Progress and challenges in plunge milling: a review of current practices and future directions

Abstract

This review examines recent advancements and ongoing challenges in plunge milling. It is an increasingly utilised machining process renowned for its high material removal rates, particularly with hard-to-machine materials like hardened steels and titanium alloys. Plunge milling’s unique perpendicular tool path offers enhanced stability and reduced lateral cutting forces, making it valuable for applications that demand precision and efficiency, such as aerospace and automotive manufacturing. The paper systematically analyses and synthesises research on critical areas of plunge milling optimization, including tool geometry, material selection, coating technologies, and process parameters, highlighting strategies to mitigate common issues like rapid tool wear and chip evacuation difficulties. In this comprehensive overview, the review introduces theoretical and experimental findings on optimizing plunge milling tools and process parameters–such as cutting speed, feed rate, and coolant delivery–that are essential for improving performance and achieving desirable surface finishes. The paper also explores innovative trends, including AI-driven optimization algorithms and hybrid machining systems, which hold promise for addressing persistent limitations and enhancing plunge milling’s industrial applicability.

У цьому огляді літератури розглядаються останні досягнення та поточні проблеми в врізного фрезерування. Це все більш часто використовуваний процес обробки, відомий своєю високою швидкістю видалення матеріалу, особливо з важкооброблюваними матеріалами, такими як загартовані сталі та титанові сплави. Унікальна перпендикулярна траєкторія інструменту врізного фрезерування забезпечує підвищену стабільність і зменшує поперечні сили різання, що робить його цінним для застосувань, які вимагають точності та ефективності, таких як аерокосмічне та автомобільне виробництво. У статті системно аналізуються та узагальнюються дослідження з критично важливих областей оптимізації врізного фрезерування, включаючи геометрію інструменту, вибір матеріалу, технології покриття та параметри процесу, висвітлюючи стратегії пом'якшення поширених проблем, таких як швидкий знос інструменту та труднощі з евакуацією стружки. У цьому всеосяжному огляді в огляді представлені теоретичні та експериментальні висновки щодо оптимізації інструментів для врізного фрезерування та параметрів процесу, таких як швидкість різання, швидкість подачі та подача охолоджуючої рідини, які мають важливе значення для підвищення продуктивності та досягнення бажаної обробки поверхнi.