Zastosowanie strategii obróbki Power Cut

Węglikowe frezy trzpieniowe umożliwiają zwiększenie prędkości skrawania o 30%, co sprzyja stosowaniu nowej strategii obróbki

Zakłady obróbki skrawaniem zawsze dążą do poprawy produktywności, zwiększenia wydajności i obniżenia kosztów, do czego przyczyniają się wymagania rynku i stałe dążenie do zachowania konkurencyjności. Monolityczne węglikowe frezy trzpieniowe do obróbki zgrubnej są do tego stworzone, ale wiele funkcjonujących na rynku narzędzi ma swoje ograniczenia w zakresie wydajności – trwałości narzędzia, produktywności i niezawodności obróbki. W artykule Antti Wikström, główny menedżer produktu w obszarze Monolityczne frezy trzpieniowe – obróbka zgrubna w firmie Sandvik Coromant, specjalizującej się w obróbce skrawaniem metalowych przedmiotów, wyjaśnia, dlaczego węglikowy frez trzpieniowy CoroMill® Plura HD może przezwyciężyć te niedostatki dzięki bardziej przewidywalnej i niezawodnej pracy.

Redaktorzy magazynu Financial Times wskazują na inflację i wojnę na Ukrainie jako główne przyczyny wzrostu cen energii i surowców, w tym stali. Rosnące koszty stanowią dla producentów istotną przeszkodę, utrudniającą im uzyskanie niskiego kosztu jednostkowego wykonania przedmiotu, i wpływają bezpośrednio na rentowność działalności. W jaki sposób producenci mogą przezwyciężyć te przeszkody w swoich zastosowaniach obróbkowych, a zarazem sprostać wymogom rynku i zachować konkurencyjność? 

Możliwe rozwiązanie polega na zastosowaniu strategii obróbki Power Cut, która okazała się bardzo skutecznym podejściem do obróbki zgrubnej. Strategia ta zapewnia wydajne skrawanie metalu i doskonałą niezawodność procesów obróbki. Stosując efektywną strategię Power Cut, producenci mogą zoptymalizować obróbkę zgrubną poprzez zwiększenie produktywności i skrócenie czasów realizacji. 

Ale jak stosować strategię Power Cut? Krótko mówiąc, metoda jest podobna do frezowania walcowego z wysokim posuwem (HFSM), ale charakteryzuje się większą promieniową głębokością skrawania, mimo to przynosząc korzyści w postaci kontrolowanego zagłębienia i obciążenia narzędzia. Aby metoda była skuteczna, stosuje się w niej stałe duże zagłębienie promieniowe i płynne ruchy podczas obróbki, co przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa obróbki, trwałości narzędzia i produktywności. 

Inne strategie 

Zanim zajmiemy się strategią Power Cut, przyjrzyjmy się dwóm tradycyjnym opcjom obróbki zgrubnej. Pierwsza z nich to strategia o nazwie „ramy obrazu”. To stara strategia obróbki zgrubnej z zastosowaniem niewydajnej drogi narzędzia. Za zastosowaniem strategii „ramy obrazu” przemawia brak konieczności wymiany programów do sterowania maszynami. Programy tego typu mają małą liczbę linii, co jest dobrze widziane w przypadku starszych generacji obrabiarek (o ograniczonej wielkości pamięci i możliwościach przetwarzania). Jej wadą jest niemożność wykorzystania w pełni potencjału narzędzia skrawającego na „łatwych odcinkach” drogi narzędzia, a co gorsza, jego  przeciążenie np. w narożnikach. Efekty są niezadowalające w każdym aspekcie wydajności obróbki (trwałości narzędzia, produktywności, bezpieczeństwa obróbki, jakości przedmiotu obrobionego oraz zużywania się / konserwacji obrabiarki).

Kolejna strategia to wspomniana powyżej metoda frezowania walcowego z wysokim posuwem. To wydajna i bardzo skuteczna strategia wykorzystująca w pełni możliwości narzędzia bez narażania bezpieczeństwa procesu obróbki i trwałości ostrzy. Narzędzia wykorzystywane w tej strategii mają zazwyczaj bardzo gęsto ustawione ostrza, co bardzo sprzyja trwałości narzędzi oraz produktywności jeśli obróbka przebiega z małym zagłębieniem promieniowym. Małe zagłębienie promieniowe umożliwia również obróbkę z bardzo dużymi wartościami osiowej głębokości skrawania.

Jednak narzędzia te nie nadają się w ogóle do pracy z większym zagłębieniem promieniowym i łamią się, nawet wtedy, gdy stosowana jest mniejsza osiowa głębokość skrawania. W przypadku osiowej głębokości skrawania do dwukrotności wymiaru średnicy skrawania i mniejszej, strategia Power Cut okazuje się bardziej wydajna.

Wymaga to jednak zastosowania narzędzi przeznaczonych do dużego zagłębienia w materiale. Dlatego inżynierowie z firmy Sandvik Coromant dążyli do stworzenia zoptymalizowanego i skutecznego monolitycznego węglikowego frezu trzpieniowego, który doskonale radziłby sobie w tym obszarze. W efekcie powstał frez CoroMill® Plura HD, którego kolejna generacja, wraz z dwoma nowymi gatunkami, właśnie wchodzi na rynek.

Większa objętościowa wydajność skrawania

Frez CoroMill® Plura HD oferowany jest w dwóch różnych gatunkach i pokryciach, które zostały zmodernizowane. Jeden z nowych gatunków to P2BM do obróbki stali; drugim nowym gatunkiem jest M2CM do stali nierdzewnych. Większe promieniowe zagłębienie w materiale umożliwia uzyskanie większej objętościowej wydajności skrawania (MRR) niż w przypadku strategii HFSM (dot. głębokości osiowej do 2xDC). Co z tego wynika? Większa ilość materiału skrawanego w jednym przejściu.

W nowych gatunkach specjaliści z działu badawczo-rozwojowego firmy Sandvik Coromant zastosowali nowe pokrycia ochronne, które mogą zwiększyć okres trwałość ostrzy narzędzia przy jednoczesnym umożliwieniu zwiększenia dostępnego pułapu prędkości skrawania. Nowa technologia pokrywania o nazwie Zertivo™ 2.0 gwarantuje narzędziom lepszą odporność na wysokie temperatury i zużycie ścierne bez uszczerbku dla jakości. W skrócie: pokrycia wykonane w technologii Zertivo™ 2.0 przyczyniają się do poprawy parametrów dzięki bardzo wytrzymałej krawędzi skrawającej. Zoptymalizowaną technologię w wersji 2.0 zastosowano w obu wersjach frezu CoroMill® Plura HD, z gatunkami w wariantach P2BM i M2CM.

W strategii HFSM stosuje się zazwyczaj zagłębienie promieniowe wynoszące 5-10% średnicy narzędzia. Dla porównania: Power Cut oznacza stosowanie zagłębienia promieniowego na poziomie nawet 70-90%. To tak, jakby wykonywać jednocześnie 10 przejść typowych dla HFSM.   Warto jednak zauważyć, że strategię HFSM można stosować dla bardzo dużych osiowych głębokości skrawania, a przy strategii Power Cut mówimy o osiowej głębokości skrawania do wartości równej dwukrotnej średnicy frezu.

Stosując strategię Power Cut w jej dopuszczalnym zakresie roboczym, który sięga dwukrotnej średnicy frezu, producenci mogą osiągać większą wydajność skrawania przy utrzymaniu stabilności obróbki. Kontrola nad zagłębieniem i obciążeniem zapewnia stabilność procesu skrawania, co zmniejsza ryzyko złamania narzędzia i wystąpienia innych wyzwań.

Testy wydajności 

Frez CoroMill® Plura HD i technologia Zertivo™ 2.0 zostały porównane w ramach kompleksowych testów wydajności z monolitycznymi węglikowymi frezami trzpieniowymi z oferty konkurencji. 

Jednym z wielu przypadków, w których frez Plura HD udowodnił swoją wydajność, było frezowanie rowków w przedmiocie ze stali nierdzewnej 1.4404 (316L) z grupy ISO M. CoroMill® Plura HD w gatunku M2CM i konkurencyjny frez trzpieniowy pracowały z tymi samymi parametrami obróbki: prędkością skrawania (Vc) wynoszącą 90 m/min, posuwem na ostrze (fz) wynoszącym 0.05 mm/ostrze, promieniową szerokością skrawania (ae) wynoszącą 10 mm i osiową głębokością skrawania (ap) wynoszącą 5 mm. W rezultacie frez CoroMill® Plura HD wykazał się trwałością o +65% większą niż monolityczny węglikowy frez trzpieniowy z oferty konkurencji.

W kolejnym przykładzie CoroMill Plura HD w gatunku P2BM zmierzył się z innym narzędziem konkurencyjnego producenta w obróbce przedmiotu ze stali SS1672 (C45) 160 HB z grupy ISO P. Tym razem zadanie polegało na ciężkim frezowaniu walcowo-czołowym bez użycia chłodziwa. Zastosowano następujące parametry skrawania: Vc – 235 m/min, fz – 0.1 mm/ostrze, ae – 7.5 mm oraz ap – 5 mm. W tym przypadku gatunek P2BM zastosowany we frezie CoroMill® Plura HD wykazał się trwałością większą o +150%.

Przewaga frezu CoroMill® Plura HD i technologii Zertivo™ 2.0 pod względem wydajności jest szczególnie korzystna dla zakładów obróbki skrawaniem we wszystkich branżach, które dążą do wytwarzania produktów w sposób łatwiejszy, bardziej wydajny i ekonomiczny. Standardowy asortyment oferuje zakres średnic DC 2–25 mm, głębokość skrawania 2×DC, 4 lub 5 ostrzy oraz kąt zagłębiania skośnego 5° lub 7°. W sumie narzędzie Sandvik Coromant osiągnęło jednocześnie o 30% dłuższą trwałość ostrzy i o 30% lepszą produktywność. Dotyczy to zarówno nowych narzędzi do obróbki stali nierdzewnej z grupy ISO M oraz narzędzi do obróbki stali z grupy ISO P. Warto zauważyć, że wyniki te udało się osiągnąć bez stosowania ulepszeń strategicznych, takich jak strategia Power Cut, które umożliwiłyby jeszcze dalej idący wzrost wydajności.

Zwielokrotnienie wydajności 

Podsumowując, monolityczny węglikowy frez trzpieniowy CoroMill® Plura HD od firmy Sandvik Coromant to narzędzie o doskonałych parametrach, umożliwiające znaczny wzrost wydajności w mniej korzystnych warunkach. Frez trzpieniowy przyczynia się do znacznej poprawy trwałości narzędzia i produktywności w porównaniu z narzędziami z oferty konkurencji. Dzięki pokryciu wykonanemu w technologii Zertivo™ 2.0 ta rodzina produktów odznacza się wyższym poziomem bezpieczeństwa obróbki, wytrzymałością i produktywnością niż gatunki starszej generacji i narzędzia z oferty konkurencji. 

Ponadto wydajność CoroMill® Plura HD może być jeszcze większa, jeśli zostanie zastosowana strategia Power Cut. Umożliwia ona jeszcze większe bezpieczeństwo obróbki, trwałość i produktywność. Przejście na strategię Power Cut oznacza kolejne zwielokrotnienie osiągów frezu CoroMill® Plura HD.

Aby dowiedzieć się więcej o doskonałej trwałości CoroMill® Plura HD, monolitycznych węglikowych frezów trzpieniowych z pokryciem wykonanym w technologii Zertivo™ 2.0, odwiedź witrynę firmy Sandvik Coromant. 

Dzięki ponad ośmiu dekadom praktycznych doświadczeń zyskaliśmy ogromną wiedzę z zakresu skrawania i obróbki metalu. Dzięki temu doświadczeniu każde wyzwanie staje się okazją do innowacji, współpracy i tworzenia progresywnych rozwiązań. Zamierzamy dokonać pozytywnej zmiany, promując zrównoważony rozwój, wydajność i wzrost, aby kształtować przyszłość sprzyjającą innowacjom. Jako część ogólnoświatowej grupy inżynieryjno-przemysłowej Sandvik, firma Sandvik Coromant wspólnie kształtuje przyszłość. Dowiedz się więcej z naszej witryny internetowej.

 

Źródło: Sandvik Coromant