Wysokowydajny frez monolityczny ZX NEW

Transkrypt

1 passion for precision Wysokowydajny frez monolityczny ZX NEW

2 Frezowanie wysokowydajne materiałów trudnoobrabialnych narzędziami z grupy ZX [ 2 ] Nowy pełnowęglikowy frez monolityczny ZX został zaprojektowany specjalnie do wydajnego skrawania materiałów trudnoobrabialnych. Dzięki innowacyjnemu podejściu na etapie projektowania narzędzia, możliwe stało się osiągnięcie nadzwyczajnej efektywności, jakości i bezpieczeństwa procesu obróbki. Firma FRAISA za pomocą frezu ZX tworzy wydajnościowy punkt odniesienia w dziedzinie skrawania materiałów trudnoobrabialnych. W związku z tym zastosowanie tego narzędzia gwarantuje redukcję kosztów wytwarzania. Seria narzędzi ZX składająca się z ZX-NV, ZX-RNV (wariant torusowy) oraz ZX-NV5 (wariant pięcioostrzowy), oferuje pełen potencjał do optymalizacji procesu obróbki. Zalety: Najwyższy poziom wydajności: dzięki największej zdolności usuwania materiału Wyższe bezpieczeństwo procesu: dzięki ograniczeniu drgań Poprawa jakości wykonania przedmiotu obrabianego: dzięki lepszej sztywności narzędzia i ograniczeniu drgań Większa trwałość narzędzia: dzięki odporności na ścieranie i powtarzalnej żywotności narzędzia Większe możliwości optymalizacji procesu wytwarzania: mniej przerw na kontrolę stanu narzędzia i stabilne zachowanie narzędzia w trakcie obróbki Mniejsze zużycie energii: dzięki ograniczeniu drgań i sił tarcia Duże możliwości stosowania: do wielu rodzajów obróbki i materiałów

3 Innowacje i technologie w klasie X-Generation Geometria, węglik oraz pokrycie wszystkie elementy frezu ZX zostały dobrane dla osiągnięcia najwyższej wydajności! Firma FRAISA opatentowuje koncepcję frezu ZX. Łagodne przejścia między częściami narzędzia Miejsca łączenia między częścią chwytową, przewężeniem i częścią roboczą zostały wykonane płynnie za pomocą gładkich przejść oraz dużych promieni zaokrąglenia Poprawiona sztywność, a tym samym mniejsze odkształcenia promieniowe Ograniczone formowanie stopni, przy obróbce na kolejnych głębokościach Większa odporność na obciążenie mechaniczne Zwiększona średnica rdzenia Udoskonalona sztywność narzędzia powoduje mniejsze jego odkształcenia pod obciążeniem Większa wydajność dzięki możliwości stosowania większej głębokości i szerokości frezowania (ap, ae) oraz posuwu na ostrze (fz) Większa dokładność wykonania przedmiotu obrabianego, dzięki mniejszym odkształceniom narzędzia [ 3 ] Wykończenie krawędzi i fazka ochronna Zwiększona stabilność ostrza dzięki zaokrągleniu i wzmocnieniu głównej krawędzi skrawającej Zwiększona wytrzymałość mechaniczna i termiczna krawędzi skrawającej Większa wydajność dzięki możliwości zwiększenia posuwu na ostrze Większa żywotność narzędzia i bezpieczeństwo procesu większe możliwości optymalizacji procesu Optymalizowana konstrukcja rowków wiórowych Dostosowana do procesu formowania wióra materiałów trudnych w obróbce Lepsza jakość powierzchni dzięki mniejszym siłom tarcia oraz ograniczone generowanie ciepła Większe bezpieczeństwo procesu przy szybkim usuwaniu znacznej objętości materiału Nierówny i zmienny kąt wzniosu linii śrubowej Tłumienie drgań w kierunku osiowym oraz promieniowym, którego rezultatem jest cicha praca narzędzia Lepsza jakość powierzchni obrobionej i zmniejszona emisja hałasu Mniejsze obciążenie wrzeciona oraz pobór energii, pomimo większej objętościowej wydajności obróbki Specjalna konstrukcja powierzchni przyłożenia Znaczne wzmocnienie krawędzi skrawającej Większa wydajność, ograniczone drgania i lepsza jakość przedmiotu obrabianego Większa żywotność narzędzia i bezpieczeństwo procesu większe możliwości optymalizacji obróbki POLYCHROM Wysokowydajne pokrycie POLYCHROM Duże możliwości stosowania w obróbce różnych materiałów, na sucho i na mokro HM X10 Węglik spiekany HM X10 Niespotykana kombinacja twardości i udarności, umożliwiająca uzyskanie najwyższej wydajności obróbki Duża odporność termiczna i mechaniczna, zwiększająca bezpieczeństwo procesu wytwarzania Ponadprzeciętne przyleganie pokrycia do narzędzia stąd duża żywotność i wydajność Drobnoziarnisty węglik o wyjątkowo homogenicznej strukturze, która umożliwia wydajną i bezpieczną obróbkę

4 Nowa grupa narzędzi ZX Fakty mówią same za siebie [ 4 ] Przybliżenie problemu Materiałów trudnoobrabialnych Materiały trudne w obróbce posiadają specyficzne właściwości chemiczne, mechaniczne oraz termiczne, które odróżniają je od stali konstrukcyjnych, nierdzewnych, jak również od stopów tytanu. Często wyróżniają je takie właściwości jak: znaczne umocnienie podczas obróbki, duża twardość w wysokich temperaturach, odporność na ścieranie, przez co stanowią największe wyzwanie w dziedzinie obróbki mechanicznej. Do klasycznych materiałów trudnoobrabialnych zaliczamy, Inconel, Nimonic, Rene, Hardox, stal manganową, Nimocast, Udimet a także stale szybkotnące w stanie zmiękczonym. Przykładowo, fakt, że Inconel został poddany starzeniu jest istotnym czynnikiem wpływającym na właściwości skrawne materiału. O ile obróbka Inconelu w stanie zmiękczonym nie musi jeszcze nastręczać trudności, współczesne konstrukcje narzędzi osiągają kres swoich możliwości, gdy materiał zostanie poddany starzeniu osiągając Rm>1200N/mm 2. Stal odporna na ścieranie także wystawia narzędzia na trudną próbę. Dzieje się tak z powodu znacznego umocnienia materiału w trakcie obróbki (duża twardość przy jednocześnie znacznym wydłużeniu). Gałęzie przemysłu i zastosowania materiałów trudnych w obróbce Lotnictwo (koła zębate, elementy konstrukcyjne) Energetyka (generatory, turbiny, wymienniki ciepła, ogniwa paliwowe) Ochrona środowiska i gospodarka odpadami (instalacje odsiarczania spalin) Przemysł chemiczny (kotły, wymienniki ciepła, pompy i zawory) Inżynieria biomedyczna (ekrany) Przemysł petrochemiczny Narzędzia i konstrukcja form wtryskowych (narzędzia HSS, elementy podlegające zużyciu ściernemu) Elementy mechaniczne (kruszarki, pow. załadunkowe pojazdów, łyżki koparek, noże) FRAISA POLYCHROM Najlepsze pokrycie do materiałów trudnoobrabialnych Produktywność [%] Pokrycie POLYCHROM sprawdziło się jako najwydajniejsze i najbardziej uniwersalne pokrycie do materiałów trudnoobrabialnych. Poddane specjalnym zabiegom, pokrycie lepiej przylega do narzędzia i zwiększa wydajność o dalsze 25% i to zarówno podczas obróbki na mokro jak i na sucho Pokrycia do materiałów trudnych w obróbce +60% +25% 40% 100% 125% POLYCHROM POLYCHROM zmodyfikowany

5 Węglik HM X10 - wyższa odporność na zużycie ścierne Jakość węglika spiekanego jest kluczowa dla narzędzia do obróbki wysokowydajnej. Węglikiem spiekanym typu HM X10, firma FRAISA utworzyła nową grupę węglików o zawartości 10% kobaltu specjalnie dla rodziny frezów ZX. Ten drobnoziarnisty węglik charakteryzuje się wyjątkową udarnością, odpornością na ścieranie oraz homogeniczną strukturą. Charakterystyka zużycia pokazuje różnicę w zachowaniu nowego węglika HM X10 w porównaniu ze standardowym węglikiem MG10. Porównanie węglika (po 17 min. obróbki) HM X10 HM MG10 Inconel 718, starzony, Rm = 1400 N/mm 2 v c = 30 m/min; fz = mm; ap = 10 mm; ae = 1.5 mm; Emulsja 9% ; Q = 3.8 cm 3 /min Najwyższa wydajność obiętościowa Wzrost produktywności Doskonałe osiągi frezów ZX wynikają z zastosowania szeregu technicznych innowacji. Podczas skrawania materiałów trudnoobrabialnych wydajność objętościowa Q jest ich podstawowym wyznacznikiem. Współczesne narzędzia nie są w stanie osiągnąć bardzo wysokich wartości wydajności objętościowej dla materiałów trudnoskrawalnych, w związku z tym czas ich obróbki trwa dłużej. Dla porównania, nowy frez ZX potrafi podwoić wydajność objętościową skrawania w stosunku do standardowych narzędzi. Czym materiał jest trudniejszy w obróbce, tym bardziej uzasadnione jest jego użycie. Q [cm 3 /min] NX-NV (D12) +100% NOWY: ZX-NV (D12) [ 5 ] Nowy wymiar bezpieczeństwa procesu Bezpieczeństwo procesu obniża się wraz ze wzrostem trudności obróbki. Nawet niewielkie odchylenie od założonego stanu materiału może spowodować zniszczenie narzędzia. Starannie przygotowane oraz zoptymalizowane pod kątem technologicznym wdrożenie frezu w proces obróbki zwiększa bezpieczeństwo i powtarzalność wytwarzania. Większe bezpieczeństwo obróbki osiągnięto poprzez: Wytrzymałe narzędzie o ponadprzeciętnej tolerancji na zmienne warunki procesu Liniowe zużycie nawet w niekorzystnych warunkach użytkowania Wykończenie krawędzi skrawającej oraz ochronnej fazce dla wzmocnienia ostrza Wytrzymały węglik o dużej twardości i udarności, odporny na wykruszenia Uniwersalne pokrycie POLYCHROM przygotowane do wydajnej obróbki Wzmocnienie naroża frezów dzięki zastosowaniu ochronnego promienia zaokrąglenia

6 Redukcja kosztów poprawa konkurencyjności ZX jest jednym z najbardziej złożonych i wymagających narzędzi podczas jego wytwarzania. Bardzo istotna na etapie opracowywania projektu narzędzia jest jego efektywność ekonomiczna. Zatem czy na pewno zakup frezu ZX się opłaca? Frez ZX pozwala na obniżenie kosztów maszynowych oraz narzędziowych niemal o połowę. Dzieje się tak, ponieważ frez ZX pozwala zarówno na zmniejszenie ilości wykorzystanych narzędzi, czyli kosztów narzędziowych, jak i obniżenie czasu maszynowego, a co za tym idzie kosztu maszynowego. Gwarantuje też duże bezpieczeństwo procesu. Narzędzie do Inconelu 718 Średnica narzędzia Seria produkcyjna Objętość naddatku materiału do usunięcia (na sztukę) Przedmiot obrabiany wykonany z Inconelu 718, w stanie zmiękczonym, Rm = 800 N/mm 2 NX-NV P5327 ZX-NV P mm 12 mm 10 szt 10 szt cm cm 3 Całkowita objętość naddatku (na serię) cm cm 3 Wydajność objętościowa obróbki 12.9 cm 3 /min 25.7 cm 3 /min Czas obróbki 930 min 467 min Koszt maszynowy za godzinę pracy 100 / h 100 / h Koszty maszynowe* [ 6 ] Trwałość narzędzia 40 min 40 min Zapotrzebowanie na narzędzia 24 szt 12 szt Koszt jednostkowy narzędzia Koszty narzędziowe Koszty całkowite *- dane producenta Koszty (porównanie NX-NV i ZX-NV) Koszty maszynowe Koszty narzędziowe Koszty całkowite Abb. 7: Zerspanungsleistung bei verschiedenen Beschichtungen NX-NV ZX-NV

7 Niespotykana sztywność narzędzia Parametry techniczne nowego frezu ZX nadają mu wyjątkową sztywność. Jest ona wymagana aby przenosić duże obciążenia mechaniczne podczas skrawania materiałów trudnoobrabialnych. W połączeniu z bardzo wytrzymałym, gładkim ostrzem frez ZX jest innowacyjnym narzędziem zdolnym przenieść największe obciążenia mechaniczne. Zalety dużej sztywności narzędzia Mniejsze odkształcenie promieniowe narzędzia pozwala otrzymać większą dokładność wykonania przedmiotu obrabianego. Zdolność przenoszenia dużych obciążeń mechanicznych, umożliwia osiągnięcie większej wydajności objętościowej skrawania. Redukcja drgań skutkuje większą trwałością narzędzia i cichą obróbką. Większa efektywność działań Odpowiednie skonstruowanie rowków wiórowych frezu, umożliwia ciche i bezproblemowe skrawanie oraz odprowadzanie wiórów. Obróbka z mały natężeniem dźwięku, oznacza mniejsze zużycie energii na jednostkę usuniętego materiału. Pięć ostrzy skrawających frezu ZX-NV5 to większa prędkość posuwu Vf ZX-NV5 W sytuacji, gdy potrzebne jest jedynie nieduże zebranie naddatku z powierzchni bocznej elementu, bądź jego obróbka wykończeniowa wskazane jest użycie frezu ZX-NV5. Dzięki dodatkowej, piątej krawędzi skrawającej prędkość posuwowa może zostać zwiększona o 25%. Co więcej, nie pogarsza to parametrów chropowatości powierzchni elementu obrabianego, czy dokładności jego wymiarów. Żywotność czy wydajność? [ 7 ] Frezy typu ZX zapewniają lepszą charakterystykę zużycia przy tej samej wydajności objętościowej obróbki. Skutkuje to większą trwałością narzędzia. Bądź większą wydajnością przy identycznej żywotności Identyczna wydajność objętościowa obróbki: lepsza charakterystyka zużycia i większa trwałość Identyczny czas pracy i stopień zużycia narzędzia: większa wydajność objętościowa Inconel 718, zmiękczony, Rm = 800 N/mm 2 Inconel 718, starzony, Rm = N/mm 2 NX-NV, Ø 10 mm P po 35 minutach obróbki v c = 40 m/min fz = 0.05 mm ap = 10 mm ae = 1.5 mm Emulsja 9% Q = 3.8 cm 3 /min NX-NV, Ø 10 mm P po 31 minutach 118 cm 3 usuniętego materiału v c = 40 m/min fz = 0.05 mm ap = 10 mm ae = 1.5 mm Emulsja 9% Q = 3.8 cm 3 /min ZX- NV, Ø 10 mm P po 35 minutach obróbki. Narzędzie zdatne do dalszej pracy v c = 40 m/min fz = 0.05 mm ap = 10 mm ae = 1.5 mm Emulsja 9% Q = 3.8 cm 3 /min ZX- NV, Ø 10 mm P po 31 minutach 428 cm 3 usuniętego materiału v c = 40 m/min fz = 0.05 mm ap = 18 mm ae = 3 mm Emulsja 9% Q = 13.8 cm 3 /min

8 Technologia obróbki Informacje wdrożeniowe Dla osiągnięcia największej efektywności ekonomicznej, firma FRAISA zaleca stosowanie frezu ZX z najwyższą możliwą wydajnością objętościową obróbki. Celem tego jest zwiększenie produktywności i obniżenie kosztów maszynowych wytwarzania. Warto wziąć także kilka innych, czynników pod uwagę, by uwolnić pełen potencjał frezów ZX. Informacje techniczne do obróbki stopów żaroodpornych i odpornych na ścieranie [ 8 ] Współosiowość i mocowanie narzędzi Zapewnij dobrą wartość współosiowości mocowania (<0,02mm) oraz korzystaj z pewnych i niewyeksploatowanych uchwytów narzędziowych. Mocowanie w oprawce z boczną śrubą zaciskową (Weldon) o dobrej współosiowości jest właściwe do ciężkiej obróbki. Dobre mocowanie zwiększa trwałość narzędzia Dobre chłodzenie i smarowanie Chłodzenie i smarowanie to jedne z najważniejszych aspektów obróbki. Stężenie emulsji powinno wynosić 9-15% dla zapewnienia wystarczającej jakości smarowania. Chłodziwo powinno być skierowane bezpośrednio na narzędzie. Na rynku dostępne są oprawki z kanałami doprowadzającymi chłodziwo bezpośrednio na krawędź skrawającą. Odpowiedni kąt strumienia chłodziwa i właściwa jego intensywność są bardzo istotne w procesie odprowadzania ciepła i pozwalają zwiększyć żywotność narzędzia i bezpieczeństwo procesu wytwarzania. Stabilność / Drgania W wielu przypadkach, warto używać narzędzi o mniejszych średnicach, w celu obniżenia sił występujących w procesie skrawania i wykorzystać wydajność frezu ZX. W praktyce przemysłowej często zdarza się, że wykorzystywane są narzędzia o średnicy zbyt dużej w stosunku do warunków pracy (obrabiarka / wrzeciono / mocowanie). Mniejsze średnice pozwalają na wykorzystanie w pełni wydajności narzędzia przy mniejszym obciążeniu obrabiarki. Promień narzędzia Promień narzędzia mniejszy niż 2mm pozwala na osiągnięcie większej wydajności szczególnie w materiałach podlegających znacznemu umocnieniu pod wpływem odkształcenia (np. stal manganowa). Przyczyna tego leży w dużym odkształceniu wióra w trakcie obróbki narzędziami o dużych promieniach naroża. Parametry obróbki Posuw na ostrze jest najważniejszym parametrem obróbki i nie może być zbyt duży. Prędkość skrawania także jest ograniczona z powodu małej przewodności cieplnej materiałów trudnoobrabialnych. Dobór parametrów warto rozpocząć od katalogu bądź aplikacji ToolExpert. Jeżeli szerokość frezowania (ae) jest mniejsza od zalecanej, prędkość skrawania można zwiększyć. Głębokość skrawania (ap) powinna być dobrana największa jak to tylko możliwe, aby móc wykorzystać dużą sztywność frezu ZX. Szerokość frezowania także można zmieniać. Decyzja zależy od przyjętej strategii frezowania. Strategia obróbki Bardzo opłacalne może okazać się spędzenie dłuższego czasu nad dopracowaniem programu obróbki w celu zapewnienia stałych warunków skrawania. W tym celu posuw powinien być zredukowany na narożnikach, a szerokość frezowania (ae) powinna być stała. Jeżeli szerokość frezowania (ae) jest zaprogramowana w sposób tak stały, jak to tylko możliwe, często można zwiększyć jej wartość. W miejscach występowania niekorzystnych warunków skrawania, szerokość frezowania (ae) powinna zostać zredukowana, aby zapobiec przeciążeniu narzędzia. Frezy ZX zostały specjalnie zaprojektowane do skrawania materiałów trudnoobrabialnych Intensywne testy potwierdziły doskonałe funkcjonowanie frezów ZX w stalach nierdzewnych, utwardzonych wydzieleniowo czy ulepszonych cieplnie jednak nie w każdym przypadku. Frez ZX pracuje doskonale w stali , ale jedynie zadowalająco w obróbce stali Spowodowane jest to tym, że materiał ten charakteryzuje się dużym wydłużeniem przy niskiej wytrzymałości. Frez ZX nie jest rekomendowany do materiałów bardzo miękkich, charakteryzujących się znacznym wydłużeniem przed zerwaniem.

9 Frez cylindryczny ZX-NV Gładka krawędź skrawająca, długość standardowa z krótkim przewężeniem HM X10 r l 40 g 5 d 2 d 1 r d 3 l 3 l 2 l 1 Obr. zgrubna Obr. wykończeniowa Inox St. nierdz. Ti Tytan Stopy niklu Stal manganowa HSS Przykład: Numer narzędzia Pokrycie Typ narzędzia Kod Ø P POLYCHROM P8800 P8700 Kod Ø d1 e8 d2 h6 d3 l1 l2 l3 r a Z [ 9 ]

10 Frez cylindryczny ZX-NV5 Gładka krawędź skrawająca, długość standardowa z krótkim przewężeniem HM X10 r l 40 g 5 d 2 d 1 r d 3 l 3 l 2 l 1 Obr. zgrubna Obr. wykończeniowa Inox St. nierdz. Ti Tytan Stopy niklu Stal manganowa HSS Przykład: Numer narzędzia Pokrycie Typ narzędzia Kod Ø P POLYCHROM P8805 P8705 [ 10 ] Kod Ø d1 e8 d2 h6 d3 l1 l2 l3 r Z Jeżeli masz pytania możesz je przesłać na adres przedstawiciela firmy FRAISA na terenie Polski - firmy ITA: info@ita-polska.com.pl. Gdzie można znaleźć więcej informacji odnośnie produktu? Nasi doradcy techniczni chętnie udzielą pomocy w tej sprawie. Więcej informacji na stronie

11 Frez torusowy ZX-RNV Gładka krawędź skrawająca, długość standardowa z krótkim przewężeniem HM X10 l 40 g 5 r d 2 d 1 d 3 l 3 l 2 l 1 Obr. zgrubna Obr. wykończeniowa Inox St. nierdz. Ti Tytan Stopy niklu Stal manganowa HSS Przykład Numer narzędzia: Pokrycie Typ narzędzia Kod Ø P POLYCHROM P8820 P8720 Kod Ø d1 e8 d2 h6 d3 l1 l2 l3 r 0/+0.03 a Z [ 11 ]

12 GB 04/ 2014 HIB01391 Wyłączny przedstawiciel FRAISA na terenie Polski: ITA spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp.K. ul. Poznańska 104, Skórzewo Poznań tel , fax info@ita-polska.com.pl