Для чистовой 3D обработки сферической фрезой шаг между проходами обычно берут в пределах 3–10% от диаметра инструмента: этого хватает, чтобы гребешок между строчками не был заметен ни глазом, ни пальцем. На получистовых проходах шаг увеличивают в разы — там задача снять объём, а не выгладить поверхность. Точную цифру всегда считают от высоты остаточного гребешка (scallop height), которую вы готовы оставить под шлифовку или под покраску. Чем меньше диаметр фрезы, тем мельче должен быть шаг при той же требуемой чистоте.
Геометрия: откуда берётся гребешок
Сферическая фреза оставляет между соседними строчками валик — гребешок. Его высота считается по формуле h = R − √(R² − (S/2)²), где R — радиус сферы, S — шаг. Зависимость нелинейная: удвоив шаг, вы увеличиваете гребешок примерно вчетверо. Отсюда практический вывод — слишком большой шаг между проходами создаёт на поверхности видимые ступеньки, и убирать их потом руками дольше, чем прогнать программу с более плотной строчкой.
Значения ниже рассчитаны по этой формуле и служат ориентиром для чистовых операций:
| Шаг, % от диаметра | Ø6 мм: шаг / гребешок | Ø10 мм: шаг / гребешок |
|---|---|---|
| 3% | 0,18 мм / 0,005 мм | 0,30 мм / 0,009 мм |
| 5% | 0,30 мм / 0,015 мм | 0,50 мм / 0,025 мм |
| 10% | 0,60 мм / 0,061 мм | 1,00 мм / 0,10 мм |
| 20% | 1,20 мм / 0,25 мм | 2,00 мм / 0,42 мм |
Ориентировочно: под матовую покраску или лак по дереву достаточно гребешка 0,02–0,05 мм, под полировку формы — заметно меньше. Цифры зависят от материала: мягкие пластики и модельный пласт «залечивают» микрорельеф хуже, чем волокнистая древесина.
Что меняет шаг: инструмент, стратегия, жёсткость
Диаметр фрезы работает в обе стороны. Меньший диаметр даёт больше детализации и позволяет зайти в мелкие радиусы, но требует жёсткости и особых режимов — высоких оборотов, аккуратной подачи, коротких вылетов. Больший диаметр быстрее обрабатывает объём и позволяет увеличить шаг при той же чистоте, однако может «съедать» мелкие элементы рельефа, если радиус сферы больше внутреннего радиуса модели. Выбор геометрии под конкретный рельеф разбирается в материале про фрезы для 3D обработки.
На получистовых проходах логика другая: там чаще ставят радиусную фрезу (с угловым радиусом) и шаг 40–60% диаметра — плоская часть режущей кромки снимает материал быстрее сферы, а оставленный припуск 0,2–0,3 мм всё равно уйдёт на финише. Значения приблизительные, их стоит корректировать под станок и материал.
Отдельная история — вибрации. Длинный вылет инструмента и слабая жёсткость системы дают дребезг, и тогда на поверхности появляется рябь, которую легко спутать с крупным шагом. Уменьшать stepover в такой ситуации бесполезно: сначала сокращают вылет, переходят на конусный корпус или уменьшают глубину, и только потом подбирают строчку.
Как выбрать шаг на практике
Порядок простой. Определите допустимую высоту гребешка исходя из последующей отделки, подставьте её в формулу или в калькулятор CAM и получите шаг. Проверьте, что этот шаг не даёт абсурдного времени обработки — если программа считается сутками, разумнее взять фрезу большего диаметра там, где позволяет геометрия, и оставить мелкую только на доработку узких мест.
Учитывайте направление строчки: на пологих участках гребешок от растрового прохода растёт, потому что фреза касается поверхности боком сферы. Часто, но не всегда, это лечат сменой стратегии — постоянной высотой (Z-level) на крутых стенках и растром на пологих, либо обработкой «по спирали» для тел вращения. На плавных органических формах шаг иногда выгоднее задавать не в миллиметрах, а прямо через высоту гребешка: CAM сам подстроит плотность строчек под уклон.
Вопросы и ответы
Можно ли поставить шаг 50% диаметра на чистовой проход?
Для сферической фрезы — нет, гребешок получится порядка нескольких десятых миллиметра и будет виден как ступеньки. Такой шаг уместен на черновых и получистовых проходах, где остаётся припуск.
Почему поверхность полосатая, хотя шаг маленький?
Чаще всего дело не в шаге, а в вибрации из-за длинного вылета или люфта, в биении инструмента либо в слишком грубой аппроксимации модели (tolerance в CAM). Проверьте эти три пункта прежде, чем ещё раз уменьшать строчку.
Как быстро посчитать шаг, если под рукой нет калькулятора?
Для чистовой обработки берите 5% диаметра сферической фрезы — это компромисс, который на большинстве материалов даёт поверхность под лёгкую шлифовку. Дальше корректируйте: нужна выше чистота — уменьшайте до 3%, важнее время — поднимайте до 10%.