Під час механічної обробки ріжучий інструмент - це елемент технологічної системи, яка формує деталь шляхом видалення матеріалу. Система складається з верстата, затискного пристосування та пристосування для фіксації інструменту. Формування деталі виконується за допомогою різних процесів обробки, в яких використовуються різні стратегії різання. Прогрес, досягнутий в області обробки інструментів, привів до появи сучасних верстатів, які дозволяють виконувати комбіновані та комплексні технологічні операції; процеси, які були розділені в минулому. Крім того, розширені можливості верстатів дозволяють застосовувати прогресивні стратегії обробки для досягнення максимальної продуктивності.
Металообробна промисловість повинна мати справу з різними інженерними матеріалами. Прогрес в галузі матеріалознавства та металургії не тільки приніс нові екзотичні матеріали, а й надав технології для створення матеріалів з наперед заданими властивостями. Виготовлення компонентів з таких матеріалів значно поліпшило робочі параметри деталей, але їх обробка стала більш складною. У багатьох випадках корінь успішної обробки був пов'язаний тільки з обмеженнями ріжучого інструменту.
Ріжучий інструмент, найменший елемент технологічної системи, безпосередньо з'єднує деталь і є сполучною ланкою між верстатом і матеріалом. Для реалізації переваг високотехнологічних верстатів і ефективних стратегій обробки ріжучий інструмент повинен відповідати певним вимогам. Пошук гідної відповіді на ці вимоги у відповідь на постійно зростаючі вимоги сучасної металообробки є основою для нових розробок в області ріжучого інструменту.
Металообробна промисловість пережила важкі часи з пандемією COVID-19, яка торкнулася світової економіки і неминуче призвела до зниження економічних показників в галузі. Багато блискучих перспектив до коронавируса змінилися скромними надіями, в той час як, з іншого боку, настав час для більш глибокого аналізу промислових тенденцій, погляду в майбутнє, прогнозів і майбутніх планів. Прогрес не зупинився. Металообробка стоїть на порозі серйозних змін, і виробник повинен бути готовий їх прийняти. Прийдешні зміни не можуть обійтися без виробництва ріжучого інструменту - одного з найважливіших ланок у ланцюжку металообробки. Тому чітке розуміння напрямку промислового прогресу і результатів нових вимог до ріжучих інструментів завтрашнього дня є наріжним каменем успіху для виробника інструменту. Це ключ до розвитку нових інструментів і попиту на широкий спектр продуктів.
Існують різні напрямки розвитку ріжучого інструменту. «Традиційний» спосіб - зробити інструменти більш міцними, продуктивними і рентабельними, що відображає природні вимоги клієнтів до продукту. Інший напрямок розвитку пов'язаний з передовими виробничими технологіями, глибоко вкоріненими в металообробній промисловості; при цьому доступні інструментальні рішення залишають широке поле для поліпшень.
Курс на природу (екологічність)
Традиційний напрямок розвитку передбачає підвищення продуктивності інструменту за рахунок впровадження інноваційної геометрії різання, поліпшених сплавів матеріалу інструменту, прогресивної конструкції корпусу інструменту для забезпечення більшої жорсткості та довговічності тощо. Може здатися, що цей напрямок майже вичерпав свої ресурси і не обіцяє справді революційних змін, однак, виробники ріжучого інструменту зуміли здивувати світ металообробки істотно новими продуктами, які забезпечують значні переваги, незважаючи на традиційний підхід до дизайну продукту. Важливим фактором успіху стало значне зростання наукового і технологічного рівня виробництва інструментів, нові досягнення порошкової металургії та технології нанесення покриттів, а також впровадження сучасних систем контролю та контролю якості. Значно збільшені можливості проектування інструментів, систем CAD/CAM і тривимірного моделювання дали помітний імпульс реалізації складних інноваційних ідей.
Технологічні розробки привели до появи нових методів обробки, для яких потрібні інструменти, що відповідають новим суворим вимогам. Ці інструменти можуть різати тверді метали, усуваючи необхідність в шліфуванні. При фрезеруванні інструменти нового покоління здатні витримувати надзвичайно високі подачі на зуб (HFM) при високих швидкостях обробки (HSM) і можуть виконувати трохоїдальне фрезерування з використанням ЗОР під високим тиском (HPC).
Конструкція таких інструментів відрізняється від інструментів загального призначення, оскільки вони вимагають певних функцій, які характеризують вищезазначені методи і стратегії.
Досягнення в області верстатобудування підштовхнули металообробну промисловість до того, щоб втілити в життя мрію кожного виробника, володіючи повним виробництвом з однією установкою. Вражаючі можливості новітніх багатовісних та багатофункціональних верстатів і гібридних виробничих систем, що поєднують технології видалення матеріалу та 3D-друку, свідчать про якісний стрибок у напрямку виробництва з однією установкою. В якості опції з приводним інструментом з'являється все більше токарних центрів, які розширюють їх можливості.
Зрозуміло, що цей прогрес створив інші вимоги до багатофункціональності ріжучого інструменту, стійкості інструменту і характеристикам часу.
Спроби знайти економічну альтернативу твердосплавним інструментам дали новий імпульс конструкцій зі змінними твердосплавними головками. Більш того, деякі з цих конструкцій навіть забезпечували суттєву перевагу у вигляді високої повторюваності вильоту головки по відношенню до інструменту. В результаті відпадає необхідність у додатковому регулюванню після заміни зношеної головки, яку можна швидко замінити, не знімаючи інструмент зі шпинделя верстата. Перевага «без налаштування» відкрило джерело скорочення простоїв верстата і в поєднанні з явними економічними перевагами забезпечило багатообіцяючі перспективи для концепції змінної цільної головки як напрямку розвитку ріжучого інструменту.
Металообробна промисловість посилила вимоги до універсальності та ремонтопридатності ріжучого інструменту. Ці зміни викликали хороший відгук з боку виробника інструменту. Наприклад, типова фреза зі змінними пластинами має внутрішні канали для подачі ЗОР через корпус фрези. Такий дизайн корпусу зараз є свого роду неписаним стандартом інструменту. Інший приклад - виробник ріжучого інструменту не тільки строго визначає необхідний крутний момент для затягування затискних гвинтів пластини, але також надає динамометричні ключі для забезпечення необхідного значення крутного моменту.
Нові тенденції та нові виклики
У металообробній промисловості існують стійкі тенденції, які ставлять перед виробниками ріжучого інструменту нові завдання.
Значне збільшення використання композитів і спечених матеріалів тепер вимагає спеціальних фрез, які в багатьох випадках налаштовуються.
Точне формування металу і 3D-друк мають тенденцію до зростання, що призводить до зростання кількості деталей, які виробляються дуже близько до кінцевої формі деталі. Це призводить до значного скорочення припуску, що видаляється при обробці. Отже, продуктивність і точність різання з малою потужністю на потужних верстатах значно зростає. Сучасні багатоосьові верстати здатні точно створювати складні форми за допомогою методів різання. Отже, металообробна промисловість зацікавлена в розумних і ефективних рішеннях від виробника ріжучого інструменту.
Обробка важкооброблюваних матеріалів ISO S, особливо з β- і близьких до β-титанових марок, а також жароміцних суперсплавів (HTSA) має низькі швидкості різання. Зростаючі потреби в компонентах з цих матеріалів вимагають відповідного збільшення продуктивності за рахунок прискорення операцій обробки. Виявляється, найменший елемент технологічної системи - ріжучий інструмент - стає головною перешкодою для зростання продуктивності.
Дати адекватну відповідь на ці та інші актуальні питання, підняті галузевими тенденціями, - непросте завдання. Здається, що пошук відповіді пов'язаний в основному з дизайном, виробництвом тощо. У тій чи іншій мірі вони відносяться до більш-менш традиційної та звичної сфери.
У той же час, зміни, які відбуваються в галузі, поставили перед інструментальником завдання зовсім іншого характеру.
Упевнені кроки Індустрії 4.0 та оцифровування виробництва перетворили виробників інструментів у віртуальний світ. Вони зажадали доповнити ріжучий інструмент - матеріальний продукт - відповідним цифровим двійником і розвиненим набором інформаційних послуг. Це буде необхідний перехід в розумну фабрику завтрашнього дня. Без пропуску виробник інструменту залишиться біля воріт заводу.
Подальший Замовник чекає активних варіантів віртуального проектування, необхідних для моделювання процесів, інтеграції збірки інструментів, концептуального проектування індивідуальних інструментів і багато чого іншого.
Інтернет-маркетинг буде грати ключову роль в цих змінах. COVID-19 посилив вплив інтернет-маркетингу, і очікується, що зростаючий попит на передпродажні онлайн-послуги та післяпродажну підтримку в цілому спектрі послуг з боку виробника інструментів.
Отже, цифрова система "все в одному" для онлайн-маркетингу, дані про інструменти, доступ до різної інформації, створення моделей-близнюків, інженерні та економічні розрахунки, аналіз терміну служби інструменту, негайне обслуговування, поради, знання, компетенції тощо – все це буде невід'ємною частиною асортименту продукції виробника ріжучого інструменту.
Пошуки правильної відповіді
Звичайно, виробник інструменту не може просто сидіти і чекати, поки щось зміниться, він повинен діяти на випередження. ISCAR - хороший приклад того, як провідна компанія-виробник інструментів прагне відповідати новим вимогам галузі та готується до майбутніх змін. В останні роки ISCAR представила безліч нових інноваційних ліній продуктів в рамках своєї кампанії LOGIQ, щоб надати рішення в дусі промислових тенденцій.
Лінія токарних виробів ISCAR була доповнена універсальною зібраною системою, що складається з антивібраційної планки та змінних головок з різними пластинами. Нові пластини з полікристалічних наконечників CBN були розроблені для підвищення продуктивності при токарній обробці твердих матеріалів.
Передова система відрізки з адаптерами з декількома кишенями і міцними підсиленими інструментальними блоками відкриває нові горизонти для підвищення продуктивності.
ISCAR значно розширив лінійку фрезерних верстатів, додавши ряд інструментів для HFM і HSM. Для обробки важкооброблюваних аерокосмічних матеріалів ISCAR спеціально розробив нові види твердих сплавів для змінних пластин і керамічних кінцевих фрез. Крім того, нещодавно представлені фрези з подовженою канавкою і опцією HPC значно підвищили швидкість знімання металу при чорновому фрезеруванні титану.
Лінія свердел ISCAR зі змінними твердосплавними головками поповнилася новою конструкцією з трьома канавками, яка забезпечує значне підвищення продуктивності. Нові цільні свердла з пластинами з полікристалічного алмаза є ефективним рішенням для свердління композитних матеріалів.
Інформаційний сегмент продуктової програми ISCAR зазнав серйозних змін. Цифрові двійники інструментів відповідно до стандарту ISO 13399, варіанти віртуального складання, оптимальне програмне забезпечення для вибору інструменту, оптимізатор якості ріжучого матеріалу, інші різні джерела, що постійно оновлюються інформацією, онлайн-покупки, багатофункціональні програми для мобільних телефонів і багато інших нових функцій відкривають нові можливості для абсолютно нового рівня інструментального продуктового портфеля.
Логіка промислового розвитку вимагає від виробника інструменту нових високопродуктивних фрез з розвиненим інформаційним компонентом. Таке органічне ціле і баланс між матеріальним і віртуальним світами дуже скоро будуть визнані в індустрії ріжучого інструменту і визначать IQ ріжучого інструменту і його включення в передові виробничі системи.
Точіння замість шліфування: точна обробка деталі з твердої сталі з використанням інструменту з пластиною з напайкою з PCBN.
Фрезерування з великою подачею залишається ефективним методом чорнової обробки як плоских, так і складних поверхонь.
Свердла ISCAR зі змінними головками з трьома зубцями забезпечують значне підвищення продуктивності і значно скорочують час налаштування.
Додаток ISCAR WORLD, віртуальний універсальний магазин, який тепер включає в себе всі онлайн-додатки, інтерфейси і каталоги продуктів ISCAR на мобільному телефоні.
