En avstickare i jakten på det rätta verktyget

Det var på 70-talet som ISCAR lanserade SELF-GRIP, avstickningsverktyget som blev en riktig succé tack vare sin innovativa konstruktion. SELF-GRIP konstruerades enligt ett koncept där ett pressat hårdmetallskär monteras i verktygsbladet enbart med hjälp av bladets elastiska krafter (Bild 1). Ingen del behövde monteras mekaniskt. Andra tillverkare hade också försökt sig på att montera skär i avstickningsverktyg enligt samma princip. Men det var ISCAR:s konstruktörer som satte ribban för avstickningsverktygen när de uppfann detta tillförlitliga och användbara koncept.

SELF-GRIP skulle visa sig förändra avstickningen i grunden. Kort efter lanseringen följde andra tillverkare efter med liknande konstruktioner, men ISCAR hade redan gjort sig känt som en auktoritet på området avstickning och blev snabbt en oöverträffad branschledare. Inte heller idag råder det någon tvekan om varför ISCAR:s ständigt nya uppfinningar inom avstickning drar till sig intresse och förtjänar uppmärksamhet.

Vid avstickning är det oerhört viktigt med en stabil infästning av skäret. Detta styr hur mycket skärbredden kan minskas för att kunna utnyttja materialet i arbetsstycket så ekonomiskt och optimerat som möjligt. Ju större diameter arbetsstycket har desto större överhäng krävs på verktyget. Om skäret och bladet görs för tunna försämras verktygets dynamiska egenskaper vilket i slutänden påverkar bearbetningens prestanda. För att säkra effektiv avstickning vid ofördelaktiga skärbetingelser är det därför avgörande hur väl konstruktörerna lyckas förbättra stabiliteten och styrkan på avstickningsverktyget.

SELF-GRIP-konstruktionen var ett verkligt genombrott som ännu idag inspirerar ISCAR att fortsätta förbättra konceptet. Det ”klassiska” SELF-GRIP-sortimentet har uppgraderats och utökats med många nya geometrier och angreppssätt för produktiv avstickning.

Med riktad högtryckskylning (HPC) kan temperaturen i skärzonen minskas och med smarta spånbrytningslösningar förbättras ytjämnheten och verktygets livslängd. Detta ökar prestandan vid avstickningen vilket ger avsevärda konkurrensfördelar. Vid bearbetning av svårbearbetade värmebeständiga superlegeringar och austenitiskt rostfritt stål kan högtryckskylningen minska – eller till och med eliminera – löseggsbildning. Högtryckskylning erbjuder många fördelar vid avstickning.

Men att förse de tunna skärbladen med effektiva inre kylkanaler är tekniskt komplicerat. ISCAR har försett marknaden med smarta lösningar för att komma till rätta med detta problem. En av dessa lösningar används i DO-GRIP, en serie med avstickningsverktyg som utvecklades flera år efter lanseringen av framgångsrika SELF-GRIP. Ett DO-GRIP-verktyg har skär med två eggar placerade i varsin ände av skäret. Eggarna är vridna i förhållande till varandra vilket innebär att den icke-skärande eggen inte begränsar verktygets skärdjup. (Bild 2).

Verktygsserien PENTACUT med stjärnformade hårdmetallskär utformades ursprungligen för avstickning av arbetsstycken med liten diameter, rör och tunnväggiga detaljer. Dessa kostnadseffektiva skär är försedda med hela fem skäreggar vilket gör att hårdmetallen kan användas på ett mycket ekonomiskt sätt. Skären monteras i skärläget med en skruv genom skärets centrumhål. När PENTACUT-skären skulle användas för arbetsstycken med större diameter visade det sig att denna design inte fungerade särskilt väl: skäret behövde göras större vilket gjorde det hela tekniskt komplicerat och dyrt.

Lösningen blev PENTA-IQ-GRIP – en serie avstickningsverktyg som även de består av vändskär med fem skäreggar. Serien möjliggör avstickning av arbetsstycken med diametrar upp till 40 mm. Tack vare en innovativ laxstjärtsformad fästanordning fungerar dessa verktyg med relativt små skär och ger mycket stabil fastspänning med avsevärt ökad verktygslivslängd, rakare avstickning och bättre ytjämnhet vid avstickning. Dessutom finns PENTA-IQ-GRIP-verktygen med ett HPC-alternativ (bild 3).

Fastspänningen i SELF-GRIP byggde på att avstickningsbladet beter sig elastiskt. Denna egenskap banade väg för ett nytt och förbättrat avstickningssystem som tog stabiliteten till en ny nivå. För att motverka de skärkrafter som verktyget utsätts för under bearbetningen fungerar TANG-GRIP enligt principen om överlägset stöd för skäret. (Bild 4). I TANG-GRIP lades spåret som fungerar som skärläge i en annan riktning jämfört med hos SELF-GRIP, vilket gör att skäret får stöd av skärlägets långa och styva bakre vägg. TANG-GRIP har en fast stoppmekanism, till skillnad från de flesta andra avstickningssystem där skäret endast hålls fast genom friktionskraften. Denna mekaniska konstruktionsdetalj förhindrar att skäret lossnar vid återgång. Med avsevärt förbättrad stabilitet ökar verktygets och skärlägets livslängd märkbart. Tack vare den robusta konstruktion på skäret och en förstärkt skäregg möjliggör TANG-GRIP avstickning med exceptionellt höga matningshastigheter, vilket ger oöverträffad produktivitet.

Trots dessa fördelar har myntet en baksida: Vid högre matningshastigheter ökar nämligen skärkrafterna, särskilt vid större diametrar på stången och större skärdjup. Detta kan resultera i utböjning, vilket i hög grad påverkar resultatet. Problemet kan motverkas genom att använda en metod för avstickning via Y-axeln. Bladet belastas då på ett fördelaktigt sätt. Y-axelavstickning är vanligt på flerfunktionsmaskiner med Y-axel vilket ger rätt matningsrörelse.

Jämfört med traditionell X-axelavstickning blir skärkraften vid Y-axelavstickning tangentiell vilket förbättrar bladets dynamiska egenskaper avsevärt. Vid avstickning i radialkrafternas riktning minskar stabiliteten på bladet. Återigen kom ISCAR:s produktiva ingenjörer på en smart lösning och skapade en ny verktygsfamilj: LOGIQ-F-GRIP. Typiskt för LOGIQ-F-GRIP är dess kvadratiska blad med fyra skärlägen, ett i varje hörn. (Bild 5). Med adaptern kan de båda bladriktningarna (i både X- och Y-led) kombineras vilket ger en mycket balanserad och stabil konstruktion. Adaptern har fyra skärlägen och förlänger verktygens livslängd avsevärt. Om ett av skärlägena är skadat kan adaptern lätt vändas. Adaptern kan fås med eller utan intern högtryckskylning. Den är monterad i ett stadigt block med förstärkt design vilket ger en mycket hållbar och stadig verktygssammansättning. Systemet ger en effektiv och imponerande stabil avstickning vid smala skärbredder, även för tjocka stänger, samtidigt som det sparar råmaterial. Systemet passar för alla typer av svarvar, oavsett om de är försedda med Y-axel.

Alla tillverkare måste fundera ut vilken avstickare man skall ta för att skapa det optimala avstickningsverktyget. Återigen har ISCAR skapat revolutionerande lösningar och visat prov på stor kreativitet och uppfinningsrikedom i arbetet med att skapa avancerade avstickningssystem som möter kundernas krav.

Bild 2 – Ett DO-GRIP-blad för avstickning, med invändiga kylkanaler för högtryckskylning
Bild 3 - PENTA-IQ-GRIP med laxstjärtformat skärläge tillför kylvätska i två riktningar under högt tryck
Fig. 4 – TANG-GRIP avstickningsverktyg ger en mycket stabil fastspänning av skäret
Fig. 5 – LOGIQ-F-GRIP ger helt nya möjligheter vid avstickningsapplikationer