Frezowanie to metoda obróbcza, która ma swoje korzenie w XVIII wieku i obecnie należy do najważniejszych technologii obróbczych. W międzyczasie potrzeba większej wydajności, większej precyzji i większej zrównoważoności napędza rozwój technologii frezarskich. Nowe wyzwania wymagają innowacyjnych rozwiązań – takich jak narzędzia precyzyjne od ISCAR.
Frezarki stały się nieodłącznym elementem warsztatów. Proces ten jest integralną częścią technologii obróbczej, której znaczenie rośnie w obliczu ciągle zmieniających się wymagań w produkcji. Na przykład, dokładność formowania metalu znacznie wzrosła dzięki technologiom takim jak precyzyjna obróbka skrawaniem i kucie. Również procesy druku 3D oraz nowe materiały kompozytowe i spiekane wymagają dostosowanych procesów.
Obróbczy są wzywani: muszą zwiększyć wydajność przy trudnych do obróbki superstopach i jakościach tytanu, a dalsze działania optymalizacyjne są konieczne z powodu silnej koncentracji na pojazdach elektrycznych i hybrydowych w przemyśle motoryzacyjnym. Ponadto, wieloosiowe maszyny narzędziowe umożliwiają precyzyjną obróbkę skomplikowanych części, a nowe strategie skrawania zwiększają wydajność. Nowoczesne procesy mogą również znacznie zmniejszyć ilość przewidzianego surowca podczas frezowania, jednocześnie rosną wymagania dotyczące jakości powierzchni i dokładności.
Rozwój i podejścia
Do najważniejszych osiągnięć w narzędziach frezarskich należy obróbka z wysoką prędkością, frezowanie precyzyjne, a także frezowanie wieloosiowe, adaptacyjne i zrównoważone.
W obróbce z wysoką prędkością nacisk kładziony jest na zwiększenie objętości skrawania (MRR), aby osiągnąć wyższą produktywność dzięki znacznie szybszej prędkości skrawania lub większemu posuwowi na ząb. Użytkownicy osiągają to poprzez frezowanie z wysoką prędkością (HSM) i frezowanie z dużym posuwem (HFM) podczas roughingu. W frezowaniu precyzyjnym skupia się na wysokiej dokładności.
Podczas frezowania wieloosiowego stosuje się odpowiednio wyposażone centra obróbcze, które umożliwiają skomplikowane procesy. Celem adaptacyjnego frezowania jest opracowanie inteligentnych systemów, które mogą dostosować się do zmieniających się warunków w trakcie procesu obróbczy. Zrównoważone frezowanie koncentruje się na redukcji wpływu na środowisko. Obejmuje to rozwój przyjaznych dla środowiska cieczy chłodząco-smarujących, recykling, ponowne wykorzystanie materiałów oraz stosowanie energooszczędnych maszyn narzędziowych i frezów.
Dopasowane komponenty
Sukces wszystkich rozwoju w obróbce frezarskiej opiera się na synergii między maszynami skrawającymi, narzędziami skrawającymi a komputerowymi systemami inżynieryjnymi (CAE). Na przykład, frezowanie z wysoką prędkością wymaga maszyn, które dostarczają wysokie obroty oraz narzędzi z zaawansowanych materiałów skrawających i z innowacyjnymi powłokami. Jednocześnie precyzyjniejsze procesy frezarskie wymagają nie tylko narzędzi o mniejszych tolerancjach, ale także ulepszonych systemów sterowania i napędów.
Podczas frezowania wieloosiowego optymalnie sterowane osie oraz odpowiednie geometrie ostrzy narzędzi frezarskich zapewniają przełom. Do adaptacyjnego frezowania należą innowacje takie jak nowoczesne systemy monitorowania, wysoce czułe czujniki oraz efektywne algorytmy, które w czasie rzeczywistym optymalizują dane o cięciu i ścieżki narzędzi. Proces frezowania staje się bardziej zrównoważony dzięki zastosowaniu energooszczędnych procesów, odpowiednich maszyn narzędziowych, dostosowanych narzędzi skrawających oraz przyjaznych dla środowiska chłodziw.
Wymienne płytki skrawające
Podczas frezowania użytkownicy często sięgają po narzędzia z wymiennymi wkładkami skrawającymi (WSP), których materiały skrawające nieustannie się rozwijają. Nowe gatunki węglików, ceramiki i ultratwardych materiałów skrawających zapewniają coraz lepsze wyniki obróbcze.
Nowe powłoki poprawiają odporność na zużycie i wysoką temperaturę, a jednocześnie zwiększają zdolność smarowania. Dzięki nowoczesnym geometriom ostrzy można optymalizować topologię wytwarzania wiórów w płytkach skrawających. W rezultacie poprawia się efektywność skrawania i przepływ wiórów podczas frezowania, a siły skrawania maleją. Efektywne wykorzystanie materiału skrawającego obejmuje inteligentny projekt płytek skrawających, który zapewnia maksymalną wydajność skrawania, nie obniżając wydajności obróbczej.
Inteligentna produkcja
Ukierunkowanie na inteligentną produkcję wymaga, aby projektanci integrowali cyfryzację w projektowaniu procesu frezowania i narzędzi. W tym kontekście cyfrowe bliźniaki i odpowiednie aplikacje programowe są już dzisiaj niezbędne dla kompleksowej oferty narzędziowej. Jak producenci narzędzi skrawających stawiają czoła aktualnie pojawiającym się wyzwaniom, pokazują rozwiązania firmy ISCAR.
Rowki, kieszenie, wnęki
Podczas trochoidalnego frezowania wysokich prędkości narzędzie podąża za zakrzywioną ścieżką, aby utrzymać stałe obciążenie ostrza. Unika się nagłych szczytów obciążenia podczas wprowadzenia materiału. Ta strategia jest bardzo efektywna przy frezowaniu głębokich rowków, kieszeni i wnęk, szczególnie przy niskiej stabilności obróbczej. Ponadto proces ten daje bardzo dobre wyniki przy obróbce wymagających materiałów, takich jak stale stopowe czy wysokotemperaturowe superstopy.
Specjalnie do frezowania trochoidalnego ISCAR opracował program produktów CHATTERFREE EC-E7/H7-CF dla wieloostrzowych frezów z pełnego węglika (VHM). Geometria narzędzi obejmuje różne kąty spiralne i zmienne kąty nachylenia, które poprawiają dynamiczne zachowanie cięcia.
Wysokowydajny i efektywny
Dzięki nowoczesnym maszynom możliwe jest wysoko produktywne frezowanie stopów aluminium przy ekstremalnie wysokich prędkościach wrzeciona sięgających 33 000 obrotów na minutę. Aby sprostać temu wyzwaniu, firma ISCAR opracowała frezy 90-stopniowe, które mogą obsługiwać dużej wielkości WSP z głębokością cięcia do 22 milimetrów. Frezy zostały zaprojektowane w taki sposób, aby nie występowało promieniowe przesunięcie wkładki skrawającej, co może wystąpić przy bardzo wysokich prędkościach obrotowych z powodu dużych sił odśrodkowych.
Frezowanie z wysokim posuwem stało się powszechnie stosowaną metodą efektywnego szlifowania skomplikowanych powierzchni. ISCAR oferuje w tym zakresie szeroką gamę narzędzi. Charakterystyczne, kostne narzędzia skrawające z rodziny LOGIQ4FEED są teraz dostępne także w większych wersjach. Znacznie poszerzają one zakres zastosowań, szczególnie przy frezowaniu z wysokim posuwem głębokich wnęk w budowie narzędzi i form. Kolejną nowością są ekonomiczne frezy NEOFEED z ich dwustronnymi, kwadratowymi wkładkami skrawającymi z ośmioma krawędziami skrawającymi.
Precyzyjnie i szybko
Postępy w wieloosiowych maszynach narzędziowych oraz systemach CAD/CAM umożliwiają precyzyjne frezowanie skomplikowanych kształtów przy minimalnym usuwaniu materiału z obrabianego przedmiotu za pomocą frezów o segmentowym lub beczkowym kształcie. Są one dostępne w wersjach VHM, jako głowice frezerskie MULTI-MASTER lub w wersji z wymiennym ostrzem.
Podczas frezowania wysoko odpornych na ciepło superstopów użytkownik może znacznie zwiększyć prędkości skrawania dzięki narzędziom z materiałów ceramicznych – możliwe są prędkości do 1000 metrów na minutę. Do najnowszych narzędzi ceramicznych firmy ISCAR należą ceramiczne frezy VHM i WSP z podwójnymi, okrągłymi wkładkami ceramicznymi. Podwójny design ma na celu maksymalizację wykorzystania materiałów ceramicznych, takich jak czarna ceramika, ceramika wzmocniona włóknami oraz SiAlON – rodzaj ceramiki na bazie azotku krzemu.
Kontakt:
