Przerywane skrawanie jest powszechnym procesem obróbki w różnych gałęziach przemysłu, takich jak motoryzacja, lotnictwo i produkcja ogólna. Polega na przecięciu przedmiotu obrabianego, który ma nieciągłości, takie jak otwory, szczeliny lub nierówne powierzchnie. Stosowanie frezu trzpieniowego z długą szyjką do obróbki przerywanej może zapewnić pewne korzyści, takie jak dotarcie do głębokich wgłębień lub obróbka w trudno dostępnych obszarach. Jednak wiąże się to również z szeregiem wyjątkowych wyzwań. Jako dostawca frezów walcowo-czołowych z długą szyjką byłem świadkiem tych wyzwań na własne oczy i chciałbym podzielić się pewnymi spostrzeżeniami.
1. Wibracje i ugięcie
Jednym z najważniejszych wyzwań podczas stosowania frezu palcowego z długą szyjką do obróbki przerywanej są wibracje i ugięcie. Konstrukcja frezu palcowego z długą szyjką zwiększa jego stosunek długości do średnicy. Wyższy stosunek długości do średnicy sprawia, że frez palcowy jest bardziej elastyczny i podatny na zginanie pod wpływem sił skrawania.
Podczas obróbki przerywanej siły skrawania zmieniają się szybko, gdy narzędzie wchodzi i wychodzi z materiału. Te nagłe zmiany siły mogą powodować wibracje frezu trzpieniowego z długą szyjką. Wibracje nie tylko wpływają na wykończenie powierzchni przedmiotu obrabianego, ale także zmniejszają trwałość narzędzia. Nadmierne wibracje mogą prowadzić do przedwczesnego zużycia krawędzi skrawających, odprysków, a nawet złamania frezu palcowego.
Na przykład w operacji obróbki, w której do przecinania przedmiotu z wieloma otworami używany jest frez palcowy z długą szyjką, za każdym razem, gdy narzędzie wchodzi i wychodzi z otworu, siła skrawania zmienia się gwałtownie. Może to wywołać rezonans w długiej szyi, powodując jej gwałtowne wibracje. Aby złagodzić ten problem, kluczowe znaczenie mają odpowiednie systemy mocowania narzędzi. Stosowanie wysokiej jakości tulei zaciskowych lub uchwytów hydraulicznych może pomóc zredukować wibracje, zapewniając bezpieczniejszy chwyt frezu walcowo-czołowego. Dodatkowo optymalizacja parametrów skrawania, takich jak zmniejszenie posuwu i prędkości skrawania, może również pomóc w zminimalizowaniu sił skrawania, a tym samym zmniejszeniu drgań.
2. Żywotność narzędzia
Trwałość narzędzia jest kolejnym poważnym wyzwaniem w przypadku stosowania frezów palcowych z długą szyjką do obróbki przerywanej. Połączenie zwiększonej elastyczności długiej szyjki i szybkich zmian sił skrawania podczas przerywanej obróbki może prowadzić do przyspieszonego zużycia frezu palcowego.
Krawędzie skrawające freza palcowego poddawane są dużym naprężeniom podczas obróbki przerywanej. Za każdym razem, gdy narzędzie styka się z materiałem, następuje obciążenie udarowe. Z biegiem czasu obciążenia udarowe mogą powodować zużycie, stępienie lub odpryskiwanie krawędzi skrawających. Długa szyjka utrudnia również skuteczne dotarcie chłodziwa do strefy skrawania. Chłodziwo jest niezbędne do usuwania ciepła i wiórów z obszaru skrawania, a słabe dostarczanie chłodziwa może prowadzić do przegrzania frezu palcowego, jeszcze bardziej zmniejszając jego trwałość.
AFrez trzpieniowy z 2 ostrzami i długą szyjką kulistąjest często używany w zastosowaniach obróbki przerywanej. Jednakże, ze względu na wyżej wymienione wyzwania, żywotność narzędzia może być krótsza w porównaniu ze standardowym frezem walcowo-czołowym w operacjach ciągłego skrawania. Aby zwiększyć trwałość narzędzia, korzystne może być zastosowanie frezów walcowo-czołowych z powłokami o wysokiej wydajności. Powłoki takie jak TiAlN (azotek tytanu i glinu) lub TiCN (węgloazotek tytanu) mogą zwiększać twardość i odporność krawędzi skrawających na zużycie. Co więcej, zapewnienie prawidłowego dostarczania chłodziwa poprzez zastosowanie systemów chłodziwa przez narzędzie lub zewnętrznych dysz chłodziwa może pomóc w wydłużeniu trwałości narzędzia poprzez utrzymywanie chłodu krawędzi skrawających i efektywne usuwanie wiórów.
3. Ewakuacja wiórów
Odprowadzanie wiórów jest krytycznym aspektem każdego procesu obróbki, a staje się jeszcze trudniejsze w przypadku stosowania frezów palcowych z długą szyjką do obróbki przerywanej. Długa szyjka może stanowić przeszkodę w płynnym przepływie wiórów ze strefy skrawania.
Podczas obróbki przerywanej wióry tworzą się krótkimi, nieregularnymi segmentami. Wióry te należy szybko usunąć ze strefy skrawania, aby zapobiec ich ponownemu cięciu i uszkodzeniu przedmiotu obrabianego i frezu walcowo-czołowego. Długa szyjka może ograniczać ruch wiórów, powodując ich gromadzenie się w obszarze cięcia. Może to prowadzić do zatykania wiórów, co może zwiększyć siły skrawania, wygenerować więcej ciepła, a ostatecznie skutkować gorszą jakością wykończenia powierzchni i zmniejszoną trwałością narzędzia.
Aby rozwiązać problem odprowadzania wiórów, można zastosować frezy palcowe o zoptymalizowanej konstrukcji rowków. Na przykład frezy palcowe ze zmiennymi rowkami spiralnymi mogą pomóc w rozbijaniu wiórów i poprawianiu ich odprowadzania. Dodatkowo, zastosowanie wyższego posuwu może czasami pomóc w skuteczniejszym wypchnięciu wiórów z obszaru skrawania. Należy to jednak zrównoważyć z ryzykiem zwiększenia sił skrawania i wibracji.
4. Dokładność i precyzja
Utrzymanie dokładności i precyzji jest wyzwaniem w przypadku stosowania frezów palcowych z długą szyjką do obróbki przerywanej. Wspomniane wcześniej drgania i ugięcie mogą powodować odchylenia w wymiarach obróbki.
Elastyczność frezu trzpieniowego z długą szyjką może prowadzić do utraty dokładności pozycjonowania. Gdy narzędzie ugina się pod wpływem sił skrawania, może nie ciąć przedmiotu obrabianego dokładnie tam, gdzie powinno. Może to skutkować błędami wymiarowymi, zwłaszcza w zastosowaniach, w których wymagane są wąskie tolerancje. W przypadku obróbki przerywanej nagłe zmiany sił skrawania mogą również powodować nieznaczne przemieszczenia narzędzia, co dodatkowo wpływa na dokładność obróbki.
Aby zapewnić dokładność i precyzję, ważne jest użycie sztywnej obrabiarki. Maszyna o dużej sztywności może lepiej wytrzymać siły skrawania i zmniejszyć ugięcie frezu palcowego z długą szyjką. Dodatkowo, wykorzystanie systemów pomiaru w trakcie procesu może pomóc w monitorowaniu wymiarów obróbki w czasie rzeczywistym i wprowadzaniu niezbędnych korekt.
5. Kompatybilność materiałowa
Nie wszystkie materiały nadają się jednakowo do obróbki przerywanej przy użyciu frezów palcowych z długą szyjką. Niektóre materiały, takie jak stale hartowane lub stopy o wysokiej wytrzymałości, mogą być szczególnie trudne w obróbce.
Materiały te charakteryzują się dużą twardością i wytrzymałością, co powoduje, że siły skrawania podczas obróbki przerywanej są jeszcze większe. Frez trzpieniowy z długą szyjką może mieć trudności z przecięciem tych materiałów bez nadmiernego zużycia lub złamania. Ponadto niektóre materiały mogą mieć tendencję do urabiania - twardnienia podczas obróbki. Może to jeszcze bardziej zwiększyć siły skrawania i utrudnić frezowi z długą szyjką utrzymanie wydajności skrawania.
Podczas obróbki materiałów trudnych do skrawania ważny jest dobór odpowiedniego gatunku węglika do frezu walcowo-czołowego. Gatunki węglików o dużej wytrzymałości i odporności na zużycie są bardziej odpowiednie do przerywanej obróbki twardych materiałów. Dodatkowo stosowanie specjalistycznych płynów obróbkowych może pomóc zmniejszyć siły skrawania i poprawić skrawalność tych materiałów.
Wniosek
Stosowanie frezów walcowo-czołowych z długą szyjką do obróbki przerywanej oferuje wyjątkowe możliwości obróbki w trudno dostępnych obszarach, ale stwarza również kilka wyzwań. Wibracje i ugięcie, trwałość narzędzia, odprowadzanie wiórów, dokładność i precyzja oraz kompatybilność materiałowa to czynniki, które należy dokładnie rozważyć.
Jako dostawca frezów walcowo-czołowych z długą szyjką rozumiem znaczenie dostarczania rozwiązań odpowiadających tym wyzwaniom. Oferując wysokiej jakości frezy walcowo-czołowe o zoptymalizowanej konstrukcji, powłokach i odpowiednich systemach mocowania narzędzi, możemy pomóc naszym klientom przezwyciężyć te trudności i osiągnąć lepsze wyniki obróbki.
Jeśli stoją przed Państwo wyzwaniami związanymi z obróbką przerywaną przy użyciu frezów walcowo-czołowych z długą szyjką lub są zainteresowani poszukiwaniem najlepszych rozwiązań dla swoich konkretnych potrzeb, zachęcam do skontaktowania się z nami w celu szczegółowej dyskusji. Nasz zespół ekspertów jest gotowy pomóc Ci w wyborze odpowiedniego frezu palcowego z długą szyjką i optymalizacji procesów obróbki.
Referencje
- Boothroyd, G. i Knight, WA (2006). Podstawy obróbki skrawaniem i obrabiarek. Prasa CRC.
- Kalpakjian, S. i Schmid, SR (2013). Inżynieria i technologia produkcji. Pearsona.
- Trent, EM i Wright, PK (2000). Cięcie metalu. Butterworth-Heinemann.
