Opis technologii obróbki elementu typu wspornik ze stali nierdzewnej 1.4435.

Wspornik został wytworzony na trzyosiowej frezarce CNC Mikron VCE-800 Pro, wyposażonej we wrzeciono HSK-63A osiągające maksymalną prędkość 16 000 obr./min. Materiałem zastosowanym do produkcji była stal 1.4435 (X2CrNiMo18-14-3 wg DIN, odpowiednik 316L wg ANSI), czyli wysokostopowa austenityczna stal nierdzewna zawierająca 18% chromu, 13% niklu, 3% molibdenu i 2% manganu. Ze względu na swoje właściwości antykorozyjne jest szeroko stosowana w przemyśle chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym i medycznym. Jednocześnie trudniej poddaje się obróbce niż popularna stal 1.4301, co wymaga starannego doboru narzędzi, parametrów oraz odpowiedniej strategii frezowania. Dodatkowym problemem są naprężenia wewnętrzne materiału, które mogą prowadzić do odkształceń zarówno podczas obróbki, jak i po jej zakończeniu. Aby je zminimalizować, najpierw usuwa się tylko część naddatku, wyrównując grubość półfabrykatu, a dopiero później wykonuje operacje wykańczające. Zwiększona liczba zamocowań wydłuża proces, ale jest niezbędna przy wysokich wymaganiach dokładności.

Z półfabrykatu w formie walca o masie 7,9 kg po obróbce pozostaje jedynie 1,9 kg gotowego detalu (24% początkowej masy). Aby skrócić czas procesu, konieczne było zastosowanie możliwie wysokich parametrów skrawania. Do zgrubnego usuwania naddatku użyto frezów FRAISA MFC o średnicy 12 mm i długości krawędzi 44 mm, pracując strategią trochoidalną. Pozwoliło to wykorzystać pełną długość ostrza przy parametrach: n = 2606 obr./min, vc = 98 m/min, vf = 1138 mm/min, ae = 0,63 mm, ap = 44 mm.

Dzięki przerwanym krawędziom skrawającym wióry były krótsze, łatwiejsze do usunięcia i mniej podatne na powtórne cięcie, co korzystnie wpłynęło na żywotność narzędzia i ergonomię pracy operatora. Następnie wykonano ścieżkę kompensacyjną w celu wyrównania naddatku i skorygowania ewentualnego ugięcia narzędzia.

W drugim mocowaniu, po planowaniu powierzchni, otwór Ø14 mm wykonano wiertłem węglikowym FRAISA Supradrill U z chłodzeniem wewnętrznym. Pozwoliło to na uzyskanie wysokich parametrów (n = 1250 obr./min, vc = 55 m/min, vf = 269 mm/min) i wykonanie otworu o głębokości 16 mm w czasie poniżej 4 s bez konieczności odwiórowania. Kolejny naddatek z drugiej strony usunięto krótszym frezem MFC Ø10 mm, co umożliwiło niemal dwukrotne zwiększenie posuwu (n = 3127 obr./min, vc = 98 m/min, vf = 1931 mm/min, ae = 0,53 mm, ap = 12 mm).

W trzecim mocowaniu zastosowano helikalne zagłębianie frezem MFC Ø12 mm pod kątem 6°, aby wstępnie obrobić kieszeń Ø40. Dzięki specjalnej geometrii narzędzia i doprowadzaniu chłodziwa proces był stabilny i bezpieczny, a wióry były skutecznie ewakuowane. Parametry zagłębiania wynosiły: n = 1500 obr./min, vc = 56 m/min, vf = 250 mm/min. Po osiągnięciu docelowej głębokości narzędzie przechodziło do poszerzania kieszeni strategią trochoidalną, z dwusekundową przerwą na zmianę prędkości obrotowej wrzeciona.

W czwartym mocowaniu szczególną uwagę zwrócono na dokładność otworu Ø40 H7. Element mocowano tak, aby uniknąć deformacji ścianki. Wykańczanie przeprowadzono frezem siedmioostrzowym Multicut XF Ø10 mm, pozostawiając 0,05 mm naddatku. Obróbkę wykonano w dwóch przejściach (n = 2387 obr./min, vc = 75 m/min, vf = 513 mm/min, ap = 18 mm), osiągając Ra ≈ 0,48 µm przy wymaganiu ≤ 1,6 µm.

Czas wykonania jednego detalu, wraz z pomiarem i korektą zer w dwóch z czterech mocowań, wyniósł 33 min 2 s. Dla całej partii 30 sztuk uzyskano powtarzalność wymiarową i wysoką wydajność. Opisana technologia została następnie zaadaptowana do produkcji innych detali o podobnej geometrii.