Акции
Отправить заявку

Правильный подбор инструмента

Правильный подбор режущего инструмента - важная и сложная задача в современном машиностроении.

Обеспечение максимальной производительности металлообработки на современном обрабатывающем центре возможно только при применении современного режущего инструмента. Однако подбор инструмента, в т.ч. фрез, производимых разными фирмами для различных обрабатываемых материалов, возможностей оборудования, жёсткости технологической системы и других условий обработки становится все более сложной, но необходимой задачей. И в целом, имеет место устойчивая тенденция роста производства фрез более узкой специализации на всех инструментальных фирмах.

Сегодня, в большинстве случаев для увеличения производительности, не представляется целесообразным использовать универсальный инструмент. Хотя специализированный инструмент наверняка будет иметь большую стоимость и сложность при выборе. И нужно помнить, что стоимость инструмента составляет обычно не более 5% от стоимости продукции, а влияние инструмента на время обработки и качество продукции является определяющим.

Рассматривая эту проблему применительно к фрезам нескольких американских инструментальных фирм, мы знаем, что появление любых новаций в короткое время становится общим достоянием. Так почти одновременно фирмы выпустили серии инструмента, имеющие различные углы наклона спирали на разных режущих кромках, неравные углы расположения режущих кромок и т.д.

Мы предлагаем рассмотреть эту проблему на примере обработки условной детали из алюминиевого сплава Д16Т.

Необходимо обработать по контуру цилиндрическую стенку с переменным радиусом R 8-10мм, переменным припуском в радиальном направлении ae=2-10мм на глубину 40мм. Шероховатость поверхности Ra3,2 мкм. Очевидно, что для данной операции необходимо использовать концевую фрезу диаметром <2R=16мм, следовательно, диаметр фрезы 12мм, так как диаметр 14мм не является стандартным. 

Данную технологическую задачу можно выполнить, используя универсальную двухпёрую фрезу с удлиненной режущей частью серии 3XLM (EDP 40365) фирмы SGS, США. (Lреж.=50мм). 

Режимы резания в этих условиях следующие:

Vрез=150м/мин; ae=переменная; ap=5мм; Vf=500мм/мин.

Время обработки по приближенным расчетам (без учета холостых ходов) составит 3,2мин.

Но для выполнения задачи с максимальной производительностью следует использовать специальный инструмент для алюминиевых сплавов: фреза серии 379-3120-02 фирмы Best Carbide, США. Он имеет ряд принципиальных отличий:

  • Специальная геометрия с положительными режущими углами.
  • Больший объем стружечных канавок для лучшей эвакуации стружки из зоны резания.
  • Максимально острая режущая кромка.
  • Полированная передняя поверхность для снижения трения сходящей стружки и предотвращения наростообразования.
  • Радиус при вершине зубьев 0,2мм для увеличения прочности и, как следствие, стойкости инструмента (Удовлетворяет в большинстве случаев техническим требованиям чертежа детали).
  • Трехзубая геометрия позволяет увеличить подачу на зуб и, следовательно, объемную производительность.

Также, в данных условиях необходимо применить не просто фрезу с удлиненной режущей частью, а фрезу с обнижением и короткой режущей частью. Эта фреза имеет значительно большую жесткость и, следовательно, производительность.

Режимы резания следующие:

Vрез=500м/мин; ae=переменная; ap=10мм; Vf=2500мм/мин.

Время обработки составит 0,32мин, что в 10 раз более производительно. Стоимость специальной фрезы выше универсальной на 60-70%. При обработке партии заготовок экономическая выгода становится очевидной.

Рассмотрим еще один пример. На условной детали необходимо формообразовать паз прямоугольного поперечного сечения шириной 10мм, глубиной 10мм и длиной 100мм. Материал заготовки сталь 20Х13 подкаленная до 20HRC. Шероховатость поверхности Ra3,2 мкм, допускается радиус пересечения поверхностей R0,2max. Для решения поставленной задачи можно использовать фрезу универсальной геометрии фирмы Best Carbide, обозначение 301-2100. Фреза имеет двузубое исполнение и стандартную длину режущей части. Режимы резания будут следующие: Ap=1 мм, Ae=10 мм, Vc=50 м/мин, Vz=0,05 мм/зуб, Vf=80 мм/мин, n=1592 об/мин. Условное время обработки составит 12,6 мин.

Однако, для выполнения задачи с максимальной производительностью следует использовать специальную фрезу. В заданных условиях наиболее рационально применение фрезы Hitachi, Япония серии Mirus EMXN-4100-30TH. Данная фреза имеет ряд существенных преимуществ перед универсальной фрезой:

  • Double gash- специальная геометрия передней поверхности с увеличенным объемом стружечной канавки, позволяет лучше эвакуировать стружку из зоны резания. Это наиболее актуально для прорезания пазов стружколом с переменным шагом и специальным профилем для вязких материалов.
  • Укороченная режущая часть и обнижение для увеличенной жесткости.
  • Фаска на режущей кромке для большей прочности.
  • Нано покрытие TH
  • Переменный шаг зуба.
  • Микрозернистый твердый сплав Epoch.

Все эти технические решения позволяют добиться огромной объемной производительности. Режимы резания фрезой Hitachi следующие: Ap=10 мм, Ae=10 мм, Vc=40 м/мин, Vz=0,023 мм/зуб, Vf=120 мм/мин, n=1300 об/мин. Таким образом, условное время обработки составит 0,83 мин. Повышение производительности в 15 раз. Разумеется, даже в условиях мелкосерийного производства, данная технология позволит обрабатывать детали не только быстрее, но и снизить их себестоимость за счет снижения затрат на оборудование, зарплату оператора и т.д.

Данные примеры призваны показать преимущества специального инструмента перед универсальным. Это преимущество четко прослеживается при обработке любых материалов: нержавеющие стали, титановые сплавы, закаленные стали (до 70HRC), графиты и т.д.

Существует множество технических задач по обработке металлов, которые невозможно выполнить универсальным режущим инструментом, но и для решения «классических» задач следует применять наиболее подходящий для данных условий режущий инструмент, специально для этого разработанный. Данный подход к выбору инструмента позволит наиболее эффективно решать технические задачи, в том числе и со стороны снижения себестоимости деталей. 

Располагая  возможностью обеспечить любое производство современными высокопроизводительными фрезами ряда американских и японских фирм, специалисты фирмы «Ветки» готовы предложить свои решения подбора инструмента с целью получения наилучших результатов.