Vändskär eller solida – vilket koncept är bäst för roterande verktyg? Runt en frågeställning som detta finns inte ett enkelt svar. Man måste veta förutsättningarna runt en specifik bearbetning och titta på för- och nackdelar för båda koncepten för att kunna ge ett tydligt svar.
Ett verktyg med utbytbara skär kräver bara skärande egenskaper av en av de ingående delarna – skäret. Verktygskroppen agerar hållare för dessa skär med en specifik form, tillverkade av material som exempelvis solid hårdmetall, CBN, keramik eller cermet. Verktygskroppen är i de flesta fall tillverkad av stål.
Skärets spånyta har en geometri som underlättar skärförloppet. Kombinationen av en kropp och ett antal skär anpassade för en viss applikation ger ett optimerat skärverktyg. Skäret har flera skäreggar och när en egg blir sliten kan en ny egg växlas in. Vändskärs-principen ger kostnadseffektiv utnyttjande av skärmaterialet. Ett hårdmetallskär är format genom pressning för att kunna ta fram dess unika form och skapa en stark skäregg. Att ta fram ett skär med komplexa ytor och former med andra metoder är antingen väldigt svårt eller till och med omöjligt. Ett vändskärsverktyg har också ett antal nackdelar. Noggrannheten är lägre än för ett solitt verktyg och verktygsdiametern kan inte vara mindre än någonstans 8-10 mm. Vid små dimensioner måste också alla ingående delar vara små, exempelvis skruvar, och där finns det en naturlig gräns Skäreggarna på vändskär är starka men oftast inte lika vassa som på solida verktyg som är slipade på alla sidor. För att ett vändskärsverktyg skall fungera på ett tillfredsställande sätt i exempelvis koppar, olegerat titan och aluminium måste skäreggarna slipas.
Den stora fördelen med ett solitt verktyg är den höga precisionen, i snitt en toleransgrad bättre än ett vändskärsverktyg. Ett solitt fräsverktyg kan ha många fler skäreggar på mindre dimensioner än motsvarande vändskärsverktyg vilket ger högre produktivitet. Ett solitt verktyg kan dock inte indexeras men kan slipas om. Ett solitt verktyg har också sina dimensionsbegränsningar som är kopplade till verktygskostnaden. Oftast går gränsen omkring 20-25 mm. Ett stort solitt verktyg kräver signifikant mer verktygsmaterial och kräver mer tid för slipning vilket höjer verktygskostnaden.
Vid grovbearbetning med stora skärkrafter och hög effektåtgång är ett vändskärsverktyg att föredra. Å andra sidan om operationen innehåller små skärdjup och kräver hög noggrannhet är ett solitt verktyg det rätta valet.
De senaste åren har stora förändringar skett i hur man ser på vändskärsverktyg och solida verktyg. I sökandet efter nya sätt att öka produktiviteten tillsammans med utvecklingen på maskinsidan har gjort det möjligt att utveckla nya bearbetningsstrategier och maskiner för dessa. Många moderna maskiner har lägre effekt men avsevärt högre varvtal, snabbare axlar och avancerade styrsystem för höghastighetsbearbetning med mindre verktyg som bearbetar med konstant belastning. Detta gör att nya möjligheter öppnas upp för grovbearbetnig med solida verktyg. Idag med höghastighetsmetoder kan exempelvis en solid pinnfräs bearbeta ett härdat stål på HRC 65.
Verktygstillverkare har också med fördel kombinerat vändskärsverktyg och solida verktyg i koncept med utbytbara skärdelar. ISCAR’s populära MULTI-MASTER och CHAMDRILL verktygsfamiljer är exempel på detta. Både MULTIMASTER och CHAMDRILL har utbytbara skärdelar i solid hårdmetall. I MULTI-MASTER-sortimentet, som introducerades 2001, kan en skärdel monteras i flera olika skaft och ett skaft kan hålla flera olika skärdelar. Totalt sett finns över 40 000 kombinationer. Så slutligen, vilket koncept är bäst? Industrin behöver båda koncepten för att täcka de processer som skall bearbetas. Förhållandet vändskärsverktyg mot solida och verktyg med utbytbar spets är idag uppskattad till 1:1, vilket tyder på utveckling i båda riktningarna. Därför utvecklar också ISCAR sitt sortiment inom vändskärsverktyg, solida verktyg och verktyg med utbytbar skärdel parallellt.

fig1


fig2


fig3