Iscar разработи иновативни решения за повишена ефективност при пробиване на труднообработваеми екзотични материали

Традиционни конструкционни материали в металообработката са сплави на основата на желязо, като стомана, неръждаема стомана и чугун. Друга група от редовно използвани материали са сплавите на основата на цветни метали като месинг, бронз и различни алуминиеви сплави. Но освен тях се използват и екзотични видове материали, които са разработени, за да отговорят на специфични изисквания. „На практика няма точно определение за екзотичен материал. Много експерти наричат „екзотичен материал“ метали и сплави като берилий, цирконий, различни керамични и композитни материали, както и високолегираните стомани. Това, което ги обединява, е тяхната проблематична обработка. Затова в металообработващата индустрия се отделя сериозно внимание на създаването на подходящи инструменти за тях. През последната година Iscar разработи няколко нови серии инструменти за обработка на екзотични материали, които предлагат повишена ефективност на тяхната обработка“, коментираха за Инженер.bg от Искар България.

Екзотика за екзотиката: какви са предимствата на керамичните инструменти

Днес твърдосплавни материали за режещи пластини са основен материал при изработката на режещи инструменти. Внедряването им в металообработващата промишленост бе революция в бранша, която осигури значителен ръст на производителността в резултат на рязко увеличената скорост на рязане. Но дори и днес скоростта на пробиване в труднообработваеми високотемпературни никелови и кобалтови сплави (HTSA) все още е сравнително ниска, като обикновено е в диапазона от 25 – 50 m/min. „Екзотичните керамични материали вече се утвърдиха трайно в качеството си на материали за режещи инструменти. Използването им осигурява значително по-високи нива на скоростта на отнемане на материал. Например, при обработка на високолегирани сплави с керамични инструменти, скорост от порядъка на 1000 m/min е напълно реална. Затова керамичните инструменти намират все по-широко разпространение“, допълниха от Искар България.

Наскоро Iscar разработи гама от челно-цилиндрични фрези с индексируеми двустранни вложки, които са изработени от керамика. Фрезите са предназначени за първоначална груба и полуфинишна обработка на плоскости и 3D-повърхнини при изключително високи скорости. Рентабилните двустранни вложки осигуряват висок коефициент на използване. Те са изработени от няколко типа керамика, като „черна“ керамика, армирана с кристални нишки керамика и керамика на основата на силиций SiAlON. Използването на новите фрези позволява максимално увеличение на скоростта на отнемане на материал (MRR) и рязко съкращаване на времето на един цикъл на обработка. Друг пример за успешното приложение на керамични инструменти е една от най-новите серии на Iscar – монолитните фрези от SiAlON. Те са разработени специално за груба обработка на високолегирани сплави на основата на Ni, например марките Inconel, Incoloy, Haynes и др. В сравнение с конвенционалните твърдосплавни фрези, инструментите от SiAlON позволяват увеличение на скоростта до 50 пъти.

Специфики на диамантените режещи инструменти

Пробиването е основната обработваща операция при производството на детайли от композитни материали. Подобряването на възможностите на инструментите влияе пряко върху ефективността на обработката на отделни детайли или стекове от композитни материали.

Наскоро Iscar представи нова серия монолитни свредла с диаметър 3.3 - 12 mm, които са специално проектирани за композитни материали. Обща характеристика на тези инструменти е възможността да се използва поликристален диамант (PCD) или диамантено покритие за осигуряване на висока устойчивост срещу износване. Новите свредла се предлагат в няколко изпълнения. Едно от тях се основава на PCD накрайник в качеството му на центриращо свредло, а друго изпълнение е с диамантени пластини. И двата типа свредла предлагат голяма площ за многократно повторно заточване. Третият тип свредла са твърдосплавни инструменти с диамантено покритие в зоната на рязане. Техният вълнообразен режещ ръб допринася за намаляването на заусенъците, особено при пробиване на армирана с карбонови влакна пластмаса (CFRP) и CFRP-алуминиеви стекове.

Решение за подобрено охлаждане

При машинната обработка на екзотични материали като високолегирани стомани ефективното подаване на охлаждаща течност е фактор от решаващо значение. Прецизното охлаждане с високо налягане (HPC) може да бъде важен инструмент за подобряване на производителността на рязане. Това е доказано работещо решение за удължаване на експлоатационния живот на инструмента, по-добър контрол на стружката и по-висока производителност.

Една от най-новите разработки на ISCAR е семейство инструменти за струговане с индексируеми вложки от тип ISO. “Конструкцията на инструмента е базирана на надеждно горно закрепване на пластините, дори при тежки експлоатационни условия и в режим на прекъснато рязане. Предишните инструменти с опция HPC бяха с лостов закрепващ механизъм, тъй като горното затягане би възпрепятствало струята охлаждаща течност да достигне до режещия ръб“, поясниха от Искар България.

Новоразработените инструменти интегрират кухо горно закрепване, което позволява решаването на два проблема:

• Здраво и надеждно закрепване на пластината;

• Елиминиране на препятствията пред струята от охлаждаща течност към режещия ръб.

Така механизмът за закрепване в новите инструменти изпълнява още една функция като дюза за охлаждащата течност. “Новите продукти с подаване на охлаждаща течност през инструмента са полезни не само при HPC обработка. Използването им при струговане с конвенционално външно охлаждане с ниско налягане (10-15 bar) също осигурява по-добра производителност. При нарязване на части и прорязване на канали, особено на дълбоки канали, ефективното формиране на стружки е от решаващо значение. Прецизното охлаждане под високо налягане на режещия ръб значително намалява заклинването на стружките и намалява натрупването им върху ръба. През изминалата година Iscar разшири гамата от HPC продукти, като представи нови инструменти за обработка на челни канали с HPC опция. Тези инструменти са подходящи за налягане на охлаждащата течност до 140 bar“, допълниха българските специалисти.

Иновациите в геометрията никога не свършват

“Подобряването на геометрията на рязане усилва всички възможни характеристики. Доказателство за подобно заключение е разнообразието от нови решения, с които са усъвършенствани съществуващите индексируеми вложки. Обикновено такива решения се отнасят до подобрено формообразуване на стружките, подсилен режещ ръб и последователна подготовка на ръбовете“, допълниха от българския офис на Iskar.

Новият механизъм за формообразуване на стружките F3S на Iscar за финишна обработка на екзотични високолегирани сплави е проектиран за разпространените ISO вложки от тип CNMG, WNMG и др. Типичната финишна операция се характеризира с малка дълбочина на рязане и ниско подаване. Следователно успехът на този механизъм се крие в малката площ, която граничи с режещия ръб на вложката. “F3S дава пример как да се постигне повишаване на производителността в сравнение със съществуващите конвенционални вложки. Той има подсилен режещ ръб за предотвратяване на износването, както и специално проектиран дефлектор за ефективен контрол на стружката при финишна обработка HTSA. В комбинация с положителен челен ъгъл на инструмента тези характеристики осигуряват гладко и лесно рязане, подобрени възможности за формиране на стружките и значително намаляване на силите на рязане“, допълниха още специалистите на компанията.

Източник на снимковия материал: Искар България, Iscar