Nástroje | 16. 11. 2017

Hrubovací frézování forem

Požadavky průmyslové výroby ve strojírenství směřují stále výrazněji k větší komplexnosti tvarů, využití moderních materiálů a vyšší přesnosti obráběných dílců. Společným faktorem je přitom rychlost produkce – i u složitých obrobků z obtížně obrobitelných materiálů potřebujeme dosahovat co nejkratších výrobních časů a přitom udržovat vysokou přesnost a kvalitu provedení. Proto je současným trendem zpřesňování výchozích polotovarů, neboť menší přídavky znamenají menší objem materiálu, který je třeba odebrat, a tedy i zkrácení času potřebného k obrobení. Pro tvarově složité obrobky se v současnosti nabízí možnost výroby polotovarů aditivním způsobem, metodou 3-D tisku, není to však ještě zdaleka univerzální řešení výhodné pro všechny případy. Stále tedy přetrvává, a v nástrojařské výrobě velkých forem zvláště, výroba tvarově složitého obrobku ze základního bloku materiálu.

V takovém případě je samozřejmě jedním ze základních požadavků co nejrychlejší příprava základního tvaru tak, aby dokončovací obrábění bezpečně dosahovalo všech kvalitativních kritérií, kladených na finální obrobek, a přitom netrvalo příliš dlouho. Pro zachování rychlosti produkce je tedy třeba co nejúčinněji vyhrubovat polotovar do takové míry, kdy bude pro dokončovací obrábění ponecháno na odpovídajících místech pouze takové množství materiálu, které zajistí pro dokončovací operace podmínky pro kvalitní a současně produktivní obrobení finálního tvaru.

Ověřeným způsobem dosažení takovýchto kritérií je využití strategie frézování vysokým posuvem, které představuje univerzální a velmi účinnou metodu odebírání velkých objemů materiálu z výchozího polotovaru. Navíc je to metoda velmi bezpečná a nástroje vyvinuté speciálně pro tuto strategii obrábění jsou svou konstrukcí výhodné i pro mnohé další, např. ponorné frézování, šikmé zafrézování apod. Sortiment nástrojů pro frézování vysokým posuvem (HFM) značky Seco je velmi rozsáhlý – od nejmenších monolitních fréz ze slinutého karbidu, přes modulární systémy s vyměnitelnými karbidovými hlavičkami, až po frézovací tělesa s vyměnitelnými břitovými destičkami. Poslední kategorie přitom zahrnuje několik provedení, lišících se základním tvarem a velikostí břitových destiček, která pokrývají potřeby obrábění polotovarů různých velikostí – od relativně malých formátů, až po rozměry v řádu metrů.

V tomto článku se zaměříme právě na obrábění velkých dílců – potřebujeme tedy nástroj, který je dostupný ve větších průměrech, jehož konstrukce umožňuje použití relativně větších axiálních hloubek řezu, a zároveň představuje ekonomicky výhodné řešení – s nízkými náklady na řeznou hranu. Z řady HFM fréz Seco splňuje takové požadavky systém Highfeed 6 (HF6). Jedná se o nástroje konstruované pro těžší hrubovací operace, dodávané v rozsahu průměrů 50–160 mm. Tělesa jsou osazena většími oboustrannými břitovými destičkami trojúhelníkového tvaru se stranami zakřivenými pod rádiusem R = 230 mm. Taková konfigurace umožňuje používat axiální hloubky řezu až do 2 mm a se 6 řeznými hranami na destičce udržuje nízké provozní náklady i při vysoce produktivním obrábění. Břitové destičky jsou dodávány se 3 řeznými geometriemi a v několika karbidových třídách, takže je možné nástroj snadno adaptovat pro obrábění celé řady různých materiálů. Stejně jako ostatní HFM nástroje využívá i systém HF6 malého úhlu nastavení hlavního ostří, což jednak umožňuje pracovat s velmi vysokými hodnotami posuvů, a také směřuje řezné síly do osy vřetena, takže je nástroj velmi stabilní a nedochází při jeho použití k vibracím ani v případech dlouhého vyložení. Tyto vlastnosti také přispívají k jeho spolehlivosti a dosahování dlouhé a předvídatelné trvanlivosti břitů destiček. Širší možnosti použití dává i volba ze dvou řad zubových roztečí (normální a malé) u každého průměru tělesa. Lze tak zvolit optimální konfiguraci podle potřeb aktuální aplikace, včetně zohlednění výkonových parametrů stroje (zatížení vřetena dle počtu zubů v záběru, záběrové poměry axiální a radiální hloubky řezu atd.). Využití všech uvedených výhod staví systém HF6 na nejvyšší příčky vysoce produktivního a nákladově efektivního frézování vysokým posuvem v aplikacích s potřebou maximální rychlosti úběru velkých objemů materiálu.

Charakteristickým příkladem úspěšného nasazení frézy Highfeed 6 může být aplikace hrubování tvaru formy ze základního bloku nástrojové oceli 1.2738 s pevností 950 MPA ve firmě Magna Exteriors & Interiors (Bohemia) s. r. o. se sídlem v Liberci. Obrábění probíhalo na stroji DMU210P metodou Z-levelling (obrábění po vrstvách) s využitím tlakového vzduchu pro evakuaci třísek. Původní řešení spočívalo v použití frézy průměru 66 mm s 5 efektivními zuby, představovanými kruhovými břitovými destičkami o velikosti 16 mm. Při vyložení nástroje 175 mm byla axiální hloubka řezu 0,6 mm a posuv na zub 1,48 mm/z, takže posuv stolu dosahoval 5 000 mm/min a úběr materiálu činil 150 cm3/min.

Fréza Seco HF6 o stejném průměru 66 mm disponuje 6 efektivními zuby, s lůžky osazenými břitovými destičkami 218.21-230TR-06-MD17 v karbidové třídě MP2500. Při stejné délce vyložení nástrojové sestavy a zachování stejné řezné rychlosti pracoval nástroj s axiální hloubkou řezu 1 mm a posuvem na zub 1,67 mm/z. Za těchto parametrů byla rychlost posuvu stolu 7 000 mm/min a objem odebraného materiálu 350 cm3/min. Navíc se ještě o 50 % prodloužila trvanlivost břitů – z původních 60 minut na 90 minut. Výkonnost a stabilita systému HF6 se projevila ještě více při větší délce vyložení nástroje – pro obrobení celého tvaru bylo třeba pracovat ve druhém sledu se sestavou o délce 270 mm. Zatímco u původního nástroje bylo třeba kvůli zamezení vibracím snižovat axiální hloubku řezu z 0,6 mm na 0,4 mm, fréza Highfeed 6 fungovala výborně při stejných parametrech, jako na vyložení kratším. Rychlost úběru materiálu 100 cm3/min původní metodou tak byla zachovanými 350 cm3/min překonána ještě výrazněji.

Systém Seco Highfeed 6 představuje vysoce výkonné a spolehlivé řešení pro hrubování s potřebou velkých objemů odebíraného materiálu v nástrojařské výrobě i dalších oborech. V kombinaci se správně navrženou technologií a odladěným programováním dává možnost výrazného zlepšení efektivity obrábění. Pan Jaroslav Kořínek, vedoucí oddělení údržby nástrojárny Magna, říká: „Spolupráce se společností Seco pro nás představuje záruku dobře odvedené práce. Nejvíce si přitom ceníme flexibilního přístupu při hledání technických řešení, která reagují na změny v našem výrobním procesu – od obráběných materiálů až po upínání polotovarů a dalších aktuálních úprav.“

Jak bylo řečeno na začátku, hrubovací frézování má stále v oblasti nástrojařské výroby mezi obráběcími aplikacemi vysoký podíl. Na jednu stranu nelze touto „přípravnou“ činností trávit dlouhý čas, na druhou je však úkolem těchto operací připravit polotovar s co nejlepší přesností pro dokončovací obrábění. Oběma hlediskům metoda frézování vysokým posuvem maximálně vyhovuje. Pan Kořínek dále dodává: „Nasazením vysokoposuvových fréz Seco se naše hrubovací operace výrazně zefektivnily. Pracovníci společnosti Seco Tools prokázali velmi pozitivní přístup ke spolupráci a z mého pohledu dodávají nadstandardní nástroje a služby za standardní ceny. Frézy Seco pro vysoké posuvy tak můžeme z vlastní zkušenosti vřele doporučit.“

Jan Matějíček, Seco Tools CZ


Seco Tools CZ, s. r. o.
Olomoucká 178a
627 00 Brno
Tel.: +420 530 500 811
Fax: +420 530 500 810
seco.cz@secotools.com
www.secotools.com/cz