Prerušované rezanie je bežný proces obrábania v rôznych priemyselných odvetviach, ako je automobilový priemysel, letecký priemysel a všeobecná výroba. Zahŕňa rezanie cez obrobok, ktorý má diskontinuity, ako sú otvory, štrbiny alebo nerovné povrchy. Použitie čelnej frézy s dlhým krkom na prerušované rezanie môže ponúknuť určité výhody, ako je dosiahnutie hlbokých dutín alebo obrábanie v ťažko prístupných oblastiach. Prichádza však aj so súborom jedinečných výziev. Ako dodávateľ stopkových fréz s dlhým hrdlom som bol svedkom týchto výziev z prvej ruky a rád by som sa podelil o niekoľko postrehov.
1. Vibrácie a vychýlenie
Jednou z najvýznamnejších výziev pri použití čelnej frézy s dlhým krkom na prerušované rezanie sú vibrácie a vychýlenie. Konštrukcia čelnej frézy s dlhým krkom zvyšuje pomer dĺžky k priemeru. Vyšší pomer dĺžky k priemeru robí stopkovú frézu pružnejšou a náchylnejšou na ohýbanie pri rezných silách.
Počas prerušovaného rezania sa rezné sily rýchlo menia, keď nástroj vstupuje do materiálu a vychádza z neho. Tieto náhle zmeny sily môžu spôsobiť vibráciu čelnej frézy s dlhým hrdlom. Vibrácie ovplyvňujú nielen kvalitu povrchu obrobku, ale znižujú aj životnosť nástroja. Nadmerné vibrácie môžu viesť k predčasnému opotrebovaniu rezných hrán, vylamovaniu a dokonca zlomeniu stopkovej frézy.
Napríklad pri operácii obrábania, kde sa čelná fréza s dlhým krkom používa na rezanie cez obrobok s viacerými otvormi, zakaždým, keď nástroj vstúpi a vystúpi z otvoru, rezná sila sa náhle zmení. To môže spôsobiť rezonanciu v dlhom krku, čo spôsobí, že bude prudko vibrovať. Na zmiernenie tohto problému sú kľúčové správne systémy uchytenia nástrojov. Použitie vysoko kvalitných klieštin alebo hydraulických skľučovadiel môže pomôcť znížiť vibrácie tým, že poskytuje bezpečnejšie uchopenie stopkovej frézy. Okrem toho optimalizácia rezných parametrov, ako je zníženie rýchlosti posuvu a reznej rýchlosti, môže tiež pomôcť minimalizovať rezné sily a tým znížiť vibrácie.
2. Životnosť nástroja
Životnosť nástroja je ďalšou veľkou výzvou pri použití stopkových fréz s dlhým krkom na prerušované rezanie. Kombinácia zvýšenej pružnosti dlhého krku a rýchlych zmien rezných síl pri prerušovanom rezaní môže viesť k zrýchlenému opotrebovaniu čelnej frézy.
Rezné hrany stopkovej frézy sú pri prerušovanom rezaní vystavené vysokému namáhaniu. Zakaždým, keď sa nástroj dostane do kontaktu s materiálom, zažije rázové zaťaženie. V priebehu času môžu tieto rázové zaťaženia spôsobiť opotrebovanie rezných hrán, otupenie alebo odštiepenie. Dlhé hrdlo tiež sťažuje efektívne dosiahnutie chladiacej kvapaliny do oblasti rezu. Chladiaca kvapalina je nevyhnutná na odvádzanie tepla a triesok z oblasti rezu a nedostatočná dodávka chladiacej kvapaliny môže viesť k prehriatiu čelnej frézy, čo ďalej znižuje jej životnosť.
A2 flauty Guľová fréza s dlhým krkomsa často používa v aplikáciách prerušovaného rezania. Avšak kvôli vyššie uvedeným výzvam môže byť životnosť nástroja kratšia v porovnaní so štandardnou stopkovou frézou pri operáciách kontinuálneho rezania. Na zlepšenie životnosti nástroja môže byť prospešné používanie stopkových fréz s vysokovýkonnými povlakmi. Povlaky ako TiAlN (nitrid titánu a hliníka) alebo TiCN (karbonitrid titánu) môžu zvýšiť tvrdosť a odolnosť rezných hrán proti opotrebeniu. Okrem toho, zabezpečenie správneho prívodu chladiacej kvapaliny pomocou systémov chladenia cez nástroj alebo externých dýz chladiacej kvapaliny môže pomôcť predĺžiť životnosť nástroja tým, že udržiava rezné hrany chladné a efektívne odstraňuje triesky.
3. Čipová evakuácia
Odvádzanie triesok je kritickým aspektom každého obrábacieho procesu a stáva sa ešte náročnejším pri použití stopkových fréz s dlhým krkom na prerušované rezanie. Dlhé hrdlo môže pôsobiť ako prekážka plynulého toku triesok z oblasti rezu.
Pri prerušovanom rezaní sa triesky tvoria v krátkych nepravidelných segmentoch. Tieto triesky je potrebné rýchlo odstrániť z reznej zóny, aby sa zabránilo ich opätovnému rezaniu a poškodeniu obrobku a stopkovej frézy. Dlhý krk môže obmedziť pohyb triesok, čo spôsobí ich hromadenie v oblasti rezu. To môže viesť k upchávaniu triesok, čo môže zvýšiť rezné sily, vytvárať viac tepla a v konečnom dôsledku viesť k zlej kvalite povrchu a zníženiu životnosti nástroja.
Na riešenie problému odvádzania triesok možno použiť stopkové frézy s optimalizovaným dizajnom drážok. Napríklad stopkové frézy s drážkami s premenlivou špirálou môžu pomôcť rozbiť triesky a zlepšiť ich odvádzanie. Okrem toho môže použitie vyššej rýchlosti posuvu niekedy pomôcť efektívnejšiemu vytlačeniu triesok z oblasti rezu. Toto je však potrebné vyvážiť rizikom zvýšenia rezných síl a vibrácií.
4. Presnosť a presnosť
Udržiavanie presnosti a presnosti je výzvou pri použití stopkových fréz s dlhým krkom na prerušované rezanie. Vibrácie a vychýlenie uvedené vyššie môžu spôsobiť odchýlky v rozmeroch obrábania.
Flexibilita čelnej frézy s dlhým hrdlom môže viesť k strate presnosti polohy. Keď sa nástroj pod reznými silami vychýli, nemusí obrobok odrezať presne tam, kde je určený. To môže viesť k rozmerovým chybám, najmä v aplikáciách, kde sa vyžadujú prísne tolerancie. Pri prerušovanom rezaní môžu náhle zmeny rezných síl tiež spôsobiť mierny pohyb nástroja, čo ďalej ovplyvňuje presnosť obrábania.
Na zabezpečenie presnosti a presnosti je dôležité používať pevný obrábací stroj. Stroj s vysokou tuhosťou lepšie odoláva rezným silám a znižuje vychýlenie čelnej frézy s dlhým krkom. Okrem toho, používanie systémov merania počas procesu môže pomôcť monitorovať rozmery obrábania v reálnom čase a podľa potreby vykonávať úpravy.
5. Materiálová kompatibilita
Nie všetky materiály sú rovnako vhodné na prerušované rezanie stopkovými frézami s dlhým hrdlom. Niektoré materiály, ako sú kalené ocele alebo vysokopevnostné zliatiny, môžu byť obzvlášť náročné na obrábanie.
Tieto materiály majú vysokú tvrdosť a pevnosť, čo znamená, že rezné sily pri prerušovanom rezaní sú ešte vyššie. Čelová fréza s dlhým hrdlom môže mať problémy s prerezaním týchto materiálov bez nadmerného opotrebovania alebo zlomenia. Navyše, niektoré materiály môžu mať tendenciu pracovať - stvrdnúť počas obrábania. To môže ďalej zvýšiť rezné sily a sťažiť udržanie rezného výkonu čelnej fréze s dlhým hrdlom.
Pri obrábaní ťažko obrobiteľných materiálov je dôležité zvoliť správnu triedu tvrdokovu pre stopkovú frézu. Karbidové triedy s vysokou húževnatosťou a odolnosťou proti opotrebovaniu sú vhodnejšie na prerušované rezanie tvrdých materiálov. Okrem toho použitie špecializovaných rezných kvapalín môže pomôcť znížiť rezné sily a zlepšiť obrobiteľnosť týchto materiálov.
Záver
Použitie stopkových fréz s dlhým krkom na prerušované rezanie ponúka jedinečné príležitosti na obrábanie v ťažko dostupných oblastiach, ale predstavuje aj niekoľko výziev. Vibrácie a vychýlenie, životnosť nástroja, odvod triesok, presnosť a precíznosť a materiálová kompatibilita sú všetko faktory, ktoré je potrebné starostlivo zvážiť.
Ako dodávateľ stopkových fréz s dlhým krkom chápem dôležitosť poskytovania riešení na tieto výzvy. Ponukou vysokokvalitných stopkových fréz s optimalizovaným dizajnom, povlakmi a správnymi systémami upínania nástrojov môžeme pomôcť našim zákazníkom prekonať tieto ťažkosti a dosiahnuť lepšie výsledky obrábania.
Ak čelíte výzvam vo svojich aplikáciách prerušovaného rezania s čelnými frézami s dlhým krkom alebo máte záujem o preskúmanie najlepších riešení pre vaše špecifické potreby, odporúčame vám kontaktovať nás pre podrobnú diskusiu. Náš tím odborníkov je pripravený pomôcť vám pri výbere správnej stopkovej frézy s dlhým krkom a optimalizácii vašich procesov obrábania.
Referencie
- Boothroyd, G., & Knight, WA (2006). Základy obrábania a obrábacích strojov. CRC Press.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2013). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson.
- Trent, EM a Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.
