Moderní univerzální a speciální frézy

„Výchozí úvahou předcházející volbě geometrií, posuvů a rychlostí bývá požadovaná výkonnost nástroje. Jde o to, zda vybrat ty, které dosahují nejvyšší rychlosti úběru materiálu, nebo třeba upřednostnit maximální životnost,“ říká Ing. Jan Matějíček, vedoucí technického vzdělávání STEP a reprezentant Seco Consultancy. „Zde se vyplácí neuvažovat v intencích jediného kritéria, ale snažit se o co nejlepší shodu možností konkrétního nástroje s jeho využitím v celém spektru obráběcích operací daného provozu. Zejména ve výrobě typu HMLV (malé počty kusů s vysokou variabilitou) nabízejí univerzální nástroje spolehlivý výkon v různých materiálech obrobků, což umožňuje potlačovat nekvalitu a zvyšovat opakovatelnost. Důmyslně využité univerzální nástroje mohou významně zvýšit spolehlivost procesů, zlepšit efektivitu vynaložených nákladů i zvyšovat ziskovost.“

MM: Můžete uvést příklad takového univerzálního nástroje?

J. Matějíček: Nejvýznamnějším z našich nových nástrojů je v tomto směru rohová fréza Turbo 16, která je uváděna na trh v rámci aktuálního vydání novinek společnosti Seco. Vyniká právě v oblasti vysokých standardů bezpečnosti procesů a dlouhé životnosti při vzájemné rovnováze obou těchto faktorů.

Rohové frézy Turbo s vyměnitelnými břitovými destičkami patří dlouhodobě mezi nejuniverzálnější nástroje v sortimentu Seco. Poprvé se objevily v roce 1996 a od té doby rychle posilovaly ve smyslu rozměrových řad i variant řezných materiálů a geometrií břitových destiček. Obrovský aplikační rozsah v možnostech obrábění prakticky všech typů materiálů a využití širokého spektra strategií činí z programu nástrojů Turbo skutečný bestseller značky Seco. V průběhu let samozřejmě docházelo na základě zkušeností s praktickým využitím k úpravám v konstrukci a provedení frézovacích těles i destiček. Nejnovější variantu tohoto sortimentu představují právě frézy řady Turbo 16.

MM: Čím jsou frézy řady Turbo 16 zajímavé?

J. Matějíček: Díky vysoce optimalizované konstrukci tyto nástroje nabízejí mimořádnou výkonnost v celé řadě aplikací i materiálů. Hladký záběr a nízké řezné síly snižují spotřebu energie i rychlost opotřebení břitů – životnost nástroje se v některých aplikacích podařilo zvýšit dokonce až o 130 %.  Frézy Turbo 16 mohou zajistit i vysokou produktivitu – malá zubová rozteč vybraných nástrojů zvyšuje rychlost úběru materiálu až o 50 %. Díky široké nabídce broušených i přímo lisovaných břitových destiček nabízí řada Turbo 16 také výjimečnou flexibilitu. Tělesa fréz v rozsahu průměrů od 25 do 250 mm (1 až 6 palců) jsou vyrobena z korozivzdorné nástrojové oceli. To přispívá i ke splnění kritéria udržitelnosti, neboť nástroje pak není třeba povlakovat. Tím se zkracuje výrobní cyklus samotného nástroje a současně odpadá ekologicky náročný proces niklování. Standardem jsou kanálky pro použití vnitřního chlazení a připojovací části jsou kompatibilní s prakticky všemi typy upínacích rozhraní standardních rotačních držáků.

Název Turbo 16 vyjadřuje velikost břitových destiček této řady – funkční délka bočních břitů, a tedy maximální možná axiální hloubka řezu je 16 mm. Destičky jsou jednostranné, s pozitivní geometrií a dvěma břity na každé z nich. Efektivní řezná geometrie osazeného nástroje je vysoce pozitivní a dává tak frézám velmi široké možnosti využití ve smyslu strategií obrábění. Další výhodou takové konfigurace je i snížená hladina hluku. Břitové destičky Turbo 16 jsou pak vůbec prvními produkty Seco, které jsou opatřeny štítky Data Matrix, a dokazují, že nová generace Turbo je skutečně připravena na digitální budoucnost. Tyto kódy obsahují informace o produktu a výrobní šarži a lze je snadno načítat v nové aplikaci Seco Assistant pro chytré telefony.

MM: Najde se podobně univerzální nástroj i mezi monolitními karbidovými frézami?

J. Matějíček: Samozřejmě. Reprezentantem takovýchto vysoce univerzálních nástrojů je další novinka –řada monolitních karbidových fréz JS550 Stub. Jedná se o nástroje zkrácených rozměrů, které využívají všech výhod a dobrých zkušeností s dlouhodobě osvědčenou řadou JS550. Výroba totiž stále častěji požaduje vysokou automatizaci procesů, a tak je pro udržení tempa produkce téměř nezbytné obrábět na jedno upnutí – to znamená na víceúčelových strojích s dvojitým vřetenem, naklápěcími stoly či hlavou s naháněnými nástroji. Použití nástrojů s konvenční délkou ve stísněných pracovních prostorech těchto strojů však často vede k většímu počtu výměn a zbytečným pohybům vřeten. S univerzálními frézami kratší délky, jako je právě nová řada JS550 Stub, lze i za takových podmínek snadno provádět veškeré operace – od jednoduchého bočního frézování až po pokročilé hrubovací strategie s velkými úběry.

MM: Jaká provedení fréz JS550 Stub jsou k dispozici a pro jaké aplikace jsou vhodné?

J. Matějíček: Monolitní karbidové frézy Seco JS550 zvládají široký rozsah aplikací i materiálů. Právě dosažení optimálního úběru materiálu vyžaduje nasazení takovýchto odolných a vysoce výkonných nástrojů, ať už obrábíme oceli, nerezové oceli, titan, či vysokolegované slitiny. S řadou JS550 Stub je nyní k dispozici další sortiment rozměrů, díky němuž se dá tato flexibilní geometrie aplikovat ještě častěji. K dispozici jsou provedení JS553 Stub se třemi zuby ve 20 různých variantách s ø 2–12 mm a JS554 Stub se čtyřmi zuby ve 12 variantách s ø 4–16 mm, s válcovými či Weldon stopkami. Zkrácené vyložení nástrojů zvyšuje stabilitu obráběcích operací a přispívá k eliminaci vibrací. Kratší rozměry funkční části pak usnadňují využití celé délky bočních břitů, což zvyšuje efektivitu využití nástrojů.

MM: Zvládnou univerzální nástroje opravdu všechno? Hodí se i pro obrábění obtížně obrobitelných materiálů?

J. Matějíček: Při obrábění moderních materiálů a komplexních tvarů součástí se dostáváme i do situací, kdy nejsou univerzální nástroje schopny podávat takový výkon, aby byla výroba dostatečně produktivní i bezpečná. Pak je namístě sáhnout po nástrojích specializovaných pro konkrétní materiál či aplikaci. V rámci novinek Seco 2021.1 představují taková řešení dvě naprosto odlišné konstrukce monolitních karbidových fréz – řadu JC8x pro obrábění kompozitních materiálů typu CFRP a program JH730/740 v provedení Barrel pro efektivní dokončovací operace v materiálech ISO-M a S.

MM: Jaké výhody přináší nasazení fréz JC8x při obrábění kompozitních materiálů?

J. Matějíček: Materiály typu CFRP (Carbon Fibre Reinforced Plastics) jsou termosetní plasty vyztužené různě orientovanými uhlíkovými vlákny. Kvůli svým abrazivním vlastnostem a stále rostoucímu počtu konfigurací kompozic patří tyto materiály do skupiny těch nejnáročněji obrobitelných – z hlediska efektivity nákladů i času. Kompletně inovovaná řada monolitních karbidových fréz Seco pro materiály CFRP umožňuje dosahovat velmi dobrých výsledků v obou uvedených ohledech. Deset variant nové konstrukce v celkových 95 položkách programu JC8x přináší vyšší výkonnost díky optimalizované kombinaci základního karbidu a diamantového povlaku DURA, která zajišťuje ty nejlepší vlastnosti pro daný materiál – nabízí o 30–50 % delší životnost i nákladovou efektivitu a spolehlivost procesů obrábění CFRP. Můžete se s nimi vyhnout běžným problémům s nízkou kvalitou obrobků, nespolehlivými výrobními procesy, delaminací, glazováním či vytahováním vláken a v podpoře aplikací se spolehnout na rozsáhlé zkušenosti expertů SecoTools s obráběním všech typů materiálů CFRP: pro identifikaci optimální kombinace geometrie, karbidu a tloušťky povlaku na míru aktuální potřebě.

MM: K čemu konkrétně jsou určeny frézy JH730/740 typu Barrel?

J. Matějíček: Program JS730/740 typu Barrel zahrnuje zcela jiný druh monolitních karbidových fréz s břity zakřivenými do soudkovitého tvaru. Jedná se o nástroje specializované na dokončovací obrábění houževnatých materiálů. Materiály jako titan, precipitačně vytvrzované oceli či nerezové oceli vyžadují při obrábění nižší řezné rychlosti a více variant geometrií nástroje, což vede ke dlouhým cyklovým časům. Tyto náročné procesy lze urychlit i bez zvyšování otáček vřetena právě pomocí nových monolitních fréz typu Barrel společnosti SecoTools. Při nasazení na pětiosém stroji umožňují tyto inovativní nástroje s „kuželovou“ nebo „kapkovou“ geometrií s 10° úhlem čela a 20° úhlem šroubovice využívat velké šířky záběru. Přitom je však vždy potřeba aplikovat pokročilé metody programování v moderních CAM systémech či nové pluginy, vytvořené přímo pro nasazení tohoto typu nástrojů. Pomocí pohybu v pěti osách zůstává řezný profil nástroje neustále v záběru a ve správném úhlu vůči obráběnému povrchu. Stejné dílce pak lze dokončovat až o 80 % rychleji ve srovnání s kulovými frézami.

Implementace nových technologií však může být náročná, zejména v případě nedostatečné vlastní odbornosti a kapacity znalostí či zdrojů výrobního provozu. Zde otevírá partnerství se společností Seco přístup k rozsáhlým zkušenostem v CAM programování, které jsou nutnou podmínkou pro nasazení fréz typu Barrel při snaze o významné zkrácení času dokončovacích operací. Kromě standardních variant nástrojů lze v případě potřeby nabídnout také všechny styly geometrií  Barrel jako speciální produkty pro zcela konkrétní obráběcí operace.

MM: Kdy je tedy vhodné použít univerzální nástroje a kdy se vyplatí nástroje speciální?

J. Matějíček: Spolehlivého a efektivně využitelného výkonu v širokém spektru obráběných tvarů dokážou moderní všestranné nástroje dosahovat za použití správných parametrů a strategií prakticky ve všech materiálech – od oceli přes nerez a hliník až po titan a superslitiny. Je to nejpřímější a osvědčená cesta pro úspěšné řešení soudobé situace ve výrobním průmyslu, tedy nároků na vysokou customizaci jednotlivých produktů v krátké dodací lhůtě (HMLV). Dobře aplikované nástroje a potřebnými znalostmi podpořené postupy a strategie obrábění umožňují udržovat pod kontrolou všechny faktory, které ovlivňují kvalitu výroby. Tam, kde univerzální nástroje již nemohou zajistit potřebnou výkonnost, nastupují nástroje specializované, které vzniklé mezery ve schopnostech provozu splnit všechny požadavky zákazníků spolehlivě vykryjí. Takové vybavení provozu pak plně podpoří základní požadavek na cestě transformace výroby směrem k Industry 4.0 – dosažení provozní dokonalosti.

Milena Krčková, SecoTools CZ