Фрезерные инструменты в сочетании с станками с ЧПУ повышают надежность

Фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) и обрабатывающие центры вызвали потребность в более мощных и универсальных фрезах. Разработка более совершенных фрезерных инструментов за последние несколько лет является ответом на это требование.

В прошлом специализированный или специальный инструмент был во многих случаях единственным эффективным решением для многих приложений, особенно если партии были большими. Сегодня, когда требуется большая гибкость в производстве, новые концепции фрез предоставляют инструменты с широким спектром возможностей. Современное проектирование и производство инструментов позволило реализовать сложные концепции инструментов, в которых используются станки с ЧПУ, что увеличивает производительность и делает процесс обработки более надежным.

Нарушение формы
Стандартизация технологий, конечно, имеет решающее значение для производства, потому что с их помощью мы говорим на одном языке и знаем применимые ограничения. Но бывают случаи, когда стандарты действительно снижают темпы разработки. Затем возникает необходимость избежать ограничений, препятствующих внедрению лучших решений. Одним из таких примеров является разработка фрезерного инструмента.

Раньше фрезы и пластины определялись стандартами ISO и предлагали пользователям сменные инструменты от разных поставщиков. Но соблюдение стандартов наложило ограничения на фрезы и пластины. Коды ISO предписывают форму, толщину и вписанный круг режущих пластин, а также указывают размер удерживающих пластин картриджей и клиновых зажимов, а также корпусов инструментов, которые их удерживают. Имея лишь ограниченные возможности по выбору пластин, хонингованию и стружколому, поставщики инструментов и пользователи, соблюдающие стандарты ISO, столкнулись с серьезными технологическими и эксплуатационными ограничениями.

В отличие от фрезерных инструментов в стиле ISO, современные концепции фрезерных инструментов предоставляют разработчикам инструментов свободу использования новых конструкций фрез и пластин. Их можно оптимизировать, чтобы обеспечить лучшую универсальность для обработки с ЧПУ. Безопасность обработки, точность, чистота поверхности, возможность выбора различных траекторий резания, скорость съема, вылет инструмента и высокоскоростная обработка - это проблемы, которые можно лучше решить с помощью новых концепций фрез.

Современные концептуальные фрезерные инструменты, оптимизированные для операций и материалов, широко применяются в промышленности. Примерно 80 процентов всех фрезерных инструментов, поставляемых, например, Sandvik Coromant, - это фрезы CoroMill. Они удаляют металл в несколько раз быстрее и с меньшими и более точно направленными силами резания, чем это было бы возможно с помощью любой фрезы стандарта ISO. Имея лишь небольшую часть типичного биения фрез ISO, концептуальные фрезы неизменно обеспечивают более жесткие допуски компонентов, а также обеспечивают меньший (и более благоприятный) износ режущей кромки. Осевое и радиальное биение минимально, а это означает лучшую точность режущей кромки для улучшения качества поверхности, более жесткие допуски деталей и более длительный срок службы инструмента. Они также равномерно распределяют нагрузки при обработке, чтобы резать быстрее, с меньшим уровнем шума, вибрации и износа.

Эти современные концептуальные инструменты также предоставляют технологию для высоких скоростей вращения шпинделя, фрезерования с быстрой подачей и обработки твердых деталей, а также расширяют возможности для сухого фрезерования. Конструктивные особенности CoroMill делают концептуальный инструмент более компактным и требует минимум настройки и обслуживания. Жесткие и точные корпуса фрез изготавливаются из предварительно закаленной стали со вставками, точно расположенными во фрезах, что позволяет выбирать разный шаг зубьев в зависимости от области применения.

Правда и последствия
Последствия использования устаревших фрезерных инструментов могут быть значительными для экономики обработки, а также для безопасности производства. Механические цеха, которые имеют и используют фрезы, не являющиеся частью более поздних концептуальных разработок, в значительной степени теряют свою способность быть конкурентоспособными в производстве. Инвестиции в сложные обрабатывающие центры и другое оборудование с вращающимся шпинделем для фрезерования, но отказ от постоянного обновления фрезерных инструментов и пластин - это лишь половина пути.

С развитием технологии режущего инструмента и возможностями обработки с ЧПУ появляется растущий потенциал для производителей, которые до сих пор использовали устаревшие специальные фрезы, расточные инструменты или специальные инструменты. Часто эти инструменты специально разработаны или применяются для определенных разрезов на компоненте или семействе компонентов. Это означает, что когда речь идет о вращающихся инструментах в обрабатывающих центрах, для каждого размера компонента требуется отдельный инструмент.

Использование специально подобранных инструментов частично восходит к тому времени, когда все фрезерные и расточные операции выполнялись на фрезерных станках или на специальном оборудовании с ограниченной осевой нагрузкой. В частности, когда дело дошло до внутренней обработки, необходимо было предоставить инструмент для каждого диаметра, торца, фаски и канавки - даже когда отклонение составляло всего несколько миллиметров. Некоторая ограниченная гибкость иногда может быть достигнута за счет использования регулируемых посадочных мест в картриджах.

С появлением многоосевых обрабатывающих центров с ЧПУ перемещение инструмента больше не является ограничением. Фактически, это дает возможность использовать один инструмент для нескольких, если не всех, необходимых разрезов. Простота программирования различных траекторий движения инструмента и использования таких методов, как линейное изменение и круговая интерполяция, означает, что можно применять гибкий инструмент с более широкими возможностями, при этом изменение размеров компонента является лишь простой программной настройкой.

Увеличенное время производства с меньшим количеством инструментов
Европейский производитель внедорожников выиграл благодаря применению современных концептуальных фрез в линии FMS, состоящей из горизонтальных обрабатывающих центров. Линия обрабатывает различные типы корпусов осей для фронтальных погрузчиков. В рамках крупного проекта повышения эффективности, направленного на повышение производительности при производстве компонентов для агрегатов трансмиссии, одной конкретной целью было улучшение обработки боковых картеров за счет повышения производительности.

Ранее на линии FMS использовались специальные расточные инструменты для обработки чугунных корпусов различных размеров. Каждый компонент имеет несколько различных внутренних диаметров и обрабатываемых поверхностей. В ходе проведенного анализа обработки было признано, что концептуальные фрезы могут заменить несколько предыдущих расточных инструментов, поскольку они не зависят от размеров отверстий и т. Д. Фрезы меньшего диаметра с длинной кромкой могут, например, использоваться для интерполяции, и, следовательно, машина, диапазон диаметров отверстий. Все, что требуется для обработки другого размера, - это изменение программы. Фрезы как таковые универсальны для различных габаритов и операций.

Операторы также считают новый уровень безопасности технологического процесса большим преимуществом в своей работе, а также легкостью и надежностью, с которой выполняется настройка и обслуживание инструмента. Зажим пластины выполняется легко с помощью центрального винта, используемого в фрезах CoroMill. Правильный крутящий момент достигается с помощью прилагаемого ключа Torx. Это небольшой, но важный момент на пути к обеспечению безопасности процесса.

В результате модернизации обработки с использованием концептуальных фрез CoroMill и интегрированных муфт Coromant Capto время цикла обработки сократилось на 25 процентов, количество инструментов уменьшилось на 50 процентов и повысился уровень безопасности процесса. Новый метод обработки также сократил наладку компонентов станка. Подсчитано, что еще 10 процентов производственного времени стало доступно за счет усовершенствования обработки.