2. Formowanie półfabrykatu

• Surowiec jest cięty i z grubsza formowany w cylindryczny półfabrykat, nieco przewymiarowany, aby umożliwić późniejsze operacje obróbki.

3. Szlifowanie rowków

• Specjalistyczne szlifierki CNC tworzą spiralne rowki, które są niezbędne do skrawania i odprowadzania wiórów.
• Geometria rowków (liczba rowków, kąt pochylenia linii śrubowej itp.) jest starannie projektowana w oparciu o zamierzone zastosowanie i obrabiany materiał.

4. Tworzenie geometrii końcówki

• Płaskie dno i kwadratowe krawędzie tnące są precyzyjnie szlifowane, aby zapewnić dokładną geometrię cięcia.

5. Ostrzenie i wykańczanie

• Krawędzie tnące są szlifowane w celu uzyskania maksymalnej ostrości.
• Obróbka końcowa, taka jak polerowanie, może zostać zastosowana w celu poprawy wykończenia powierzchni i spływu wiórów.

6. Kontrola jakości

• Rygorystyczne procesy kontroli zapewniają, że gotowy frez do prześwitów spełnia tolerancje wymiarowe, jakość krawędzi tnących i wymagania dotyczące wykończenia powierzchni.

Typowe materiały

Stal szybkotnąca (HSS):

• Zalety: Dobra wytrzymałość, odporność na ciepło i przystępna cena.
• Zastosowania: Ogólna obróbka różnych materiałów. Dobrze sprawdza się przy obróbce bardziej miękkich stali, aluminium i tworzyw sztucznych.

Kobaltowa stal szybkotnąca (HSS-Co):

• Zalety: Lepsza twardość, odporność na zużycie i odporność na ciepło w porównaniu do standardowej stali szybkotnącej HSS.
• Zastosowania: Obróbka twardszych materiałów, takich jak stal nierdzewna i twardsze stopy.

Lity węglik wolframu:

• Zalety: Wyjątkowa twardość, odporność na zużycie i sztywność. Pozwala na wyższe prędkości skrawania i dłuższą żywotność narzędzia.
• Zastosowania: Produkcja wielkoseryjna, obróbka twardych materiałów (stale narzędziowe, stale hartowane, żeliwo) i materiałów ściernych.

Mniej powszechne, specjalistyczne materiały

Stale proszkowe (PM):

• Zalety: Zapewniają równowagę między wytrzymałością stali HSS a odpornością na zużycie węglików spiekanych. Mogą mieć specyficzne właściwości dla niszowych zastosowań.

Ceramika:

• Zalety: Ekstremalna twardość i odporność na ciepło do obróbki przy bardzo wysokich prędkościach.
• Zastosowania: Specjalistyczne zastosowania dla stopów wysokotemperaturowych i bardzo twardych materiałów. Bardziej kruche niż węgliki, wymagające ostrożnego stosowania.

Powłoki

Powłoki są często stosowane w celu zwiększenia wydajności frezów bezluzowych niezależnie od materiału bazowego:

• Azotek tytanu (TiN): Powłoka ogólnego zastosowania, która poprawia odporność na zużycie i zmniejsza tarcie.
• Azotek tytanowo-glinowy (TiAlN): Zwiększona twardość i odporność na utlenianie w zastosowaniach wysokotemperaturowych.
• Azotek chromu (CrN): Dobry do obróbki materiałów nieżelaznych i tworzyw sztucznych ze względu na niskie właściwości tarcia.
• Węgiel diamentopodobny (DLC): Zapewnia ekstremalną odporność na zużycie i niskie tarcie w specjalistycznych zastosowaniach.

Powszechnie stosowane powłoki:

• Azotek tytanu (TiN): Wszechstronna powłoka ogólnego zastosowania, która zwiększa odporność na zużycie, zmniejsza tarcie i poprawia wykończenie powierzchni.
• Azotek tytanowo-glinowy (TiAlN): Zwiększa twardość i stabilność termiczną, dzięki czemu idealnie nadaje się do obróbki w wysokich temperaturach i twardszych materiałów.
• Węglikoazotek tytanu (TiCN): Oferuje równowagę pomiędzy odpornością na zużycie i smarnością, przydatną w przypadku różnych materiałów.
• Azotek chromu (CrN): Zapewnia dobrą odporność na zużycie i niski współczynnik tarcia, korzystny przy obróbce metali nieżelaznych i tworzyw sztucznych.

Specjalistyczne powłoki:

• Azotek tytanu aluminium (AlTiN): Doskonale sprawdza się w obróbce z dużymi prędkościami, szczególnie w warunkach skrawania na sucho, ze względu na doskonałą odporność na ciepło.
• Azotek chromu (AlCrN): Oferuje lepszą odporność na utlenianie i zużycie w jeszcze wyższych temperaturach niż AlTiN.
• Diamond-Like Carbon (DLC): Zapewnia wyjątkową odporność na zużycie i niskie tarcie w wymagających zastosowaniach, często wykorzystywany do obróbki materiałów ściernych.
• Powłoki wielowarstwowe: Kombinacje różnych powłok w celu stworzenia dostosowanej powierzchni o określonych właściwościach (np. odporna na zużycie warstwa wierzchnia na wytrzymałej warstwie bazowej).

Czynniki wpływające na wybór powłoki

Optymalna powłoka dla frezu do obróbki luzu zależy od

• Materiału obrabianego przedmiotu: Twarde lub ścierne materiały wymagają twardszych, bardziej odpornych na zużycie powłok.
• Warunków obróbki: Wysokie prędkości i temperatury wymagają powłok o doskonałej stabilności termicznej.
• Smarowania: Obróbka na sucho może wymagać powłok o niższych współczynnikach tarcia.
• Pożądana trwałość narzędzia i koszt: Zaawansowane powłoki zazwyczaj zwiększają trwałość narzędzia, ale wiążą się z wyższą ceną.

Frezy walcowo-czołowe są niezwykle wszechstronnymi narzędziami, znajdującymi zastosowanie w szerokim spektrum branż. Oto zestawienie ich głównych zastosowań:

Kluczowe branże i zastosowania

• Produkcja (ogólna):
• Dłutowanie: Tworzenie rowków, kanałów i wpustów w różnych komponentach.
• Toczenie: Tworzenie płaskich, gładkich powierzchni w celu prawidłowego dopasowania części.
• Frezowanie ramion: Generowanie kwadratowych ramion, stopni i kieszeni w obrabianych elementach.
• Profilowanie: Tworzenie złożonych kształtów i konturów.
• Przemysł lotniczy: Obróbka lekkich, wysokowytrzymałych stopów dla komponentów lotniczych.
• Motoryzacja: Obróbka części silnika, elementów przekładni i form do odlewania.
• Medycyna: Produkcja narzędzi chirurgicznych, implantów i precyzyjnych komponentów do urządzeń medycznych.
• Produkcja form i matryc: Tworzenie skomplikowanych form do tworzyw sztucznych, metali i innych materiałów.
• Obróbka drewna: Chociaż nie jest to tak powszechne, frezy mogą być używane do kształtowania drewna i materiałów kompozytowych.
• Elektronika: Tworzenie szczelin i kieszeni na płytki drukowane i inne komponenty elektroniczne.

Konkretne przykłady

• Obróbka szczeliny do mocowania pierścienia ustalającego w zespole mechanicznym.
• Tworzenie płaskiej powierzchni na obrabianym przedmiocie w celu precyzyjnego montażu innego elementu.
• Frezowanie kwadratowego ramienia w celu dokładnego pozycjonowania w uchwycie.
• Profilowanie krawędzi części w celu uzyskania określonego projektu.
• Tworzenie form do formowania wtryskowego części z tworzyw sztucznych.

Dlaczego frezy tarczowe są popularne

Ich wszechstronność wynika z

• Kwadratowej geometrii cięcia: Możliwość tworzenia zarówno pionowych, jak i poziomych elementów w obrabianym przedmiocie.
• Szeroki zakres rozmiarów: Dostępne w małych średnicach do skomplikowanych prac i większych średnicach do usuwania ciężkich materiałów.
• Kompatybilność materiałowa: Opcje HSS, węglików spiekanych i powłok odpowiednich do różnych metali, tworzyw sztucznych i kompozytów.

Frezy walcowo-czołowe są niezwykle wszechstronne i znajdują zastosowanie w wielu branżach. Oto zestawienie najważniejszych z nich:

Kluczowe branże

• Produkcja ogólna: Jest to najszersza kategoria, w której frezy walcowo-czołowe są niezbędne. Są one używane do frezowania rowków, toczenia, frezowania naroży i profilowania w różnych sektorach produkcji.
• Przemysł lotniczy: Obróbka wysokowytrzymałych, lekkich stopów (takich jak aluminium i tytan) dla komponentów lotniczych wymaga precyzji i trwałości frezów do płaszczyzn.
• Motoryzacja: Frezy do prześwitów są szeroko stosowane w produkcji komponentów silników, skrzyń biegów i tworzeniu form do odlewania różnych części samochodowych.
• Medycyna: Precyzja wymagana w przypadku instrumentów chirurgicznych, implantów i urządzeń medycznych często opiera się na obróbce frezami palcowymi.
• Produkcja form i matryc: Tworzenie złożonych i skomplikowanych form do tworzyw sztucznych, metali i innych materiałów często wiąże się z różnymi zastosowaniami frezów palcowych.
• Sklepy z narzędziami i matrycami: Sklepy te, które produkują niestandardowe narzędzia i matryce do produkcji, w dużym stopniu polegają na frezach palcowych ze względu na ich wszechstronność w frezowaniu różnych kształtów i materiałów.

Inne branże (mniej powszechne, ale nadal stosowane)

• Obróbka drewna: Choć nie tak dominujące jak w obróbce metalu, frezy do prześwitów mogą być używane do kształtowania drewna i materiałów kompozytowych.
• Elektronika: Mogą być używane do tworzenia szczelin i kieszeni na płytki drukowane i inne komponenty elektroniczne.

Dlaczego frezy do prześwitów są tak szeroko stosowane

• Wszechstronność: Ich kwadratowa geometria pozwala na tworzenie szczelin, płaskich powierzchni, ramion, a nawet niektórych profili.
• Kompatybilność materiałowa: Dostępne są w materiałach i powłokach odpowiednich do obróbki różnych metali, tworzyw sztucznych i kompozytów.
• Zakres rozmiarów: Dostępność frezów o małych i dużych średnicach pozwala na ich wykorzystanie zarówno w skomplikowanej, jak i ciężkiej obróbce.

Maszyny wykorzystujące frezy bezluzowe

Frezy z luzem (frezy walcowo-czołowe) są stosowane głównie we frezarkach CNC (Computer Numerical Control). Oto zestawienie:

• Pionowe centra obróbcze CNC (VMC): Jest to najczęstszy typ maszyny do frezów walcowo-czołowych. Centra VMC mają pionowo ustawione wrzeciono, a obrabiany przedmiot jest przesuwany na stole ze sterowaniem w osiach X, Y, a czasami Z.
• Poziome centra obróbcze CNC (HMC): Podobne w koncepcji do VMC, ale wrzeciono jest zorientowane poziomo. Centra HMC są często używane do cięższych elementów lub obróbki wielu stron części w jednym ustawieniu.
• Frezarki CNC (ogólne): Obejmuje szerszą kategorię maszyn CNC zdolnych do utrzymywania i precyzyjnego sterowania frezem luzem. Zarówno VMC, jak i HMC należą do tej kategorii.
• Plotery CNC: Zaprojektowane głównie do obróbki drewna i tworzyw sztucznych, niektóre routery CNC o większej wytrzymałości mogą być przystosowane do frezowania bardziej miękkich metali przy użyciu frezów prześwitowych.

Dlaczego maszyny CNC są idealne

• Precyzja i dokładność: Maszyny CNC oferują wysoki poziom precyzji i powtarzalności niezbędny do efektywnego wykorzystania frezów do prześwitów.
• Sztywność: Maszyny CNC są solidnie zbudowane, co minimalizuje wibracje i drgania, prowadząc do dobrego wykończenia powierzchni i dłuższej żywotności narzędzia.
• Automatyzacja: Możliwość programowania złożonych operacji obróbki na maszynach CNC zapewnia wydajność i spójność podczas korzystania z frezów palcowych.

Dodatkowe kwestie

• Uchwyty narzędziowe: Frezy z luzem wymagają kompatybilnego uchwytu narzędziowego (takiego jak uchwyt frezu walcowo-czołowego lub uchwyt tulei zaciskowej) do zamontowania we wrzecionie maszyny CNC.
• Uchwyt roboczy: Bezpieczne zamocowanie przedmiotu obrabianego ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa i dokładności podczas korzystania z frezów palcowych w środowisku CNC.

Pomoc przy projektowaniu

• Personalizacja: Współpraca z klientami w celu zaprojektowania frezów prześwitowych o określonej geometrii, wymiarach i tolerancjach dla unikalnych zastosowań.
• Dobór materiałów: Zalecanie optymalnego materiału podłoża (HSS, gatunki węglików spiekanych itp.) i powłok w oparciu o materiał przedmiotu obrabianego, parametry obróbki i pożądaną trwałość narzędzia.
• Optymalizacja wydajności: Korzystanie z oprogramowania projektowego i symulacji w celu zaproponowania geometrii rowka wiórowego, kątów pochylenia linii śrubowej i innych cech, które poprawiają odprowadzanie wiórów, zmniejszają siły skrawania i zwiększają ogólną wydajność.

Wsparcie inżynieryjne

• Zalecenia dotyczące parametrów obróbki: Dostarczanie wskazówek dotyczących prędkości skrawania, prędkości posuwu, głębokości skrawania i strategii smarowania w celu optymalizacji wydajności narzędzia dla określonych ustawień.
• Rozwiązywanie problemów z procesem: Analiza wyzwań związanych z obróbką i sugerowanie modyfikacji narzędzi, dostosowań parametrów lub alternatywnych metod mocowania w celu rozwiązania problemów, takich jak drgania, słabe wykończenie powierzchni lub nadmierne zużycie narzędzia.
• Analiza elementów skończonych (MES): Potencjalne wykorzystanie zaawansowanych symulacji do przewidywania sił skrawania, ugięcia narzędzia i zachowania termicznego w wymagających warunkach, optymalizacji projektu narzędzia i parametrów procesu.
• Testowanie aplikacji: Posiadanie urządzeń do testowania prototypów lub nowych projektów frezów luzowych w realistycznych scenariuszach obróbki, weryfikacja wydajności i dostrajanie projektów przed rozpoczęciem produkcji.

Dodatkowe usługi wsparcia

• Regeneracja i ponowne powlekanie narzędzi: Oferowanie usług mających na celu przedłużenie żywotności zużytych frezów do prześwitów poprzez przywrócenie krawędzi tnących i ponowne nałożenie powłok.
• Zasoby edukacyjne: Opracowywanie przewodników technicznych, seminariów internetowych lub sesji szkoleniowych, aby pomóc klientom lepiej zrozumieć zastosowania frezów do prześwitów i najlepsze praktyki.

Ważne kwestie

• Poziom wsparcia oferowanego przez Baucor będzie prawdopodobnie różny w zależności od potrzeb klienta i skali projektu.
• Silne możliwości projektowe i inżynieryjne są niezbędne do skutecznego świadczenia tych kompleksowych usług.

Kluczowe elementy konstrukcyjne

Średnica:

• Określana przez rozmiar obrabianego elementu (szerokość szczeliny, powierzchnia czołowa itp.).
• Mniejsze średnice zapewniają lepszy dostęp do ciasnych przestrzeni, ale mają mniejszą sztywność.
• Większe średnice zapewniają sztywność przy usuwaniu ciężkich materiałów, ale mogą być geometrycznie ograniczone.

Długość cięcia (długość rowka):

• Określa maksymalną głębokość skrawania w jednym przejściu.
• Krótkie, standardowe i długie długości skrawania zapewniają elastyczność w różnych zastosowaniach.

Liczba rowków:

• Większa liczba rowków poprawia wykończenie powierzchni i pozwala na wyższe prędkości posuwu.
• Mniejsza liczba rowków poprawia odprowadzanie wiórów w przypadku głębokich cięć lub obróbki zgrubnej.
• Zazwyczaj od 2 do 6 rowków wiórowych.

Kąt spirali:

• Wpływa na odprowadzanie wiórów, siły skrawania i wibracje narzędzia.
• Standardowy kąt pochylenia linii śrubowej wynoszący około 30° zapewnia dobrą równowagę.
• Wysokie kąty pochylenia linii śrubowej (>45°) nadają się do bardziej miękkich materiałów i obróbki wykańczającej.

Geometria końcówki:

• Końcówka kwadratowa: Standard do ogólnego frezowania rowków, toczenia i frezowania naroży.
• Końcówka kulista: Do profilowania i zakrzywionych powierzchni.
• Promień (promień naroża): Dodaje niewielki promień do narożników, przydatny do zmniejszania koncentracji naprężeń w obrabianym przedmiocie.

Szyjka (Relief):

• Zapewnia prześwit między chwytem narzędzia a obrabianym przedmiotem.
• Niezbędne do głębszych cięć lub operacji profilowania.

Średnica trzpienia:

• Musi odpowiadać możliwościom uchwytu narzędziowego maszyny CNC.

Materiał:

HSS do ogólnego zastosowania i miękkich materiałów.

Cobalt HSS dla lepszej odporności na ciepło i obróbki twardszych materiałów.

Węglik spiekany do dużych prędkości, twardych materiałów i długiej żywotności narzędzia.

Powłoki:

• TiN, TiAlN, CrN, DLC i inne zwiększają odporność na zużycie, zmniejszają tarcie i poprawiają wydajność w określonych zastosowaniach.