработке липких материалов. Все эти факторы увеличивают коэффициент k.
Как выбрать между уменьшением шага и увеличением радиуса фрезы? Увеличение радиуса эффективнее: удвоение R при том же ae снижает scallop вдвое. Уменьшение ae вдвое тоже снижает scallop примерно в четыре раза, но удваивает время цикла. Если геометрия детали позволяет — используйте фрезу большего диаметра. Если нет (узкие пазы, малые радиусы сопряжения) — уменьшайте ae.
Работает ли формула для тороидальной фрезы? Приблизительно. Для тороидальной фрезы (bull nose) вместо полного радиуса R используйте радиус скругления (corner radius). Например, фреза Ø 10 мм с радиусом скругления 2 мм — подставьте R = 2 мм. Scallop будет больше, чем у полноценной сферической фрезы того же диаметра.
Какое соотношение ae/R считается оптимальным? Для чистовой обработки: ae/R = 0.1–0.25 (scallop < 3 мкм при типичных R). Для получистовой: ae/R = 0.25–0.35. Выше 0.35 — видимые проходы. Выше 0.6 — грубая поверхность, подходит только для черновой 3D. Калькулятор показывает ae/R и предупреждает о превышении.
Нужна помощь с выбором фрезы и шага для 3D-обработки или пресс-форм? Обратитесь к нашим специалистам — подберём стратегию и параметры под ваш допуск.