Prelucrarea în cinci axe a devenit din ce în ce mai populară în lumea modernă a prelucrărilor prin așchiere. Această metodă furnizează multiple avantaje precum: prelucrarea suprafețelor complexe prin utilizarea unei singure setări și fără nicio modificare a locației piesei; prelucrare de mare precizie; timp de ciclu redus.
În ultimii ani, capacităţile de producţie care au adoptat tehnologii moderne de realizare a semifabricatelor, precum forjările și turnările de mare precizie sau integrarea metodelor de fabricaţie aditivă (AM – Additive Manufacturing) au crescut considerabil. Rezultatul cel mai important a fost creșterea complexităţii geometrice a semifabricatului realizat și scăderea adaosurilor de prelucrare, cu reflectare directă în precizia amplificată a piesei finale.
Așadar, au crescut cererile pentru scule așchietoare de semifinisare și finisare de mare performanţă și care să fie capabile să prelucreze suprafeţe de mare complexitate geometrică. Această combinaţie de proprietăţi a devenit vitală.
Frezele sferice, considerate soluţii tradiţionale pentru prelucrarea suprafeţelor 3D, sunt practic cele mai comune soluţii pentru semifinisări și finisări de profile, prin frezare. Progresul enorm din ultima perioadă în domeniul centrelor de prelucrare în cinci axe, precum și pașii semnificativi realizaţi în cadrul sistemelor CAM, au dus la crearea unui nou tip de geome-trie de așchiere la care se face referire fie cu termenul de freză cilindro-frontală segment, fie cu cel de freză cilindro-frontală butoi.
Cu toate că aceste scule sunt de acum bine-cunoscute prelucrătorilor, au rămas totuși ignorate pentru o perioadă. Prelucrările în cinci axe, combinate cu soft-urile moderne CNC, precum și modelarea pe calculator a unor configuraţii de scule complexe, au readus în secţiile de prelucrare frezele cilindro-frontale cu secţiunea circulară a profilului; muchia așchietoare a acestor freze cilindro-frontale este de fapt un arc de cerc cu raza la centru mult mai mare decât raza frezei în sine.
Făcând o comparaţie, frezele sferice au aceeași rază, atât pe muchia așchietoare cât și pe corp. Suprafeţele prelucrate prin metoda trecerilor succesive cu noul tip de freze de tip segment, pot fi realizate mult mai repede în comparaţie cu frezele sferice clasice, pentru că fiecare pas poate fi mult mai mare. Un proces de așchiere controlat de o comandă numerică în trei axe nu poate garanta însă poziţia corectă a frezei de tip butoi, la prelucrarea unor profile complexe. În schimb, conceptul de prelucrare în cinci axe permite utilizatorului să profite de toate avantajele pe care acest tip de freză le oferă.
În funcţie de orientarea muchiei așchietoare faţă de axa sculei, frezele segment sunt prevăzute cu o varietate mare de configuraţii precum: tip butoi clasic, tip lentilă, tip butoi conic, profil oval sau parabolic. Forma muchiei așchietoare este adaptată perfect aplicaţiei în sine.
De exemplu, cele de tip lentilă pot fi utilizate deopotrivă pe mașini-unelte în cinci sau trei axe, în timp ce frezele cu profil butoi conic trebuie să beneficieze neapărat de cinci axe. De asemenea, au fost create soluţii de freze porumb cu astfel de profile, care furnizează acurateţe excepţională și maximizează numărul de dinţi/muchii așchietoare pe sculă.
Linia NEOBARREL de la ISCAR include câteva familii de scule.
Sunt freze monobloc din carbură (SCEM – Solid Carbide End Mills), cu gama dimensională [8 – 12 mm] (foto 1).
- FOTO 1. Freze cilindro – frontale monbloc din carbură – soluție eficientă pentru prelucrarea suprafețelor curbe complexe.
Freza cu diametrul de 10 mm, cu profil oval este prevăzută cu o muchie așchietoare arcuită în zona periferică, cu rază la centru de 85 mm.
În comparaţie cu freza sferică clasică cu același diametru, freza - segment cu profil oval lucrează cu pași de patru ori mai mari, realizând aceeași calitate a suprafeţei prelucrate.
Linia MULTI–MASTER de la ISCAR este compusă din cozi-suport și capete amovibile care se montează pe acestea, prin intermediul unei asamblări filetate speciale. Linia oferă noi tipuri de capete cu profil tip butoi, cu geometria identică celor SCEM și asigură o gamă extrem de bogată de opţiuni, dedicate mașinilor în cinci axe (foto 2).
Acest concept bazat pe interschimbabilitatea capetelor Multi–Master, asigură, în același timp, utilizarea raţională a carburii, cu avantaje economice indubitabile.
- FOTO 2. Conceptul economic Multi-Master, adaptat cu succes în familia frezelor-segment.
- FOTO 3. Soluția plăcuței unice pe frezele cu profil– butoi, demonstrează parametri performanți la prelucrarea suprafețelor complexe, ale unor componente vitale.
Diversitatea mare de corpuri, extensii sau reducţii, dă posibilitatea adaptării acestui sistem modular la proiecte diverse, de complexitate ridicată.
Recent, ISCAR a lansat pe piaţă o nouă familie de freze segment, bazate pe conceptul cu o singură plăcuţă așchietoare (foto 3).
Se știe că acurateţea parametrilor unei scule prevăzute cu o singură plăcuţă este mai scăzută decât cea a sculei bazate pe capete monobloc din carbură metalică, amovibile, ca să nu o mai comparăm cu cea a sculelor monobloc din carbură.
Se poate ajunge însă la un compromis, ana-lizând atent punctele forte ale sculei cu o singură plăcuţă (cu două muchii așchietoare), faţă de freza porumb monobloc SCEM sau faţă de capul din carbură interschimbabil. Pentru a face puţină lumină în legătură cu dubiile pe care clienţii le au, legate de justificarea existenţei unei astfel de soluţii, trebuie să luăm în considerare câteva aspecte:
- soluţia unei singure plăcuţe oferă posibilitatea extinderii gamei diametrale a frezelor segment, datorită aspectului economic, iar pentru realizarea plăcuţei este suficientă utilizarea unei cantităţi relativ reduse de carbură. Gama diametrală existentă este [16 – 25] mm.
- structură adecvată, durabilă a plăcuţei, combinată cu o soluţie de montare adecvată, rigidă, permite mărirea avansului pe dinte, în comparaţie cu soluţiile capetelor amovibile sau a frezelor monobloc. Aceasta ridică nivelul de productivitate a soluţiei. Pe de altă parte, atunci când stabilitatea operaţională suferă, avem posibilitatea micșorării numărului de dinţi, care contribuie la controlarea mai bună a vibraţiilor.
Plăcuţele montate pe frezele familiei BALLPLUS pot transforma scula într-o freză-segment; alegerea plăcuţelor adecvate reprezintă singura condiţie pentru atingerea acestui scop. ISCAR BALLPLUS include diferite opţiuni de corpuri, adaptoare, extensii care simplifică enorm adaptarea la proiectul în sine, oricare ar fi complexitatea lui.
Alegerea frezei-segment cu o singură plăcuţă așchietoare capătă din ce în ce mai multă justificare în ultima perioadă.
Frezele tip butoi au perspective promiţătoare, în diverse domenii de aplicabilitate ale prelucrărilor moderne. Există deja o multitudine de profile-butoi disponibile în diferite soluţii de scule: monobloc din carbură, cu capete interschimbabile sau freze echipate cu o singură plăcuţă. (foto 4). Toate acestea fac parte din familia extinsă a frezelor segment, cu un viitor extrem de provocator.
- FOTO 4. Frezele cilindro-frontale cu profil butoi au adoptat în mod natural diverse concepte/design-uri.
