Inovativní proces jako reakce na požadavky uživatelů řezných nástrojů

Jednu z podstatných inovací představuje soubor frézovacích nástrojů určených především k rychlému odběru materiálu, a to metodou, kdy při poměrně malé hloubce záběru odbíráme jednotlivé vrstvy nezvykle vysokým posuvem. Odpadá tak potřeba velkého, drahého a na prostor náročného stroje s vysokým výkonem na vřetenu, a přesto je minutový odběr materiálu úctyhodný a často srovnatelný s obráběním na takovýchto výkonných strojích. Tyto nástroje jsou většinou nazývány jako řádkovací frézy, rychloposuvové frézy nebo fast feed frézy. Vtip a princip fungování je v tom, že pokud je splněna základní podmínka omezené (doporučené) hloubky záběru, působí pak výsledná řezná síla z větší části směrem do kuželu vřetena a radiální síly jsou minimalizovány. Nástroj je tak stabilnější a opravdu snese vysoké posuvy bez vibrací i při větším vyložení. Toho se s výhodou využívá při hrubování štíhlých vystouplých tvarů nebo hlubších dutin. Znamená to tedy, že nástroje jsou vhodné především pro realizace výroby forem a zápustek.

Rychlý vývoj takových nástrojů u firmy Iscar se ubíral přes nástroje Feedmill s tříbřitými jednostrannými destičkami FF WOMW/WOMT směrem k nástrojům Helido 600 s oboustrannými šestibřitými destičkami. Jedná se opět o tvar destičky Trigon, ovšem trochu ostřejšího tvaru na vrcholech. Díky počtu využitelných řezných hran se stávají nástroje s těmito destičkami ekonomičtější a díky svému geometrickému řešení i produktivnější variantou ve své třídě.

Nejdříve byla na trh dodávána frézovací tělesa FF EWX/FWX na destičky H600 WXCU s velikostí řezné hrany 8 a 5 mm. Ačkoliv se jedná o oboustranné destičky, mají dostatečně ostrou a pozitivní geometrii díky vhodně upravenému tvaru čela. Tím je dán dobrý předpoklad pro obrábění i houževnatých a nerezových ocelí. Všechna tělesa jsou opatřena přívodem řezné kapaliny do každé zubové mezery.

Později přišly na trh destičky se 4mm řeznou hranou a došlo k rozdělení frézovacích těles podle konstrukce. Destičky se 4mm hranou jsou určeny pro stopkové frézy (se stopkou Weldon, Multi-Master nebo Flexfit) v rozsahu průměrů 16–20 mm, destičky s 5mm řeznou hranou pro větší stopkové frézy v rozsahu průměrů 25–52 mm a s 8mm řeznou hranou pro nástrčné frézy v rozsahu průměrů 50–125 mm. Všechny zmíněné destičky mají úhel nastavení hlavního břitu 17˚. V závislosti na průměru nástroje se přímo úměrně mění hloubka záběru (ap) v rozsahu od 0,8 do 2 mm. Úhel zapouštění má pak průběh nepřímo úměrný velikosti nástroje a pohybuje se v rozsahu od 5˚ do 1,3˚. Pro ty, kdo považují úhel zapouštění 5˚ za troufalý, přinášíme detailnější vysvětlení další výhody konstrukce těchto nástrojů. Při operaci příkrého zapouštění je totiž s výhodou zapojen i vnitřní břit Trigon destičky a napomáhá tak k odběru materiálu nabíhajícího spodem do prostoru pod čelem nástroje (viz obrázek).

Jakosti karbidů Sumo Tec dodávají destičkám požadované vlastnosti, jako nižší řezný odpor, prostup tepla do nástroje a vyšší životnost v řezu. Vlastnosti jakostí karbidů používaných pro výrobu destiček H600:

• IC 830 – vylepšený houževnatý substrát s PVD TiAlN povlakem. Materiál je vhodný pro frézování nerez ocelí, vysokoteplotních slitin a dalších legovaných ocelí. Doporučuje se při přerušovaných řezech a těžkých podmínkách frézování;
• IC 810 – substrát s PVD TiAlN povlakem. První volba pro frézování modulární litiny při středních a vyšších řezných rychlostech;
• IC 808 – houževnatý submikronový substrát s TiAlN PVD povlakem. Je konstruován přímo pro obrábění žáruvzdorných slitin, austenitických nerezí, tvrdých slitinových a uhlíkových ocelí při středních až vyšších řezných rychlostech. Snáší přerušované řezy a nestabilní podmínky. Má vysokou odolnost proti vrubovému opotřebení a  tvorbě nárůstků;
• IC 5100 – houževnatý substrát s novým MTCVD a TiCN/Al2O3 povlakem. Materiál je doporučený pro frézování šedé litiny při vyšších řezných rychlostech. Vyznačuje se vysokou životností břitu.

Samotné uložení destiček v lůžku, kdy je boční strana destičky opřena do šikmé plochy v tělese jakoby v rybinovitém vedení, dává nástrojům předpoklad využívání vyšších posuvů pro zajištění maximální efektivnosti procesu hrubování (běžně 1,5 mm na zub).

Geometrie řezné hrany je rozdělena do dvou základních typů. Varianta „T“ je určena pro všeobecné použití na oceli a litiny. Taková destička je opticky zvýrazněna na čele v prolisu třemi červenými pruhy. Geometrie tvaru HP je určena pro obrábění nerezových ocelí a žáruvzdorných slitin.

Později, s rostoucí oblíbeností nástrojů, byl uveden na trh další vývojový stupeň těchto FF fréz. Pro umožnění využití ještě větší hloubky záběru (až 3,5 mm) se začaly dodávat nástroje s úhlem nastavení hlavního břitu 30˚. Frézy mají označení MF FWX (MF = Moderate Feed) a tato úprava se zprvu týkala jen nástrojů s velikostí destiček 8 mm, tedy vlastně jen nástrčných fréz v rozsahu průměrů 50–125 mm. Změna geometrie a hloubky záběru má snižující vliv na velikost posuvu a běžný posuv 1,5 mm je třeba snížit na 1,0 mm na zub. V současné době jsou frézy s úhlem nastavení 30˚ dodávány ve všech typorozměrech destiček a těles.

S ohledem na nejpoužívanější velikost frézovacího tělesa (průměr 50 mm) přistoupil výrobce k dalšímu kroku výroby typorozměru destiček. Ve snaze vyrábět variantu těles s větší hustotou zubů přišly na svět destičky H600 WXCU 070515 s řeznou hranou 7 mm. S menší destičkou mohlo dojít ke zvýšení počtu zubů a tím je dána uživatelům výhoda většího výsledného minutového posuvu. To přináší zase o něco větší výkonnost operací hrubování.

Pro účely obrábění velmi tvrdých materiálů, jako je Hardox, byly vyvinuty destičky s geometrií RM (H600 WXCU 080616RM). Lze je montovat do všech těles typu FF/MF standard FWX…-08.

Poslední konstrukčně designovou úpravou těchto řádkovacích fréz jsou stopkové frézy H690 EWN a nástrčné frézy H690 FWN osazované destičkami H690 WNMU 0705. Změna označeni H600 na H690 napovídá, že se sice stále jedná o variantu se šesti břity, ale úhel bočního nastavení břitu byl změněn na 90˚, což přináší možnost bočních úběrů. S tímto provedením nástroje tedy lze provádět rovinné frézování, zapouštění, plunžování a  boční úběry s hloubkou záběru až 7 mm.

Tělesa stopkových fréz H690 EWN se vyrábějí v rozsahu průměrů 32 až 40 mm a nástrčné H690 FWN v rozsahu 50 až 125 mm v provedení standardním a hustozubém. Destičky H690 WNMU 0705PNR-MM jsou určeny pro pravořezné frézy a obrábění ocelí, H690 WNMU 0705-PNTR (s fazetkou) pro všeobecné použití na oceli a litiny. H690 WNMU 0705PNN-MM jsou neutrální destičky pro obrábění ocelí s možností použití i do levořezných nástrojů.

Zda je i tento vývoj sortimentu jinak jistě povedeného systému frézovacích destiček Trigon a těles řádkovacích fréz konečný, anebo se dočkáme dalších variant, jistě ukáže čas. Je velmi pravděpodobné, že ani v tomto případě konstruktéři Iscar Ltd. ještě neřekli poslední slovo.

Evžen Horváth

Iscar

Horvath@iscar.cz

www.iscar.cz

Produktové video představující frézování vysokoposuvovou frézou s destičkami Trigon si můžete prohlédnout zde.

Další video o nástroji H600 najdete zde: