Soluții de prelucrare pentru piese de mari dimensiuni

Scule

de Iscar Tools

Soluții de prelucrare pentru piese de mari dimensiuni

În principiu, prelucrarea pieselor de mari dimensiuni implică acțiuni similare celor de la prelucrarea pieselor de mici dimensiuni și ne referim în special la crearea și eliminarea așchiei. Sigur, condițiile sunt specifice, iar prelucrătorii trebuie să realizeze procese adaptate situației, luând în considerare scule performante, cu rate mari de îndepărtare de material, dar care și au nevoie de spații generoase în ansamblul mașină-unealtă/dispozitiv/piesă.

Provocări serioase în această situație sunt:

  • transportul pieselor în cadrul secției
  • montarea și blocarea sigură a piesei
  • programarea mașinii-unelte

Îndepărtarea volumelor mari de material pot cauza deformări ale piesei, pentru că pot apărea tensiuni remanente. Rezultatul: dimensiuni neconforme. De asemenea, pot apărea dilatări, cauzate de apariția temperaturilor ridicate, cu același efect negativ.

În fine, crearea și acumularea unui volum mare de așchii pot duce la fenomenul de re-așchiere a acestora, cu efecte dezastruoase pentru muchiile așchietoare. Cheia rezolvării acestor probleme este folosirea tehnologiei adecvate, a mașinii-unelte adecvate, a dispozitivului de prindere adecvat, care să limiteze cât mai mult numărul prinderilor. Ideal ar fi ca toate prelucrările să fie realizate dintr-o singură prindere, situație preferată de toți producătorii aparținând industriilor energetică, aeronautică, producătoare de material rulant etc.

În ceea ce privește sculele așchietoare, acestea sunt, de asemenea, cu gabarit mare, cele mai multe echipate cu plăcuțe amovibile, pregătite pentru a realiza operații de semi-ebos și ebos.

Cerințele utilizatorilor de scule sunt cunoscute în general, nu diferă de cele ale producătorilor din toate domeniile industriale: regimuri ridicate, productive, durabilitate bună, flexibilitate. Ultimele două caracteristici sunt de fapt condiții absolut necesare, având în vedere dimensiunile și ciclurile lungi de fabricație ale pieselor. Nu îți poți permite să înlocuiești colțul așchietor în mijlocul unei treceri sau să ai un accident care poate rebuta o piesă foarte scumpă.

ISCAR, producător de top în domeniul sculelor așchietoare, cu experiență acumulată de-a lungul multor ani investiți în dezvoltarea de scule performante, răspunde cu brio acestor provocări, fie că piesele de prelucrat sunt din oțeluri, fonte, aliaje de aluminiu sau de titan.

Frezări frontale - eboş greu

Este greu de imaginat o piesă de dimensiuni mari în a cărei tehnologie de prelucrare să nu existe operații de frezare frontală. Aplicațiile sunt de ebos, semi-finisare sau finisare, asigurând diferite condiții geometrice și de calitate de suprafață.

Liniile standard ISCAR includ freze frontale cu diametre de până la 315 mm. Bineînțeles, pot fi realizate freze frontale cu diametre superioare acestei valori, ca produse speciale. Plăcuțele amovibile care echipează aceste freze sunt prevăzute cu geometrii diferite, adecvate prelucrărilor tuturor grupelor de materiale. Caracteristica de bază a acestor scule/plăcuțe o reprezintă adaosurile mari de prelucrări în cazul pieselor din fontă sau oțel și adaosuri ușor reduse în cazul celor din titan sau aluminiu.

Figura 1

  • Figura 1.

HELITANG T465 – freze frontale cu unghi de atac de 65°, echipate cu plăcuțe tangențiale. Construcția robustă permite prelucrarea cu adaosuri de până la 19 mm.

HELIDO 890 – freze frontale cu unghi de atac de 89°, cu plăcuțe montate radial, pătrate, dublă-față (figura1). Aceste freze eficiente, cu adevărat indispensabile în frezarea frontală în vecinătatea umerilor drepți, oferă și un important avantaj economic: plăcuțele pătrate sunt prevăzute cu 8 muchii așchietoare, indexabile, pentru adâncimi de așchiere de până la 9 mm.

Freze tip „Porumb”

Acest tip de freză este fără doar și poate cea mai productivă sculă de eboș. Când sunt în discuție piese de dimensiuni mari, aceste scule excelează în prelucrarea umerilor înalți și a cavităților.

Există linii ISCAR de freze ,,porumb’’ cu diferite configurații, având la bază un con de prindere și corpul cu buzunare destinate montării plăcuțelor – radiale sau tangențiale. Cavitățile în care lucrează aceste scule sunt extrem de dure, iar încărcările - fie ele mecanice sau termice – având valori foarte ridicate. De asemenea, adaosurile mari de prelucrare, ce conduc la formarea de așchii voluminoase, reclamă zone de evacuare generoase, în imediata vecinătate a buzunarelor. În orice caz, situația se poate îmbunătăți și prin utilizarea plăcuțelor prevăzute cu fragmentator de așchii, care produc segmente scurte, mai ușor de evacuat.

Forțele de așchiere sunt astfel reduse substanțial, vibrațiile sunt stabilizate, iar problemele termice sunt eliminate.

Chiar dacă frezele cu unghi de atac de 90° sunt cele mai utilizate, prelucrarea pieselor cu gabarite mari solicită frecvent utilizarea capetelor de eboș înclinate, a celor de profilare. ISCAR pune astfel la dispoziție o familie de freze „porumb’’ conice, cu unghiuri de înclinare a muchiei așchietoare cuprinse în intervalul (22.5°-75°). În unele cazuri, în special în industria producătoare de matrițe, sunt necesare scule care combină operațiile de ebos și de prelucrare de umăr. DROPMILL3 – freza porumb sferică – a fost proiectată în mod special în acest scop.

Figura 2

  • Figura 2.

Prelucrarea componentelor de mari dimensiuni din aliaje de titan, greu prelucrabile (Industria Aeronautică) ridică provocări speciale. Greutatea piesei finale poate fi în multe cazuri 10% din greutatea semifabricatului. Familia de freze „porumb’’ XQUAD, una dintre cele mai recente dezvoltări ISCAR, a fost creată în mod special pentru prelucrarea eficientă a cavităților adânci, în piese din titan. Aceste scule (figura 2) sunt prevăzute cu canale de aducțiune a lichidului la presiune înaltă, facilitate care îmbunătățește substanțial productivitatea și durabilitatea. Sculele și-au dovedit eficiența; spre exemplu, producătorii de componente realizează în mod constant rate de 700-1000 cm/min, utilizând freze XQUAD cu diametrul de 80 mm.

La prelucrarea componentelor din industria de material rulant, se utilizează frecvent freze speciale, care prelucrează simultan diferite zone ale piesei. Muchia cu profil special este realizată prin poziționarea succesivă în mod adecvat a buzunarelor, în care se montează plăcuțe amovibile.

Frezare rapidă, de mare productivitate

Prelucrarea realizată de frezele „porumb“ cu diametre mari poate fi ușor comparată cu operațiunea realizată de un excavator, cu o cupă de dimensiuni mari, în nisip. O cupă plină, acționată de un motor puternic, dizlocă încet un volum mare de material. În același timp, există o metodă alternativă de excavare eficientă. Imaginați-vă că un dispozitiv mai compact este echipat cu un lanț de excavare cu avans rapid. Fiecare za a lanțului este prevăzută cu o cupă de mici dimensiuni, care dizlocă un volum mic, dar cu viteză mare. În prelucrarea metalelor, acest lanț este de fapt o freză cu avans rapid, care prelucrează cu adaosuri mici, dar cu avansuri pe dinte mult mai ridicate decât cele uzuale. Discutăm aici de avansuri exprimate în milimetri pe dinte, față de zecimi de milimetri în situațiile uzuale.

Figura 3

  • Figura 3.

Frezele cu avansuri rapide sunt utilizate în special la operațiile de ebos (frezări frontale), cavități și suprafețe 3D (figura 3). Aceste scule se regăsesc cu preponderență în tehnologiile de prelucrare a pieselor cu gabarite mari din oțel și fontă, se utilizează și în operații cu avans ridicat (HFM) a aliajelor de titan și a celor termorezistente, situație care până nu demult era neobișnuită.

ISCAR poate oferi o gamă bogată de freze cu avans rapid, menite să prelucreze materiale diverse și să abordeze aplicații foarte variate. ,,Universul’’ ISCAR în acest domeniu include familii de freze cu diametre de până la 160 mm, care pot răspunde cerințelor celui mai pretențios client.

Trebuie avut în vedere că aceste scule trebuie să beneficieze de caracteristicile unor mașini rapide.

Sunt multe situațiile în care prelucrătorii utilizează mașini robuste, grele, stabile și puternice, dar lente. Ele însă nu sunt adecvate prelucrării cu avans rapid.

ISCAR oferă soluție însă și pentru aceste mașini, oferind frezele cu avans moderat (MF=Moderate Feed).

Dacă le comparăm cu frezele cu avans rapid, observăm că muchia așchietoare e înclinată sub un unghi mai mare. Ele se deplasează mai încet, dar compensează prin așchierea cu adaos de prelucrare mai ridicat, având nevoie de mașini cu motoare mai puternice.

Piesele de mari dimensiuni sunt de multe ori realizate din materiale greu prelucrabile: oțeluri dure, sau oțeluri rezistente la abraziune sau fonte. De asemenea, piesele în structură sudată, sau cele reparate prin încărcări cu sudură sau cu spray-uri speciale, au zone care pun mari probleme în așchiere. Frezele rapide (HSM = High Speed Machining) rezolvă și aceste probleme. Inițial utilizate cu succes la prelucrarea de matrițe, acestea au fost dezvoltate pentru a prelucra în mod eficient straturi dure, aducând multe avantaje:

  • anularea mutării piesei în altă locație
  • economisirea timpului de set-up
  • anularea unor operații manuale de finisare

Rezultatul final este reducerea timpului de ciclu.

Atunci când diametrele sculelor descresc, cele mai adecvate scule HSM sunt frezele cilindro- frontale monobloc din carbură sau cele cu elemente așchietoare amovibile din familia MULTI - MASTER. Linia frezelor monobloc din carbură include soluții variate de freze, cu număr diferit de dinți, cu diametre de până la 20 mm, proiectate să prelucreze cu viteze mari, în materiale cu durități de până la 70 HRC. Sunt soluții excelente pentru prelucrarea elementelor precise din industria de matrițe, asigurând atât productivitate, cât și mare acuratețe.

Capetele schimbabile dinamizează procesul de prelucrare

În multe situații, loturile de fabricație ale pieselor de acest tip sunt reduse, chiar piese unicat. Cu atât mai mult, diminuarea timpilor auxiliari are importanță critică. Planificarea inteligentă a prelucrărilor, utilizarea sculelor adecvate rezolvă această problemă. Se știe faptul că, la fiecare înlocuire a unei scule uzate, sunt necesare măsurători suplimentare, corecții în programele CNC – operații consumatoare de timp.

Figura 4

  • Figura 4.

Familiile de scule rotitoare ISCAR cu capete așchietoare schimbabile – freze MULTI-MASTER și burghie SUMO-CHAM (figura 4) au fost în mod special dezvoltate cu scopul de a diminua la maximum timpii auxiliari. Contactul frontal dintre capul așchietor și coada suport asigură cu mare precizie lungimea aflată în consolă, la schimbări multiple ale capetelor. Rezultatul este o responsabilitate bună în prelucrare, concomitent cu anularea operațiilor suplimentare de măsurare, fără efectuare de corecții etc. 

Combinaţia strunjire-frezare

Figura 5

  • Figura 5.

În anumite situații este necesară utilizarea unei operații combinate de strunjire și frezare, mai ales în cazul unor piese rotitoare de mari dimensiuni. Dacă mașina-unealtă nu poate roti piese cu mase mari, astfel încât prin strunjire să poată fi atinse vitezele a două mișcări de rotație: una lentă – a piesei și alta cu turație ridicată – a frezei (figura 5). Este cazul prelucrării arborilor cotiți, spre exemplu.

Majoritatea frezelor frontale ISCAR, echipate cu plăcuțe amovibile pot aborda acest tip de prelucrare. Succesul acestor operații îl reprezintă poziționarea optimă a frezei față de piesa prelucrată, alegerea corectă a geometriei plăcuțelor și utilizarea regimului așchietor adecvat. Specialiștii ISCAR au studiat cinematica acestei operații și au dezvoltat metodologia adecvată prin care se definesc parametrii corecți de așchiere.

Performanţe şi fiabilitate

Prelucrarea pieselor de dimensiuni mari reprezintă un proces consumator de timp, pe perioada căruia muchiile așchietoare rămân timp îndelungat în contact cu materialul pe care îl prelucrează. De aceea, stabilitatea, fiabilitatea și predictibilitatea duratei de viață sunt elemente esențiale. O distrugere subită a sculei poate produce avarii serioase unei piese scumpe sau chiar rebutarea ei. Utilizatorul are la îndemână puține soluții de creștere a fiabilității De aceea, rezolvarea situației o reprezintă colaborarea cu un producător de scule performant, care să garanteze aceste condiții esențiale. ISCAR a lansat de curând pe piață o nouă gamă completă de scule și calități de carbură, reprezentând cheia succesului în acest tip de prelucrări.


Accept cookie

www.ttonline.ro utilizează fişiere de tip cookie pentru a personaliza și îmbunătăți experiența ta pe Website-ul nostru.

Te informăm că ne-am actualizat politicile pentru a integra în acestea și în activitatea curentă a www.ttonline.ro cele mai recente modificări propuse de Regulamentul (UE) 2016/679 privind protecția persoanelor fizice în ceea ce privește prelucrarea datelor cu caracter personal și privind libera
circulație a acestor date. Înainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru, te rugăm să aloci timpul necesar pentru a citi și înțelege conținutul Politicii de Cookie.

Prin continuarea navigării pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizării fişierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Îți mulțumim pentru acest accept și nu uita totuși că poți modifica în orice moment setările acestor fişiere cookie urmând instrucțiunile din Politica de Cookie.