Идеальное качество поверхности и экономия за счет отказа от шлифования с фрезами CHASE-4-FINISH от TaeguTec

14.01.2020

Высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей (шероховатость, плоскостность и прочие) обычно требуют внесения в технологию обработки операции шлифования. В процессе шлифования обеспечивается высокая точность размеров, необходимая шероховатость и плоскостность обрабатываемой поверхности. Результат обработки, как правило, находится в пределах 10 мкм, а в некоторых случаях составляет 1-2 мкм. Предел шероховатости колеблется в диапазоне 1,0…0,2 мкм.

Несмотря на все преимущества, у операции шлифования есть и ряд недостатков, среди них:

  • возникновение пригаров на обрабатываемых поверхностях и, как следствие, концентрации напряжений в металле в этих местах
  • удорожание производства в связи с необходимостью внедрения в технологический процесс дополнительных операций с применением дорогостоящего оборудования
  • длительность процесса обработки, значительно повышающая трудоемкость.

Из-за вышеперечисленных недостатков технологии с применением шлифовального оборудования в современных производственных условиях эффективные управленцы всеми силами стараются уйти на чистовых операциях в сторону классической лезвийной обработки – точения и фрезерования.

Однако все не так просто – особенно при применении многолезвийного режущего инструмента. В большинстве случаев, в связи с понятным специалистам рядом технологических причин, чистовой фрезерный инструмент, применяемый для достижения высокой шероховатости, обеспечивает глубину фрезерования в пределах 0,1 мм. Таким образом, для достижения экономии обработка необходимого за один проход припуска становится невозможной. Требуется выполнение дополнительных проходов и, как следствие, увеличивается время обработки детали.

С целью повышения эффективности финишных операций шлифования за счет исключения этих и других недостатков чистовых фрез, компания TaeguTec разработала революционную серию торцевых фрез CHASE-4-FINISH, позволяющую достигать высочайшего качества поверхности, вытеснив дорогостоящую операцию шлифования. Представленное решение входит в линейку нового поколения инструмента SfeedTec и предназначено для обработки плоских поверхностей (плоскостей разъема сопрягаемых корпусных деталей, базовых и прочих высокоточных изделий).

Новое решение представляет собой торцевые фрезы с чистовыми пластинами 4WHU 1207, расположенными на разной высоте и неравномерно распределенными по диаметру корпуса. Каждая из режущих пластин срезает свой «оптимальный» слой металла, таким образом снимаемый припуск (рис.1) увеличивается до 0,5 мм без потери качества поверхности.

Рис. 1. Сравнение припусков

 

При применении классических торцевых фрез для чистовой обработки любого другого производителя инструмента требуемое качество поверхности (без следов от инструмента после выполнения прохода) требует ювелирно точной ювелирной установки всех пластин в один уровень. Это обеспечивается за счет регулировочного механизма на каждом посадочном месте пластины. Однако такой процесс довольно трудоемкий и продолжительный: в зависимости от опыта станочника время настройки данного типа инструмента варьируется от 20 до 90 минут. Как результат — большие временные издержки в производственном цикле.

Данную процедуру обычно выполняют на станке при помощи индикатора и магнитной стойки, останавливая процесс обработки детали на время наладки, в течение которого станок простаивает. Настройка инструмента вне станка на специальных микроскопах помогает ускорить процесс. Но на практике время регулировки будет сильно зависеть и от количества устанавливаемых на корпус фрезы пластин. В итоге увеличивается вспомогательное время. Вплоть до того, что некоторые производства снова возвращают в технологическую цепочку шлифование.

Конструкция же фрез нового поколения CHASE-4-FINISH исключает указанные выше недостатки за счет уникального запатентованного расположения пластин (рис. 2), не имеющих регулировочных механизмов (только корпус фрезы, пластины и крепежные винты). При такой компоновке окончательный слой металла снимает только одна режущая пластина, которая и определяет финальный вид обрабатываемой поверхности. Все остальные пластины обеспечивают необходимый припуск, производительно срезая «лишний» слой металла.

Рис. 2. Расположение пластин на корпусе

 

В случае применения фрез TaeguTec времени на установку/замену пластин потребуется не больше, чем при настройке обычной торцевой фрезы для черновых и получистовых операций. Специальная метка «W» на корпусе указывает на ту самую пластину, которая выполняет окончательную «картинку» на поверхности детали. При ухудшении шероховатости обрабатываемого элемента оператору потребуется заменить/перевернуть пластину/кромку лишь на данном посадочном месте, не трогая остальные пластины, как это необходимо в случае с классическими фрезами для чистовой обработки.

Для безупречной чистоты поверхности новая пластина 4WHU обладает геометрией Wiper с кривизной кромки с радиусом R1000. При этом зачистная кромка имеет несколько большую длину, что позволяет работать с повышенной подачей на зуб в пределах от 0,1 мм/зуб до 0,25 мм/зуб.

При разработке нового решения специалисты TaeguTec учли и тот факт, что главным врагом качества и точности обрабатываемых поверхностей является вибрация. За счет высокопозитивной геометрии пластин и их уникального ассиметричного расположения на корпусе фрезы удалось ощутимо снизить нагрузку в зоне резания. В результате, в сравнении с классическими фрезами, значительно снижена вибрация и дополнительно улучшено качество обрабатываемой поверхности изделия.

Новые торцевые фрезы CHASE-4-FINISH предназначены практически для всех типов обрабатываемых материалов, таких как:

  1. Углеродистые, легированные стали и чугуны.
    Для этих типов металлов применяется 4-кромочная пластина 4WHU 1207-ML (рис. 3) в двух различных твердых сплавах с покрытием.
Рис.3 Номенклатура пластин 4WHU
  1. Улучшенные марки сталей, закаленные стали, чугуны.
    В данном случае рекомендуется применение однокромочной пластины 4WHU 1207-CBN с кубическим нитридом бора. Использование такой сменной пластины при обработке чугунов повышает производительность в несколько раз в сравнении с любым ранее применявшимся инструментом.
  2. Алюминий и алюминиевые сплавы.
    Для указанных цветных металлов применяется пластина 4WHU 1207-AL с 4 кромками в твердом сплаве без покрытия. При этом пластина полирована по передней поверхности. А для высокоскоростной обработки рекомендуется однокромочная пластина 4WHU 1207-PCB с поликристаллическим алмазом.

Номенклатура новой серии представлена торцевыми фрезами с диаметрами корпусов Ø 50-160 мм (рис. 4).

Рис.4 Номенклатура фрез CHASE-4-FINISH

 

Указанные выше преимущества уже позволили успешно запустить новые фрезы и получить положительные отзывы во всем мире, а недавно и на одном из украинских предприятий при производстве высокоточной вспомогательной оснастки — детали типа «Плита».

Задачу обработки усложнял материал заготовки и его твердость. Деталь изготавливалась из труднообрабатываемой низкоуглеродистой стали 3 в состоянии поставки. Имеющийся в арсенале на участке режущий инструмент не давал возможности получить хорошую чистоту поверхности, поэтому все подобные детали передавались на операцию шлифования. При внедрении торцевой фрезы CHASE-4-FINISH Ø100 удалось получить отличный результат по шероховатости, а также полное отсутствие переходов (ступеньки) между проходами по ширине (см. таблицу 1). Экономия за счет ухода от операции шлифования в несколько раз превысила затраты на закупку фрезы в первый же месяц.

 

Таблица 1. Результаты внедрения торцевой фрезы TaeguTec

Деталь Плита
Материал и твердость Низкоуглеродистая сталь 3
Корпус фрезы 4W-TF90-8100-32R-12
Пластина 4WHU 1207-ML TT9080
Скорость резания / обороты 204 м/мин / 650 об/мин
Глубина / ширина резания 0,3…0,5 мм / 50 мм
Подача на зуб / минутная подача 0,16 мм/зуб / 850 мм/мин
Получаемая шероховатость Ra 0,5…0,8
Фотография обработанной поверхности   

 

__________________________________________

Рекомендуемые по теме материалы:

SfeedTec: двусторонние пластины CHASE-4-FINISH и торцевые фрезы для чистовой обработки

__________________________________________

Любую интересующую информацию об инструментальных решениях TaeguTec можно получить, обратившись в офис компании «ТАЕГУТЕК УКРАИНА», или оставив заявку mailto:td@taegutec.com.ua.