Искар България: Съвременните дискови фрези на Iscar повишават прецизността и производителността при фрезоване на канали

Фрезоването на правоъгълни и Т-образни канали, шлицове и канали тип „лястовича опашка“ е сред най-взискателните операции в металообработването. При тях инструментът работи в условия на ограничено пространство, високи механични натоварвания и затруднено отвеждане на стружките, което поставя сериозни изисквания към неговата конструкция, твърдост и устойчивост на износване. Поради тези специфики изборът на подходяща дискова фреза оказва съществено влияние върху производителността, точността и надеждността на целия процес. „Iscar непрекъснато развива портфолиото си от инструменти, включвайки в него съвременни дискови фрези със сменяеми пластини и системи със сменяеми твърдосплавни глави, които променят възможностите при обработката на канали. Благодарение на оптимизираната геометрия, ефективното охлаждане, подобреното отвеждане на стружките и икономичното използване на режещия материал, тези инструменти съчетават висока производителност, дълъг експлоатационен живот и по-ниски производствени разходи“, коментираха пред Инженер.bg от Искар България.

Фиг. 1

Защо дисковите фрези остават предпочитано решение за фрезоване на канали?

Дисковите странични фрези, известни още като фрези за канали, продължават да бъдат едно от най-ефективните решения за прорязване на канали и шлицове. В сравнение с монолитните челни фрези с малък диаметър те обикновено имат значително по-голям диаметър и брой режещи зъби. Това увеличава честотата на навлизане на зъбите в материала, постигайки по-висока скорост на подаване и по-голяма производителност при отнемане на метал.

„При обработката на дълбоки канали дисковите фрези осигуряват и по-висока конструктивна твърдост в сравнение с дългите челни фрези с малък диаметър. Това подобрява стабилността на процеса, намалява риска от отклонения и позволява поддържането на по-интензивни режими на обработка“, поясниха от Искар България.

Широчината на инструмента определя директно целевата широчина на канала, което в много случаи води до изработка с един работен ход. При вариантите със сменяеми пластини те могат да бъдат завъртани, така че да се използва следващият режещ ръб или пластините да бъдат заменени, без да се подменя целият инструмент. Това значително намалява експлоатационните разходи, особено при използването на твърдосплавни режещи материали.

Основните предизвикателства при обработката на канали

За разлика от цилиндричните фрези, които режат основно с периферните си зъби, дисковите периферно-странични фрези обработват едновременно дъното и стените на канала. Периферните зъби оформят дъното, а страничните зъби – едната или двете странични повърхности.

„Тъй като условията на работа на периферните и страничните режещи ръбове са различни, дебелината на стружката и ефективната скорост на рязане не са еднакви. Това води до неравномерно натоварване на отделните зъби и различно износване на режещите ръбове. Периферните зъби генерират основната част от тангенциалните и радиалните сили на рязане, докато страничните създават аксиални сили. Дори когато режещи ръбове работят от двете страни на инструмента, аксиалните сили невинаги се компенсират напълно. Полученото неравномерно натоварване може да отклони инструмента и да предизвика страничното му изместване към една от стените на канала“, обясниха от Искар България.

Особено критично е аксиалното биене на инструмента, което води до неравномерно натоварване на страничните зъби, повишени вибрации и намален експлоатационен живот. Радиалното биене също предизвиква неравномерно натоварване на периферните зъби. В резултат се влошават качеството на обработената повърхност, производителността и точността на размерите.

Допълнително натоварване поемат ъглите на режещите ръбове, които едновременно обработват дъното и стените на канала. Те са подложени на най-високи механични и термични натоварвания и често представляват най-уязвимата зона на инструмента. При дълбоки и тесни канали отвеждането на стружките също е сериозно предизвикателство, тъй като те могат да бъдат повторно срязвани или да запушат зоната на рязане.

Фиг. 2

Специфики при фрезите за прорязване, оформяне на Т-образни канали и канали тип „лястовича опашка“

„Подобни ограничения се наблюдават и при дисковите отрезни фрези. Те се изработват с минимална дебелина, за да се намали широчината на среза и загубите на материал, но това неизбежно намалява тяхната твърдост. При прорязване на големи детайли инструментът остава продължително време в контакт с материала, което повишава температурата, затруднява отвеждането на стружките и ускорява износването, особено когато охлаждането е недостатъчно“, продължиха коментара си от Искар България.

Фрезите за Т-образни канали също имат специфични конструктивни ограничения. Най-критичният им елемент е шийката, която определя сравнително ниската им твърдост. При фрезите за канали тип „лястовичи опашки“ наклонената геометрия на периферните зъби увеличава радиалните сили на рязане, вследствие на което инструментът се деформира по-лесно и става по-податлив на вибрации.

Основни направления в развитието на дисковите фрези

За преодоляване на тези ограничения производителите усъвършенстват както конструкцията на инструментите, така и използваните технологии. Развитието е насочено към използването на нови твърдосплавни материали и покрития, оптимизиране на геометрията на режещите ръбове, повишаване на точността на изработване и усъвършенстване на каналите за стружките с цел безпрепятственото им отвеждане.

„Допълнително внимание се отделя на увеличаване на броя на зъбите, повишаване на устойчивостта срещу вибрации, удължаване на експлоатационния живот и ефективно подаване на смазочно-охлаждаща течност директно в зоната на рязане. При конструкциите със сменяеми пластини ключово значение имат твърдото им фиксиране, икономичното използване на твърдосплавен материал, оптимизираната геометрия на челната повърхност на пластината и вътрешното подаване на охлаждаща течност през корпуса на инструмента“, заявиха от Искар България.

Фиг. 3

Iscar разширява гамата си от решения за обработка на канали

През последните години Iscar значително разшири портфолиото си от дискови фрези с нови конструкции и усъвършенствани съществуващи серии. „Сред тях е HELISLOT (фиг. 1), която използва двустранни квадратни сменяеми пластини с общо осем режещи ръба – четири десни и четири леви. Освен вече утвърдените размери 09 и 13, гамата включва и размер 06, предназначен за обработване на канали с минимална широчина 7 mm. Предлагат се и пластини за обработване на алуминий и цветни метали (ISO N) с шлифовани странични повърхности и полирани челни повърхности, които подобряват отвеждането на стружките и ограничават образуването на наварен ръб“, информираха от Искар България.

Друга серия дискови фрези на Iscar е TANGSLOT, която използва тангенциално закрепени сменяеми пластини с четири режещи ръба. Специалната геометрия на челната повърхност подобрява формирането на стружката, намалява силите на рязане и необходимата мощност, а разширеният диапазон от радиуси на върховете позволява по-добро адаптиране към различни приложения.

„Системата MULTI-MASTER (фиг. 2) със сменяеми твърдосплавни глави вече включва нови фрезови глави за обработване на канали тип „лястовича опашка“ с диаметри от 10.5 до 25 mm. Шестте режещи зъба осигуряват по-високи подавания и по-голяма производителност. Главите са предназначени за обработване на канали с ъгъл 90° и 120° основно в стомани, неръждаеми стомани и чугуни (ISO P, M и K), като могат да се използват и за изработване на фаски от обратната страна на отвори или канали, както и за премахване на заусенъци“, споделиха от Искар България.

При системата T-SLOT (фиг. 3) сменяемата твърдосплавна глава се позиционира прецизно спрямо държача чрез цилиндрична центрираща повърхност, след което се фиксира с винт, а въртящият момент се предава посредством специално проектирано шлицово съединение. Новите твърдосплавни държачи разполагат с вътрешно подаване на смазочно-охлаждаща течност, която чрез централни канали достига директно до всеки стружков канал. Това подобрява охлаждането, улеснява отвеждането на стружките и значително увеличава експлоатационния живот на инструмента.

На основата на тази конструкция е разработена и серията TANG-DISC (фиг. 4), която използва глави със тангенциално закрепени сменяеми пластини с номинален размер (диаметър на вписаната окръжност) 5 mm. Всяка пластина разполага с четири режещи ръба – два десни и два леви. Решението е предназначено основно за обработване на малки индустриални компоненти, като осигурява висока икономичност благодарение на използването на миниатюрни сменяеми пластини.

Фиг. 4

„Съвременните дискови фрези показват, че високопроизводителното фрезоване на канали не зависи единствено от скоростта на рязане или подаването. Съчетаването на висока конструктивна твърдост, балансирани сили на рязане, надеждно закрепване на пластините, ефективно отвеждане на стружките и прецизно насочено охлаждане позволява значително повишаване на производителността, качеството на обработката и експлоатационната надеждност. Това е причината системите със сменяеми пластини и твърдосплавни глави все по-успешно да се утвърждават като икономически ефективно решение за обработката на канали, шлицове, канали тип „лястовичи опашки“ и операции по разрязване“, допълниха още от Искар България.

Източник на снимковия материал: Искар България, Iscar