Фрезы со сменными пластинами

Метод фрезерования с высокой скоростью подачи позволяет увеличить скорость выборки металла в целом ряде фрезеровальных операций, в частности, фрезерования карманов, пазов, торцевого фрезерования и врезания под углом

Производители литьевых форм постоянно ищут выигрышные способы обгона своих конкурентов в области качества и сопутствующего сервисного обслуживания, и для большинства главной задачей является повышенная производительность. Многие из них уже знают, что путем обработки с высокой скоростью резания или подачи и соответствующим инструментом можно добиться существенного увеличения производительности. О высокоскоростной обработке много говорили и пытались внедрять с самого начала 20 века, но из-за технологических ограничений этот метод не нашел реального применения. Значительные шаги к внедрению данной концепции стали возможны в связи с изобретением и эволюцией станков с ЧПУ в сочетании с новейшим режущим инструментом и концепциями программирования. В начале века производители металлообрабатывающих станков предложили решения, в которых жесткость приносилась в жертву скорости. Они понимали, что при условии разработки более легких и быстрых станков можно добиться увеличения производительности и срока службы инструмента. Этот новый образ мышления в сочетании с последующими достижениями электроники позволил добиться того, что станки с  ЧПУ смогли обрабатывать большие массивы данных комплексных форм и при этом добиться большей точности обработки при больших скоростях подачи. Современные станки ЧПУ полностью связаны с системами CAD/CAM, которые также эволюционировали, с учетом требований заказчиков и разработки нового режущего инструмента – путем внедрения специфичных методов описания и реализации оптимальной траектории движения инструмента. В результате вышеописанных процессов последнее поколение режущего инструмента и станков для его применения тесно связаны.

Фрезерование с высокой скоростью подачи. Два ключевых качества

Изготовление каждого компонента литьевой формы – это самостоятельная задача, подчас довольно сложная, поскольку при их изготовлении нет права на ошибку. Любой инструмент, используемый в процессе изготовления, должен обладать двумя качествами – универсальностью и надежностью. Универсальность очень важна, поскольку изготовители форм зачастую сталкиваются с широким кругом задач по металлообработке больших и мелких компонентов из не менее широкого спектра материалов, включая инструментальные марки стали, низко- и высоколегированные стали и жаропрочные сплавы. Фрезы со сменными пластинами используются при выполнении многочисленных операций с высокими скоростями подачи, таких, как фрезерование профилей, карманов, плоскостей, врезание под углом и других материалов широкого спектра, что хорошо демонстрирует значимость таких инструментов. Надежность инструмента жизненно важна по сравнению с обычным фрезерованием, высокоскоростное фрезерование производится при большей подаче на зуб (в 10 раз). Это происходит главным образом за счет гораздо меньшей осевой глубины резания, что позволяет более полно реализовать принципы получения более тонкой стружки. В чистом остатке – в два, а то и в три раза большая скорость изъятия материала по сравнению с обычным фрезерованием, что увеличивает производительность за счет сокращения времени обработки.

Высокоскоростное фрезерование – качественное решение

Операции обычного фрезерования имеют в своей основе большую глубину резания и потенциально уменьшают срок службы инструмента и скорость изъятия материала из-за увеличенного радиального компонента силы резания, что выливается в вибрацию и неустойчивую производительность. Зачастую приходится снижать скорость подачи, чтобы компенсировать эти негативные моменты. Для того, чтобы наиболее полно воплотить принципы универсальности и надежности в высокоскоростной обработке, вниманию производителей форм представлены двухсторонние режущие пластины с шестью режущими гранями, специально разработанные для высокоскоростной металлообработки. При применении таких пластин высокая скорость подачи и меньшая глубина резания полностью меняют форму стружки и уменьшают радиальные силы, тем самым снижая вибрацию. Благодаря малым радиальным силам эти пластины показывают превосходную производительность даже на больших вылетах инструмента, обрабатывая материал с коэффициентом контакта, достигающим десяти, на высоких скоростях подачи. В сравнительных тестах обычных режущих пластин отрыв лидера по глубине резания составил три к одному, в то время как высокоскоростные пластины движутся в девять раз быстрее, что в результате обеспечивает увеличение скорости изъятия материала на 110 процентов при снижении силы резания на 20 процентов. Действительно, с малым углом в плане, равным 12 градусов, скорость подачи высокоскоростных инструментов должна быть значительно выше для обеспечения минимальной толщины стружки и корректного процесса резки. К примеру, в тестах на фрезерование пазов в стали тройного легирования (AISI 9840) была использована фреза с накручиваемой головкой. Фреза с обычными режущими пластинами подавалась со скоростью 2.3 мм/минуту при скорости вращения шпинделя 1650 оборотов в минуту и скорости изъятия металла 59 кубических сантиметров в минуту. При использовании высокоскоростной фрезы с соответствующими вставками подача составляла 4.5 мм/мин при той же скорости вращения шпинделя, в результате скорость изъятия металла оказалась на 95 процентов выше – 115 кубических сантиметров в минуту. Черновая обработка также может стать эффективней с использованием высокоскоростного метода, поскольку высокая скорость подачи и меньшая глубина резания позволяют получать деталь почти чистовой формы, тем самым устраняя необходимость операции получистовой обработки. Это не только снижает общее время обработки детали, но также высвобождает машинные мощности для выполнения других задач.

Резюме

Методы фрезерования с большой скоростью подачи позволяют увеличить скорость изъятия металла в процессах металлообработки при изготовлении литьевых форм, в частности при фрезеровании пазов, карманов, врезании под углом, торцовом фрезеровании и т. д. Благодаря сниженной силе резания и меньшей глубине реза, даже при увеличении скорости подачи, такой способ фрезерования позволяет снизить вибрацию и увеличить срок службы – как шпинделя, так и самого режущего инструмента. Сочетание универсальности и надежности позволяет увеличить эффективность изготовления литьевых форм.

В рубрике «Фрезерная обработка» вы найдете еще больше материалов по теме современных методов высокоскоростного фрезерования, сможете ознакомиться с пресс-релизами о новинках сферы, включающих обзоры усовершенствованных пластин с эффективным контролем стружки, и многое другое.

Источник перевода:
MoldMaking Technology, Indexable Milling

от Kennametal Inc.,
автор Juan Seculi



Понравилась статья? Поделитесь: