Frézujeme inteligentně
Frézy s vyměnitelnými řeznými deštičkami, které eliminují chvění
Chvění anebo samobuzené chvění jsou jevy, které způsobují při všech aplikacích třískového obrábění veliké starosti. Tento fenomén se především podílí na zhoršené kvalitě opracovaného povrchu, ztrátě přesnosti, snížení životnosti a zvýšení opotřebení nástrojů.
Ve snaze potlačit tyto negativní aspekty, jsou výrobci nuceni často používat drahé, antivibrační nástrojové vybavení a současně snižovat řezné parametry. Tím však ale klesá produktivita a zvyšují se výrobní náklady.
Produkty firmy ISCAR z nejnovější řady High Qline zahrnují zajímavé řešení: vyměnitelné frézovací destičky s asymetrickou konstrukcí. Tyto deštičky nabízejí nové možnosti pro snižování vibrací při třískovém obrábění. Při frézování se periodicky mění kontaktní zatížení nástroje. Pokud dojde ke ztotožnění vibrací vyvolaných nástrojem s vibracemi některé ze zbývající části soustavy (obrobek/stroj) vyvolá to samobuzené chvění. V případě tohoto samobuzeného chvění při třískovém obrábění je nutné reagovat okamžitě. Nejčastějším způsobem je snížení řezných podmínek, čehož důsledkem je ale nežádaná nižší produktivita výroby.
Všechny dostupné prostředky na eliminování vibrací při obrábění, zvyšují výslednou produktivitu. Nabízí se několik technologických možností: principiálně změnit upnutí obrobku, použít tužší upínací systémy, použití antivibračních držáků apod.
Je tedy pochopitelné, že stabilita řezu v širokém rozsahu aplikací a bez výrazných ztrát produktivity, je rozumný a oprávněný požadavek uživatelů nástrojů směrem k jejich výrobcům. Při hledání adekvátního řešení je výrobce nástrojů limitovaný konstrukcí. Samozřejmě využívá základní principy konstrukce: co nejtužší a nejpevnější nástroj, pozitivní řezná geometrie a podobně. To jsou základní prvky úspěšné konstrukce. Tam, kde je to možné nebo při speciálních požadavcích, je dobré navrhnout tuhý a hmotný nástroj, více méně odolný samobuzeným vibracím. Avšak ne všechny frézovací nástroje mohou být hmotnostně předimenzované.
Po zohlednění známých principů je několik možností, jak eliminovat samobuzené chvění. Nerovnoměrný rozestup zubů poskytuje jedno z řešení. Příkladem jsou monolitní karbidové stopkové frézy CHATTERFREE. Jiný způsob je variabilní úhel stoupání šroubovice řezných hran. Dalším konstrukčním prvkem pro efektivní snížení chvění je dělená řezná hrana (systém fréz SOLIDSHRED). Zajímavým a účinným řešením je pak kombinace obou posledně zmíněných konstrukčních prvků. Dělená řezná hrana a variabilní úhel šroubovice poskytuje také velmi efektivní řešení tlumení samobuzeného chvění (systém monolitních nástrojů EC-H5M-CFR).
Pokusy aplikovat tyto konstrukční prvky na frézovacích nástrojích s vyměnitelnými řeznými deštičkami vedou všeobecně k nemalým problémům. Aplikování principu variabilního axiálního úhlu břitu destičky je vzhledem k uložení destiček v tělese frézy značně limitované a spojené s mnohými konstrukčními problémy. Změna orientace lůžka deštičky je omezená: fungující konstrukce by měla při variabilním úhlu čela zabezpečit konstantní geometrii hřbetu. To však není technicky možné. Je zřejmé, že krok vpřed si bude vyžadovat jiné řešení.
Odlišný přístup s odlišným sklonem
Konstrukce jednostranné destičky HM90 ADCT 1505…-CF, která je součástí velmi úspěšné řady nástrojů HELI2000, využívá úplně odlišný přístup. Typická standardní lisovaná destička má řezné hrany rotačně symetrické okolo osy kolmé na její základnu. Destičky HM90 ADCT 1505 ...-CF mění toto pravidlo. Jejich dvě řezné hrany ve šroubovici mají odlišný sklon. Pokud jsou pak destičky upnuté do standardního tělesa, každá z dvou řezných hran má jiný úhel stoupání šroubovice. Dosažený výsledek je velmi podobný variabilnímu úhlu šroubovic jako u tvrdokovových fréz, u kterých má velmi efektivní vliv na redukci vibrací.
Nové asymetrické vyměnitelné řezné destičky jsou vhodné pro všechny existující frézovací tělesa systému HELI2000. Poskytují tak značné zvýšení výkonu zejména při:
- nízké tuhosti strojní soustavy
- vysokém vyložení nástroje
- obrábění tenkostěnných obrobků
- problematickém upnutí obrobků a podobně
Výsledkem je zvýšení životnosti nejen řezného nástroje o (15 - 20 %), ale i celého technologického vybavení a snížení příkonu v některých případech i více jak o 10 %.
Tato nejnovější konstrukce řezných destiček firmy ISCAR je velmi slibná. Vývoj práškové metalurgie, lisovacích a spékacích technologií, přinese další možnosti jako výrobu řezné deštičky s různou geometrií řezné hrany a přinese tak další variabilní vlastnosti. To poskytne dobrý základ pro výrobu řezných destiček s antivibrační geometrií. Obrovský potenciál je hlavně u čelních valcových fréz tzv.“kukuřic“, kde výslednou řeznou hranu tvoří dílčí řezné hrany jednotlivých řezných destiček.
Nové řešení nabízí několik možností pro změnu řezné geometrie nástroje jednoduchou změnou pozice vyměnitelných řezných destiček pro následné nástroje s:
- neměnným úhlem šroubovic
- různými úhly šroubovic (pro každou drážku)
- variabilní šroubovici v její délce
Kromě toho je možné měnit úhel sklonu šroubovic v kombinaci s řeznými destičkami opatřenými děleným ostřím.
Nové destičky CHATTERFREE - HM90 ADCT 1505…-CF lze upnout do standardní stopkové frézy HM90 E90AD, čelní frézy HM90 F90A, čelní nástrčné nebo čelní válcové frézy HELIMILL. Princip nerovnoměrného zatížení nástroje v chodu spočívá v rozdílném axiálním úhlu každé ze dvou řezných hran vyměnitelné destičky. Pro rozlišení jsou řezné hrany na hřbetu barevně odlišené. Jedna strana je žlutá a druhá černá. Břity se pak střídavě osazují do lůžek nástroje (viz obr).
Výkonné čelní frézy s úhlem nastavení 65°
Jak jsme již v úvodu zmínili, dělené ostří je jedním z možných řešení eliminace nebezpečí vibrací. ISCAR současně uvádí na trh modifikovanou řadu čelních frézovacích nástrojů T465 FLN D…22ST s úhlem nastavení 65°. Tento úhel nastavení je vysoce efektivní řešení pro výkonné operace při obrábění ocelí a litin. Nižší řezné síly i při větší hloubce záběru a především minimalizace vyštipování hrany litinových obrobků jsou nespornou výhodou. Tyto nové čelní frézy s tangenciálně upnutou čtyř břitou destičkou jsou konstruovány pro maximální hloubku záběru do 19 mm.
Destičky T465 LNHT 2212-DN... se vyznačují vysoce pozitivní geometrií, klidným chodem s nízkou potřebou výkonu stroje. Axiální pozitiv s pravou šroubovicí břitu garantuje velice klidný chod i při najíždění a vyjíždění ze záběru. 2,5 mm hladicí ploška pomáhá ke zvýšení kvality obrobeného povrchu. Pro zvýšení výkonnosti jsou navíc dodávány i destičky s děleným ostřím. Ty mohou ještě výrazně zvýšit už tak dobrý výkon při hrubovacích operacích.
Čelní frézovací nástroje T465 FLN jsou dodávány ve třech konfiguracích řezné hrany:
- T465 LNHT 2212-DNTR v karbidech IC830, IC5400, DT7150, IC5100 a IC810 pro obrábění ocelí a litin.
- T465 LNHT 2212-DN-R v karbidech IC330 pro obrábění nerez ocelí a vysokoteplotních slitin.
- T465 LNMT 2212-CS jsou destičky s děleným ostřím dodávané v jakostech IC830 a IC5400.
Nástroje jsou doporučovány k použití obrábění rozměrnějších dílů, které se vyskytují například v energetickém či lodním průmyslu.
580
