Témata
Zdroj: Iscar

Evoluce destiček s řeznou hranou ve šroubovici

02. 05. 2024

Když společnost Iscar uvedla v 90. letech 20. století na trh frézy z řady Helimill, šlo bezesporu o významný milník v oblasti frézovacích nástrojů. Znamenalo to revoluci v konstrukci frézovacích těles s vyměnitelnými břitovými destičkami a zavedení nového přístupu, který ovlivnil průmysl na mnoho dalších let. Tohoto průlomu bylo dosaženo použitím břitové destičky ze slinutého karbidu ve tvaru rovnoběžníku s řeznou hranou ve šroubovici (obr. 1). Nástroje z řady Helimill nabízejí několik výhod.

Martin Horváth

Marketing Manager ve společnosti ISCAR Česká republika

Reklama

Frézy s břitovými destičkami s řeznou hranou ve šroubovici se vyznačují plynulým řezem, obráběním bez vibrací a vysokou kvalitou obrobeného povrchu.

Obr. 1. Typická destička ve tvaru rovnoběžníku s řeznou hranou ve šroubovici vychází z řady Helimill. V tomto případě se jedná o destičku HM90 APKT. (Zdroj: Iscar)

Rozložení silového zatížení nástroje

Neustálé zlepšování vedlo v průběhu let k významným změnám původních destiček Helimill. Byly vyvinuty destičky s větším úhlem sklonu šroubovice a u destičky se změnila i plocha čela, která má velký vliv na utváření a odchod třísky. Právě velký úhel šroubovice zubů umožňuje vhodně rozkládat podstatnou část silového zatížení nástroje, takže vstup břitů nástroje do obrobku i jeho opouštění probíhají plynule. V kombinaci s pokročilými jakostmi řezných materiálů tyto nové geometrie přinesly novou úroveň výkonu.

Trojúhelníkový tvar nabízí řadu výhod

Avšak tvar destičky ve tvaru rovnoběžníku omezuje počet řezných hran na dvě. Úspěšná aplikace řezné hrany ve šroubovici na břitovou destičku ve tvaru trojúhelníku toto omezení odstranila. Koncepce trojúhelníkových břitových destiček poskytuje nejen tři řezné hrany, ale nabízí i další výhody. Ve srovnání s jinými tvary se stejnou délkou břitu poskytuje trojúhelníkový tvar širší středovou plochu. To umožňuje zvětšit velikost středového otvoru a použít upínací šroub s větším závitem. V důsledku toho je destička lépe fixována v lůžku, což přispívá k celkové odolnosti sestavy frézovacího nástroje. Trojúhelníkový tvar navíc zvyšuje schopnost nástroje provádět zapouštěcí operace.

Reklama
Reklama
Reklama

Nástroje Iscar z řady Helimill posunuly možnosti frézování

Zavedení frézovacích nástrojů z řady Iscar Helimill a jejich následný vývoj znamenaly celkovou revoluci v oboru frézovacích nástrojů. Aplikace řezné hrany ve šroubovici na trojúhelníkové destičky výrazně zlepšila výkon, přesnost a odolnost a posunula možnosti frézování na novou úroveň.

Tvar rovnoběžníku má stále výhody

Z úspěšné řady Helimill byla postupným vývojem a inovací odvozena nová řada nástrojů Heli-3-mill, kterou společnost Iscar představila v minulém desetiletí a která je charakteristická svými trojúhelníkovými vyměnitelnými destičkami s řeznou hranou ve šroubovici (obr. 2). Tato řada opět velmi rychle získala oblibu na trhu. To však neznamená, že trojúhelníkový tvar brzy zcela nahradí tradiční, rovnoběžníkové destičky s řeznou hranou ve šroubovici. Tvar rovnoběžníku má stále svou vlastní konkurenční výhodu.

Obr. 2. Čelní nástrčná fréza z řady Heli-3-mill s trojbřitou trojúhelníkovou destičkou HM390 TDKT s řeznou hranou ve šroubovici. (Zdroj: Iscar)

Konvenční tvar pro vysoké posuvy

Úzká šířka destičky ve tvaru rovnoběžníku, která je ve srovnání s trojúhelníkovým tvarem považována za nevýhodu, paradoxně přináší i určité výhody. Zaprvé, užší břitovou destičku lze upnout do menších průměrů frézovacích těles. Zadruhé, tato geometrie břitové destičky snižuje hloubku zubové mezery, což umožňuje zhotovit mnohem tužší jádro (průřez) tělesa. Tato vlastnost je zvlášť důležitá u čelních válcových fréz, kde je vyšší pevnost a tuhost tělesa zásadní. Konstrukce destičky ve tvaru rovnoběžníku také umožňuje použít mnohem větší rohový rádius. Navíc na konvenční tvar je možné aplikovat geometrii pro vysoké posuvy (HFM) a takové destičky lze bez problému upnout do stávajících těles, čímž se z běžné, devadesátistupňové frézy stane efektivní nástroj vhodný pro metodu HFM (High Feed Milling). Kromě toho má konvenční destička ve tvaru „helikálního rovnoběžníku“ při stejné hloubce řezu menší celkovou délku v porovnání s destičkou ve tvaru „helikálního trojúhelníku“. Proto by byla chyba klasické destičky ve tvaru rovnoběžníku zavrhovat.

Z úspěšné řady Helimill byla postupným vývojem a inovací odvozena nová řada nástrojů Heli-3-mill.

Efektivní přívod chladicí kapaliny snižuje tepelné namáhání

V důsledku toho vývoj rohových 90° frézovacích nástrojů s vyměnitelnými destičkami s výhodou harmonicky kombinuje oba typy výše zmiňovaných destiček. Zatímco koncepce trojúhelníkových destiček dominuje moderním typům těles, princip rovnoběžníkové destičky zůstává stále aktuální. Nástroje z řady Helimill jsou stále rozšiřovány o nové produkty. Nedávno vyvinuté produkty společnosti Iscar týkající se nástrojů s vyměnitelnými břitovými destičkami ve tvaru rovnoběžníku jsou důkazem, že tradiční přístup ke konstrukci je stále efektivní a schopný splnit náročné požadavky moderní výroby. Frézování vysokoteplotních superslitin a titanu (materiálů ze skupiny ISO S), stejně jako těžko obrobitelné austenitické a duplexní nerezové oceli (mat. skupiny ISO M) jsou výzvou. Efektivní přívod chladicí kapaliny, zejména přesně směrované vysokotlaké chlazení (HPC), výrazně snižuje tepelné namáhání břitu, zlepšuje mazání a účinně pomáhá při tvorbě a lámání třísky včetně odchodu z místa řezu.

Kanálky pro vysokotlaké chlazení

To umožňuje použít vyšší řezné parametry s větším radiálním záběrem (Ae), což vede k vyšší rychlosti úběru přebytečného materiálu (MRR). Kromě toho metoda vysoce produktivního obrábění HPC (High Production Cutting) také usnadňuje tvorbu těsnějších a stočených třísek, což umožňuje konstrukci těles s mělčí zubovou mezerou a vyšší hustotou zubů. S ohledem na tyto faktory rozšířila společnost Iscar svou řadu Heli2000 (evolučně nejmladší řadu nástrojů Helimill) o nové produkty, které mají v tělese nástroje kanálky pro vysokotlaké chlazení (HPC). Konstrukce těchto nástrojů byla optimalizována pomocí výpočtů z oboru dynamiky tekutin (CFD). Nástroje jsou k dispozici v různých konfiguracích, a to jako čelní nástrčné, stopkové, integrální a také jako relativně malé vyměnitelné hlavice s vyměnitelnými břitovými destičkami z modulárních řad Flexfit a Multi-Master (obr. 3).

Obr. 3. HM90 E90A D20-3-MMT12-JHP – 90° – frézovací hlavice z řady Heli200 v provedení Multi-Master s kanálky pro vysokotlaké chlazení JHP. (Zdroj: Iscar)

Dvě nové jakosti karbidů

Heli2000 integruje řady Helimill a Heliplus a spojuje jejich nejnovější vývojová stadia do jedné produktové řady. To zahrnuje i uvedení dvou nových, vysoce účinných jakostí karbidů na trh: je to IC5600, určený pro obrábění oceli (ISO P), a IC716, speciálně vyvinutý pro obrábění titanu (ISO S). Kromě toho byl sortiment destiček rozšířen o nové geometrie. Patří sem vysoce pozitivní destičky pro frézování titanu a destičky APKT 1003PDR-HM-CS s děleným ostřím pro vysoce produktivní hrubování.

Reklama

Destičky se zesílenou řeznou hranou

Kromě toho sortiment nyní zahrnuje i destičky APKT 1003-FF a HP ANKT 0702-FF se zesílenou řeznou hranou pro frézování tvrdých materiálů vysokým posuvem, a to až do tvrdosti HRC 60 (skupina ISO H, obr. 4). Tyto nové produkty jsou rovněž součástí řady HeliAlu společnosti Iscar, tj. řady, kterou tvoří frézovací nástroje s vyměnitelnými břitovými destičkami ve tvaru rovnoběžníku s délkou řezné hrany 15 a 16 mm a která je určena pro obrábění hliníkových slitin (ISO N). Rozšíření této řady zahrnuje 90° stopkové frézy v modulárním systému Multi-Master a Flexfit, které jsou vybaveny kanálky pro vysokotlaké chlazení JHP (HPC). Tělesa těchto nástrojů mají v každé zubové mezeře tři kanálky pro vydatné a efektivní chlazení.

Obr. 4. Destička APKT 1003R8GT-FF z řady Heli2000 se zpevněnou řeznou hranou pro frézování vysokými posuvy až do tvrdosti 60 HRC. Destičku lze upnout do standardních těles HM90 E90A/HM90 F90AP. (Zdroj: Iscar)

Tradiční destičky jsou stále hojně využívané

Konfigurace závitového upevnění hlavic výrazně rozšiřuje možnosti přizpůsobení nástrojů HeliAlu a umožňuje využití široké škály stopek, adaptérů, prodloužení a redukcí systémů Multi-Master a Flexfit. Proto se vývoj „helikálního rovnoběžníku“ nezastavil a tradiční destičky z řady Helimill se stále hojně využívají. Destičky s řeznou hranou ve šroubovici jsou v různých modifikacích a vylepšených verzích stále ve hře a rozhodně neřekly své poslední slovo.

Související články
Řezné nástroje pro trvale udržitelnou výrobu

Slovo udržitelnost slýcháme v poslední době stále častěji. Často se objevuje v titulcích novin, ve zpravodajských médiích, ve vědeckých výzkumech i na odborných seminářích. Je toto slovo pouze módní záležitostí, nebo hlavní otázkou dnešní doby?

Pozornost se upíná ke speciálním nástrojům

Při výběru vhodného řezného nástroje pro konkrétní aplikaci je často obtížné rozhodnout, zda je vhodnější použít standardní, nebo speciální nástroj. Výběr správného řezného nástroje je ovlivněn mnoha faktory, jako je např. charakter obchodní situace, výrobní program, typ výroby a někdy i osobní preference. Standardní řezné nástroje z produkce zavedených výrobců se vyznačují vysokou univerzálností a je možno je použít pro obrábění dílů nejrůznějších tvarů a nejrůznější konstrukce.

Obrábění otvorů

Když na přelomu minulého století poprvé uvedla společnost Iscar svou nástrojovou řadu Multi-Master na trh, mělo to významný dopad na svět řezných nástrojů.

Související články
Trochoidní metoda frézování

Před několika desítkami let byly představeny obráběcí stroje s výrazně zrychlenou kinematikou a díky svým novým vlastnostem úspěšně rozšířily možnosti efektivních metod vysokorychlostního obrábění (HSM).

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Inovované řezné nástroje z řady Neologiq

Počátkem roku 2021 došlo k dalšímu uvolnění nových, inovovaných nástrojů na trh. Společnost Iscar je uvedla ve své další prodejní kampani s názvem Neologiq. Tato kampaň si kladla za cíl znovu předefinovat svět řezných nástrojů a přinesla velký skok vpřed. Kampaň Neologiq pokračuje i v roce 2022 a stávající řady nástrojů jsou stále doplňovány a rozšiřovány o nové typy karbidů a utvářečů, stejně jako o další velikosti destiček a průměry těles. Nejen o tom jsme si povídali s Martinem Horváthem, marketingovým manažerem ze společnosti Iscar ČR.

Čelní frézování s velmi dobrou drsností povrchu

V kovoobráběcím průmyslu bylo dosažení dobré drsnosti obrobených ploch vždy jedním z hlavních směrů vývoje řezných nástrojů. Zejména to platí pro nástroje s vyměnitelnými destičkami. I přesto, že drsnost povrchu obrobku se v posledních letech výrazně zlepšila, konstruktéři nástrojů se domnívají, že je stále co zlepšovat. Kvalitu povrchu obrobků mohou výrazně vylepšit inteligentní aplikace posledních generací moderních nástrojů.

Obráběcí nástroje pro letecký průmysl

Z pohledu výroby je při obrábění leteckých komponentů největší výzvou typ obráběného materiálu. Titan, vysokoteplotní superslitiny (HTSA) a žáruvzdorné oceli jsou těžko obrobitelné materiály, a tato jejich charakteristika je problémem v celém dodavatelském řetězci leteckého průmyslu.

Na konstrukci záleží - maximalizace výkonu výrobní linky

V současné době moderních výrobních technologií požadují různá průmyslová odvětví rychlá a efektivní řešení pro hromadnou výrobu. Pro tento účel byly navrženy výrobní linky. Ty se skládají z několika zpravidla jednoúčelových strojů vybavených různými typy nástrojů pro různé obráběcí operace, jako jsou soustružení, vrtání, frézování anebo vyvrtávání. Každý jednotlivý stroj může být vybaven několika vřeteny s řeznými nástroji pro obrábění různých povrchů obrobku, což znamená, že současně může pracovat i několik desítek nástrojů.

Nástroje pro obrábění v leteckém průmyslu

Letecký průmysl nejenže patří k největším odběratelům obráběcích nástrojů, ale především výrazně ovlivňuje jejich vývoj. Při obrábění dílů letadel se všichni výrobci snaží o maximální možnou efektivitu výroby, cílí na maximální provozní bezpečnost letadel a snižování potencionálních nepříznivých vlivů na životní prostředí.

Pokročilé výdejní systémy pro zvýšení produktivity na pracovištích

Průmyslové využití pokročilých skladovacích a výdejních systémů ve výrobním průmyslu se traduje již více než 20 roků. Zatímco zpočátku si tento systém přisvojoval především průmysl v USA, dnes je seriózně využíván v počtech desítek tisíc kusů po celém světě a toto množství díky benefitům nových systémů neustále roste.

Výkonné, přesné a spolehlivé vrtání

Globální svět obrábění kovů požaduje od výrobců nástroje, které jsou stále výkonnější, přesnější, s dlouhou životností a jsou schopny poskytovat uživatelům parametry splňující ty nejpřísnější normy.

Inovativní proces jako reakce na požadavky uživatelů řezných nástrojů

Ti, kterým se poštěstilo navštívit výrobní závod Iscar Ltd. v Izraeli, měli možnost vidět nad budovou napsané, jak firma hodnotí sama sebe: „Jsme firma, kde inovace nikdy nekončí“. Při detailnějším sledování jejích produktů nelze jinak než souhlasit. Podívejme se postupně na některé produktové řady, jak se jejich charakter skutečně neustále vyvíjí. Díl druhý je zaměřen na vysokoposuvové frézy.

Inovace upichovacích a zapichovacích nástrojů nekončí

Ti, kdo měli možnost navštívit výrobní závod Iscar Ltd. v Izraeli, jistě si povšimli hesla napsaného nad budovou, jímž firma hodnotí sama sebe: „Jsme firma, kde inovace nikdy nekončí“. Podívejme se tedy postupně na některé produktové řady, jejichž charakter se skutečně neustále vyvíjí.

Novinky z veletrhu přicházejí do praxe

Na trh přichází další zajímavý produkt z vývojové dílny firmy Iscar – unikátní kompaktní modul adaptéru pro zvýšení otáček vřetena až do oblasti high speed, který je určen pro malé průměry frézovacích nástrojů. Druhá novinka je z oblasti obrábění miniaturních dílů a je určena pro aplikace soustružení.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit