О сравнении конструкций дереворежущих фрез (от Инфлекс ООО)

Занимаясь этой проблемой много лет, мы разработали методику выбора инструмента. Она описана в ряде статей, опубликованных в 2001-2005 гг. в журналах «Дерево. RU», «Шпиндель», «Светопрозрачные конструкции», «Оборудование и инструмент для профессионалов», «Вестник Московского государственного университета леса – Лесной Вестник». В 2005 г в издательстве «РИА Пресс» вышла книга Г.А.Зотова «Станочный дереворежущий инструмент», в которой подробно описаны выбор конструкции, расчет параметров, подготовка к работе всех видов дереворежущего инструмента и принципы организации инструментального хозяйства предприятия.
Рис.1. Внутренний профиль нижнего
бруска коробки евроокна

Завершающий этап методики – расчет удельных интегральных затрат. Это сумма всех затрат на инструмент (приобретение, ремонт, оснащение инструмента сменными лезвиями и другими комплектующими, подготовка к работе, а так же упущенная по вине инструмента прибыль), отнесенная к объему выполненной инструментом работы. Удельные интегральные затраты, показывая, каков вклад инструмента в стоимость единицы продукции, являются объективным количественным критерием потребительского качества инструмента.

Из сказанного понятен наш интерес к статье А.В.Смирнова «С какими проблемами вы сталкиваетесь при эксплуатации и обслуживании инструмента?», размещенной на портале «WOODBUSINESS». В начале статьи автор декларирует необходимость объективного количественного критерия качества инструмента, по сути именно удельных интегральных затрат, хотя этот термин и не используется. Но далее этот подход не реализуется, сравнение двух типов сборных твердосплавных фрез – с использованием сменных многогранных неперетачиваемых пластин СМП и массивных однокромочных пластин – выполнен на уровне сравнительного словесного анализа конструктивных особенностей фрез и не завершен расчетом экономической эффективности. Серьезные претензии к содержательной стороне этого анализа сведены в табл. 1.

Таблица 1. Достоинства и недостатки двух типов сборных фрез с пластинами твердого сплава

Утверждения А.В. Смирнова относительно
недостатков фрез со сменными многогранными пластинами (СМП)	достоинств фрез с массивными однокромочными пластинами	наше мнение о сравнительных достоинствах и недостатках фрез
1. На ответственных участках обрабатываемого изделия режущие кромки пластин, установленных на корпусе фрезерной гарнитуры, пересекаются. Это приводит к появлению глубоких рисок и отщеплению волокон из-за их упругости	Массивные профильные ножи позволяют избежать многократного пересе-чения пластин, пересечения происходят в пазах, на ответственных участках лезвие не имеет разрывов	В правильно спроектированных фрезах нет стыков СМП на ответственных участках профиля, так же как нет связи между появлением глубоких рисок и отщеплений с упругостью волокон

2. СМП базируется в корпусе на резьбовых отверстиях, что не позво-ляет достичь высокой точности размеров обрабатываемых деталей	Ножи точно базируются в корпусе за счет точных пазов в ножах и установленных в корпусе штифтов. Ножи в корпусе устанавливаются сами, от персонала не требуется никакой квалификации, точность установки ножей крайне высокая.	Речь, очевидно, идет о базировании пластин в осевом направлении. Штифт расположен в пазу пластины с зазором и не дает преимуществ по точности сравнительно с традиционным базированием торца пластины по головке опорного винта
3. СМП практически невозможно переточить	Нож изготовлен с запасом на 3-4 переточки. Стоимость расходов на инструмент соответственно в 3-4 раза меньше.	СМП имеет 2-4 режущие кромки, что повышает их ресурс в 2-4 раза без дополнительных затрат на заточку. Переточка пластин лишает фрезы их основных достоинств – постоянства профиля и диаметра резания.
4.Распорный клин зажимается винтом, вкрученным в корпус фрезы. Срыв резьбы в корпусе требует замены всей фрезерной гарнитуры, и ремонт стоит весьма дорого	Нож удерживается прижимным башмаком, в который и вкручивается винт. В корпусах резьба должна практически отсутствовать.	Опасения обоснованы, но преодолеваются правильным выбором материала корпуса. Наши исследования показали, что резьбовые отверстия в корпусе из легкого термообработанного сплава В95Т допускают не менее 2000 циклов закреплений без ущерба для резьбы, что соответствует примерно 10 годам эксплуатации фрезы. Тем не менее, следует признать крепление пластины прихватом более надежным.
5. Нож удерживается только силами трения ножа о поверхность рас-порного клина, гарантировать безо-пасность можно только в случае крайне скрупулезного обслуживания	Нож гарантированно закреплен, даже если он не сильно затянут, поскольку крепежный винт проходит через специальное отверстие в ноже	Масса СМП существенно меньше, чем массивных однокромочных пластин, пропорционально меньше и центробежная сила, выбрасывающая пластину из корпуса. Кроме того, через отверстие в СМП проходит штифт, страхующий от вылета пластины.

А.В.Смирнов умолчал о двух важных достоинствах фрез с СМП:
1. Они существенно дешевле однокромочных массивных пластин и в случае повреждения пластины, например, из-за попадания металла в деревянной заготовке, замена СМП потребует меньших затрат.

2. При использовании СМП есть возможность для обработки всех прямолинейных участков профиля, лежащих в плоскости вращения фрезы, устанавливать подрезатели. При использовании однокромочных пластин обработка этих поверхностей ведется боковыми режущими кромками с не благоприятными углами, что ухудшает качество обработанной поверхности.

Хочу сразу оговориться, что мы не противники фрез с однокромочными массивными пластинами, в
случае необходимости применяем аналогичные конструкции, часто комбинируем СМП и массивные однокромочные пластины в одной фрезе. Все зависит от профиля конкретной детали. Большинство профилей может быть обработано фрезами нескольких конструкций. В этих случаях и возникает задача выбора конструкции. Для ее решения следует выполнить достаточно простой расчет и отдать предпочтение варианту с минимальными удельными интегральными затратами.

Рассмотрим пример обработки внутреннего профиля нижнего бруска коробки евроокна (рис.1) сборными фрезами с СМП (рис.2) и массивными однокромочными пластинами (рис.3).
Рис.2. Сборная фреза «Инфлекс» с СМП
Сначала договоримся о некоторых общих условиях производства окон и режиме профилирования брусковых заготовок (при реальном расчете эти данные, как и ряд других использованных ниже параметров, следует брать применительно к своему производству). Предприятие производит 45000 м² окон в год. При размерах расчетного окна 1,5х1,5 м количество подлежащих изготовлению оконных блоков 20000, а суммарная длина интересующих нас нижних брусков коробки 20000*1,5=30000 пог.м. Для профилирования всех брусков створки и коробки окна на одном станке достаточно иметь скорость подачи заготовок V_s= 6 м/мин. Для обеспечения требуемого качества обработки брусков подача на зуб S_z=0,5 мм и число зубьев фрезы z=(V_s*1000)/(n*S_z). При n =6000 мин^-1 z = 2.

Результаты расчета удельных интегральных затрат приведены в табл.2. Цены фрез и комплектующих пластин взяты из каталогов ООО «Инфлекс» (блок фрез с СМП) и концерна «Удача» (блок фрез с однокромочными массивными пластинами). Годовые затраты на приобретение корпусов фрез составляют 20% его стоимости, что соответствует сроку их амортизации 5 лет.

Как видно из результатов расчета, обещанное в статье 3-4 кратное снижение стоимости расходов на инструмент в пересчете на единицу выпускаемой продукции никак не подтверждается. Более того, удельные интегральные затраты на фрезы с однокромочными пластинами на 38% выше, чем для фрез со сменными многогранными пластинами. В нашем расчете не учтена третья составляющая затрат – упущенная по вине инструмента прибыль. Эти затраты сильно зависят от конкретных условий производства. Можем лишь констатировать, что при непостоянстве диаметра резания в результате переточек пластин и необходимости настройки станка после каждой заточки удельные интегральные затраты на фрезы с однокромочными перетачиваемыми пластинами еще возрастут.
Таблица 2.
Расчет удельных интегральных затрат на сборные фрезы с пластинами твердого сплава (z=2)для обработки внутреннего профиля нижнего бруска коробки евроокна

Предвижу возражения автора, что он говорил о фрезах других изготовителей. Но ведь ему ничто не мешало выполнить соответствующие расчеты и подтвердить выводы, которыми он завершает свою статью. Правда, если расчет был бы правильным, ему это не удалось бы. Все сказанное позволяет
предположить: либо автор не полностью разобрался с проблемой, либо умышленно вводит читателей в заблуждение. Скорее второе, так как производить и продавать фрезы с однокромочными пластинами выгоднее: СМП унифицированы и их можно приобрести у любого поставщика, а однокромочные профильные пластины уникальны. Покупая фрезы с такими пластинами, потребитель на многие годы попадает в полную зависимость от одного поставщика, который все это время получает не малую прибыль от продажи сменных пластин и даже их заточки. Таким образом, статья «С какими проблемами вы сталкиваетесь при эксплуатации и обслуживании инструмента?» по форме техническая, проникнутая заботой о потребителях инструмента, по существу обычная реклама и, как видим,
Рис.3. Сборная фреза фирмы «Удача»
с массивными однокромочными пластинами

не совсем добросовестная. Позвольте завершить эту статью не рекомендацией покупать инструмент той или иной конкретной фирмы и даже не рекомендацией отдать предпочтение той или иной конструкции фрез, а настойчивым призывом: не ленитесь, считайте деньги и доверяйте не лукавой рекламе, а расчету, выполненному применительно к вашим конкретным условиям! Затраты на это безусловно окупятся сторицей.

Г.А.Зотов, технический директор ООО «Инфлекс»

При перепечатке ссылка на www.woodbusiness.ru обязательна!