Конічні фрези з ріжучою крайкою, яка фактично є сегментом дуги великого діаметру, були представлені приблизно 25 років тому. Оскільки форма різальної крайки цих конічних фрез нагадує бочкоподібний профіль, такі терміни, як "конічні фрези з заокругленим наконечником", "конічні кінцеві фрези з заокругленим наконечником" або, в розмовній мові, часто просто "фреза бочкоподібної форми", незабаром стали звичайним явищем для позначення цих типів конічних фрез. Спочатку використання цих бочкоподібних фрез було більш-менш обмеженим кількома конкретними застосуваннями, такими як обробка тривимірних поверхонь складних штампів і частин турбомашин. Однак, досягнення в області 5-осьової обробки та CAM-систем значно розширили межі застосування конічних фрез для циліндричних деталей.
У той же час принцип конструкції різальної крайки як сегмента дуги великого діаметру був успішно реалізований в інших типах фрез - інструментах для фрезерування з великою подачею (HFM), також званих «фрезеруванням зі швидкою подачею» (FF). Ця концепція забезпечує тороїдальну геометрію різання, яка забезпечує продуктивну чорнову обробку при надзвичайно високих подачах за рахунок ефекту тонкої стружки. На відміну від фрезерних інструментів з великою подачею, циліндричні конічні фрези призначені не для чорнової обробки, а для чистової та напівчистової обробки тривимірних поверхонь з низьким зніманням припуску.
Традиційно ці операції обробки виконуються фрезами зі сферичним наконечником та тороїдальними фрезами. Однак дуга великого діаметру ріжучої крайки конічної фрези призводить до значного зменшення висоти загострення, що виникає між проходами, обробленими сферичної або тороїдальною фрезою. Ще однією перевагою цього типу різальної крайки перед сферичними та тороїдальними різцями є значне збільшення відстані між проходами (переміщення між проходами або ступінчасте зниження, в залежності від напрямку зсуву різця після кожного проходу) - як мінімум в п'ять разів більше без погіршення параметрів обробки поверхні (рис. 1)! Це означає, що кількість проходів і, як наслідок, час обробки можна помітно скоротити. Збільшення відстані між проходами також збільшує стійкість інструменту і, отже, знижує вартість інструменту на деталь.
Класична форма циліндра конічних фрез зазнала деяких змін, щоб зробити ці фрези більш універсальними. Поєднання сферичного наконечника з периферійними різальними крайками з великою дугою створює багатоцільовий «ріжучий овал», який спрощує використання циліндричної конічної фрези в якості фрезерного інструменту зі сферичним наконечником. В конічних фрезах трансформується профіль основної різальної крайки, крайка в сегменті з великою дугою утворює інший ріжучий овал - конусоподібний циліндр. У порівнянні зі звичайною конічною фрезою, конічний циліндр забезпечує теоретично точковий контакт між основною різальною крайкою та обробленою поверхнею, що знижує похибки точності та запобігає повторному нарізанню отриманої форми, що також сприяє зменшенню вильоту інструменту, що є важливим фактором для підвищення його продуктивності. Циліндричні та овальні конічні фрези в основному використовуються для різання бічних поверхонь. Якщо потрібна обробка складної нижньої поверхні, конічна фреза в формі лінзи є хорошим рішенням. Цей інструмент має бочкоподібні різальні крайки на торцевій поверхні для забезпечення фрезерування з великим кроком.
Циліндричні конічні фрези - класичні фрези циліндричної, овальної та лінзова форми - являють собою ефективні інструменти для обробки тривимірних поверхонь. Проте, довгий час складність програмування ЧПУ для застосування циліндричних конічних фрез була стримуючим фактором в активній інтеграції цих багатообіцяючих інструментів у відповідні галузі металообробної промисловості. Зростаюче використання 5-осьових верстатів і останні досягнення в галузі програмного забезпечення CAM кардинально змінили ситуацію, та сьогодні ми спостерігаємо інтенсивне використання конічних фрез для виготовлення різних деталей з геометрично складною поверхнею. Основними споживачами цих «ріжучих циліндрів» є виробники штампів та прес-форм, аерокосмічної, медичної, турбінної та компресорної техніки.
Компанії з виробництва ріжучого інструменту, в свою чергу, активізували свої зусилля з розробки та виробництва більш досконалих конструкцій конічних фрез для циліндрів, щоб задовольнити зростаючі потреби клієнтів. Деякі з останніх продуктів ISCAR, конічні фрези для циліндрів з сімейств SOLIDMILL та MULTI-MASTER, є хорошими прикладами цієї тенденції.
Переваги MULTI-MASTER
ISCAR пропонує конічні фрези овальної та лінзової форми в діапазоні діаметрів від 8 до 16 мм та 0,312-0,500 дюйма (рис. 2). Нові конічні фрези виробляються у вигляді змінних твердосплавних головок з нарізним сполученням MULTI-MASTER. Відмінна особливість MULTI-MASTER - «відсутність часу на переналагодження» - дозволяє замінювати зношену головку без зняття інструменту зі шпинделя верстата, може бути особливо ефективною в разі застосування циліндричних інструментів при операціях напівчистового та чистового фрезерування.
Додатковими факторами на користь застосування концепції MULTI-MASTER на конічних фрезах є економічна доцільність і стійкість. Через складну форму різальних крайок циліндрична конічна фреза розроблена як одноразовий інструмент - коли досягається межа зносу, вся твердосплавна конічна фреза стає непотрібною. На відміну від цільних інструментів, конструкція MULTI-MASTER надає цінну можливість для дбайливого та економічного використання матеріалів з цементованого карбіду. І, звичайно ж, широкий спектр доступних хвостовиків, перехідників і подовжувачів MULTI-MASTER дозволяє оптимально зібрати необхідний інструмент з цих елементів.
В даний час бочкоподібні фрези не користуються величезним попитом у металообробній промисловості; вони призначені для обробки дуже специфічних деталей, і для ефективного використання таких фрез потрібні високотехнологічні багатоосьові верстати і, що особливо важливо, передові системи CAM. Однак, сучасні технології виробництва деталей (такі як лиття металу під тиском, 3D-друк, лиття по виплавлюваних моделях та кування з жорсткими допусками), інноваційні верстати та якісний стрибок в оцифровування виробництва збільшать потребу в обробці складних поверхонь з мінімальним запасом для обробки. У світлі цього фахівці ISCAR вважають, що споживання конічних фрез в металообробній промисловості буде рости в геометричній прогресії, і виробники ріжучого інструменту повинні орієнтуватися на те, що очевидно є новою багатообіцяючою галузевою тенденцією.
