Opis technologii obróbki elementu typu wspornik ze stali nierdzewnej 1.4435.

Produkcja wspornika realizowana była na trzyosiowej frezarce CNC Mikron VCE-800 Pro wyposażonej w wrzeciono HSK-63A osiągające do 16 000 obr./min.

Zastosowany materiał – stal 1.4435 (wg DIN X2CrNiMo18-14-3, wg ANSI 316L) – to wysokostopowa stal austenityczna o zawartości 18% chromu, 13% niklu, 3% molibdenu oraz 2% manganu. Ze względu na odporność na korozję jest szeroko stosowana w przemyśle farmaceutycznym, chemicznym, spożywczym i medycznym. Jednocześnie jej skład powoduje, że jest trudniejsza w obróbce niż standardowa stal kwasoodporna 1.4301, co wymaga starannego doboru narzędzi, parametrów i strategii pracy.

Dodatkową trudnością są naprężenia wewnętrzne, które mogą powodować odkształcenia elementu zarówno w trakcie skrawania, jak i po wyjęciu z imadła. Dlatego w pierwszej fazie usuwana jest tylko część naddatku, by wyrównać grubość materiału i zredukować naprężenia. Dopiero później przeprowadza się operacje wykańczające. Wymaga to większej liczby zamocowań, co wydłuża proces, ale gwarantuje wymaganą dokładność. 

Pracę rozpoczęto od walcowego półfabrykatu (rys. 1) o masie 7,9 kg. 

Po zakończeniu obróbki gotowy wspornik ważył 1,9 kg, co stanowi 24% pierwotnej masy (rys. 2). Tak duża redukcja materiału wymagała stosowania wysokich parametrów skrawania, aby zachować odpowiednią efektywność. 

Do obróbki zgrubnej zastosowano frezy FRAISA MFC Ø12 mm z krawędzią skrawającą o długości 44 mm, pracujące w strategii trochoidalnej (rys. 3). Dzięki temu możliwe było pełne wykorzystanie długości ostrza i utrzymanie stabilnych parametrów: n = 2606 obr./min, vc = 98 m/min, vf = 1138 mm/min, ae = 0,63 mm, ap = 44 mm.

Wbudowane łamacze wiórów (rys. 4) ułatwiały ich odprowadzanie, co zapobiegało ponownemu skrawaniu i chroniło narzędzie przed nadmiernym zużyciem. Po tym etapie wykonano dodatkową ścieżkę kompensującą ugięcie narzędzia i wyrównującą naddatek.

W drugim mocowaniu, po planowaniu powierzchni głowicą frezarską, wiercono otwór Ø14 mm wiertłem węglikowym FRAISA Supradrill U z wewnętrznym chłodzeniem (rys. 5). Bez konieczności wycofywania narzędzia możliwe było uzyskanie otworu o głębokości 16 mm w czasie krótszym niż 4 sekundy przy parametrach n = 1250 obr./min, vc = 55 m/min, vf = 269 mm/min.

Następnie obrabiano przeciwległą stronę krótszym i sztywniejszym frezem MFC Ø10 mm (rys. 6). Dzięki mniejszej głębokości skrawania (ap = 12 mm) możliwe było niemal dwukrotne zwiększenie posuwu (n = 3127 obr./min, vc = 98 m/min, vf = 1931 mm/min).

W czwartym mocowaniu zadbano o właściwą geometrię otworu Ø40 H7 (rys. 9). Element zamocowano tak, by nie deformować cienkiej ścianki. Wykończenie przeprowadzono frezem Multicut XF Ø10 mm w dwóch przejściach po tej samej ścieżce, usuwając naddatek 0,05 mm.

Parametry: n = 2387 obr./min, vc = 75 m/min, vf = 513 mm/min, ap = 18 mm. Uzyskana chropowatość powierzchni wyniosła Ra = 0,48 µm, przy wymaganiach ≤ 1,6 µm (rys. 10).