Dostatečné chlazení je rozhodující faktor pro efektivní obrábění. Díky aditivním výrobním procesům se společnosti ISCAR podařilo dále optimalizovat cílené chlazení u velkého počtu frézovacích hlav. Uživatelé mohou díky tomu dosahovat vyšších řezných hodnot a těžit z delší životnosti nástrojů, lepší odvodu třísek a větší procesní bezpečnosti.
Jedním z největších nepřátel výměnných břitových destiček (WSP) z tvrdokovu je vysoká teplota, která vzniká při obrábění ve workpiece. Průměrné teploty od 300 do 900 stupňů Celsia jsou přitom možné. Se zvyšující se teplotou se zkracuje životnost WSP. Jejich opotřebení se zvyšuje, což ovlivňuje kvalitu workpiece a negativně ovlivňuje jeho obráběcí vlastnosti. Teplo vznikající mezi nástrojem a workpiece může měnit tvar třísky a deformovat WSP.
„Chlazení je ve světě obrábění kovů velmi důležitým faktorem – díky svému pozitivnímu vlivu na tvar třísky a teplotu během zpracování může zlepšit životnost nástrojů a snížit výrobní náklady,“ říká Anton Kress, produktový specialista na frézování ve společnosti ISCAR.
Chladicí kanály s méně rušivými konturami
Jako zvlášť efektivní se ukázalo vysokotlaké chlazení se cíleným přívodem chladicího média přímo do řezu. „Naším cílem je vždy chladit co nejblíže k jednotlivým břitům a co nejvíce chladicího média dostat s maximálním tlakem velmi rychle do řezu,“ vysvětluje. „Díky 3D tiskovým metodám jsme mohli dále optimalizovat vnitřní chladicí kanály našich plochých a rohových fréz a dále zvýšit tlak, množství a účinnost chladicího média.“
Při konvenčním chlazení vycházejí kanály kolmo z velkého chladicího kanálu a přivádějí chladicí kapalinu k výstupu o průměru přibližně 2,5 milimetru, odkud chladicí kapalina z výšky 10 až 20 milimetrů proudí na WSP. „Aby bylo možné kanály do konvenčně vyráběných polotovarů zavést, bylo navíc nutné provést dodatečné vrtání, ve kterém se KSS hromadilo a snižovalo účinnost,“ říká produktový specialista. Díky 3D tisku mohl ISCAR vytvořit chladicí kanály přímo v polotovaru.
Tyto trubky, které jsou umístěny v malých obloucích místo kolmo, mají výrazně méně rušivých kontur a díky absenci dodatečného vrtání se také chladicí kapalina nemůže zadržovat. „Ve srovnání s konvenčním chlazením nabízejí tyto aditivně vyráběné frézy o 20 procent vyšší objemový průtok,“ vysvětluje Anton Kress.
Optimalizace proudění zdvojnásobuje objem
Ale ISCAR by nebyl ISCAR, kdyby specialista na nástroje ještě dále nezlepšil chlazení – koneckonců se zde vývoj nikdy nezastavuje: „V dalším kroku jsme optimalizovali proudění chladicí kapaliny v frézovacích hlavách a dále maximalizovali využitelný tlak chladicí kapaliny,“ vysvětluje Anton Kress. Pro vyšší výstupní rychlost je centrální přívod chladicí kapaliny nyní tvarován jako kužel a zužuje se v přechodu k jednotlivým kanálům chladicí kapaliny, které vedou k břitům.
Trubice o průměru pouhý jeden milimetr nyní probíhají v měkkých obloucích s velkými rádiusy, přímky existují pouze přímo před výstupem, aby bylo možné přesně dopravit chladicí a mazací prostředek (KSS) k ostří. „Tímto způsobem jsme mohli zdvojnásobit objemový průtok a násobně zvýšit výstupní rychlost a tlak KSS na ostří.“
Pro lepší chladicí výkon umístil ISCAR také výstup chladicího média na stranu třískové komory. V závislosti na velikosti WSP přivádějí dvě nebo tři otvory o průměru jednoho milimetru KSS k břitu. „Vzdálenost mezi výstupy a WSP je nyní pouze pět až sedm milimetrů,“ říká produktový specialista. „To přináší několik výhod – paprsek KSS je kompaktnější a může být cíleněji směrován, navíc jsme tak mohli zlepšit tvorbu třísek a evacuaci třísek.“
Více procesní bezpečnosti a lepší kontrola třísky
V číslech to znamená: Při tlaku čerpadla 80 bar a objemu čerpadla 46 litrů za minutu dosáhne uživatel při standardním chlazení s pěti vývody chladicí kapaliny o průměru 2,5 milimetru tlaku deset bar na břitu a výstupní rychlosti 37 metrů za sekundu, což je 132 kilometrů za hodinu. Ve stejném nastavení dosáhne s frézou JHP s deseti vývody o průměru jeden milimetr, tedy po dvou na břit, tlaku 74 bar na břitu a výstupní rychlosti 122 metrů za sekundu, což je 441 kilometrů za hodinu.
„To znamená, že můžeme za kratší dobu přivést mnohem více chladicího média s výrazně vyšším tlakem do řezné zóny,“ zdůrazňuje Kress a vyjmenovává výhody: „Uživatel může používat vyšší řezné hodnoty, jsou možné delší doby zásahu, dosahuje větší procesní bezpečnosti a delší životnosti nástroje, navíc se tvoří méně náběhových hran.“ Jetová chlazení má také velký vliv na tvorbu a odvod třísek: Vysoký tlak zajišťuje kompaktnější třísky, které jsou navíc prakticky vyhazovány stranou. To šetří nástroj a zlepšuje kvalitu povrchu.
„Cílené chlazení lze použít již od šesti barů tlaku,“ říká Kress.
„3D tištěné frézy s proudnicově optimalizovaným, cíleným chlazením jsou k dispozici v sériích HELI2000, HELIALU, HELI3MILL, HELIQUAD, HELITANG a XQUAD – pro každý frézovací úkol je zde správný nástroj.“
Kontakt:
