Témata
Reklama

Revoluce v soustružení - netradiční použití zavedeného procesu

Soustružení je zavedený proces, který už se zdál být takřka navždy neměnný. Ale ti, kteří si mysleli, že jejich proces je neotřesitelný jako skála – dovedený k dokonalosti a se skvěle doladěnými parametry umožňujícími dosažení maximální výkonnosti a ziskovosti –, se musí zamyslet znovu. Co kdyby existoval nový způsob soustružení, který zpochybňuje zakořeněné a předpojaté představy o tomto dlouhá léta využívaném procesu? Nadešel čas připojit se k právě probíhající revoluci v soustružení, prolomit stávající výrobní překážky a užívat si nově nalezenou produktivitu.

Po celou dobu své dlouhé historie jednoznačně převládalo soustružení v konvenčním směru – tedy takové, kdy obrábění probíhá v podélném směru od konce obrobku ke sklíčidlu. Ačkoli je tato metoda díky velké propracovanosti prokazatelně úspěšná, dosažení dalšího zlepšení produktivity a ziskovosti bylo stále obtížnější. Velký podíl na tom mají omezení pro konvenční soustružení. Například zatímco si zkušení operátoři uvědomují, že faktory, jako je například malý úhel nastavení umožňují zvýšení rychlosti posuvu, musí se při konvenčním soustružení omezit na hodnoty blízké 90°, aby byl zajištěn potřebný dosah do rohu a nedocházelo ke vzniku dlouhých vlnitých třísek, které jsou pro malé úhly nastavení typické.

V posledních letech vede nástup globalizace k tomu, že se tržní prostředí v oblasti obrábění součástí stává stále náročnějším. Výrobci musejí snižovat své náklady, aby byli konkurenceschopní. Výrobní inženýři jsou pod neustálým tlakem na zvyšování hodnot řezných parametrů a/nebo snižování počtu prováděných seřízení nástrojů, ale zjišťují, že právě soustružení je brzdí. V řadě případů se z něj stala operace, která je překážkou pro plynulost výroby.

Reklama
Reklama
Reklama
Nástroj CoroTurn Prime typu A využívá tři rohy s úhlem 35° a je určen pro lehké hrubování, dokončování a tvarové obrábění.
Nástroj CoroTurn Prime typu B se dvěma extrémně odolnými rohy byl navržen speciálně pro hrubovací obrábění.

Obrat novým směrem

Strojírenské podniky po celém světě znaly pouze jeden způsob soustružení – a tento postup, který je známý už několik desítek let, zcela prokazatelně provázel ne jednu, ale hned dvě generace. Ale co kdyby zde bylo něco, co může přinést skutečné zvýšení konkurenceschopnosti? Chcete-li dosáhnout tak výrazného zlepšení, musíte opustit zavedené principy konvenčního soustružení.

Přesně tímto způsobem uvažovala společnost Sandvik Coromant při vývoji své metody PrimeTurning – zcela nového, revolučního výrobního postupu, který musíte vidět, abyste uvěřili.

Technici firmy začali zjišťovat, jaký potenciál má podélné soustružení, při němž obrábění začíná u sklíčidla a materiál je odebírán ve „zpětném“ směru, jak se nástroj pohybuje ke konci obráběné součásti. Ačkoli některé strojírenské podniky již podobnou metodu vyzkoušely, problém vždy představovala kontrola utváření třísek.

V případě metody PrimeTurning se společnosti Sandvik Coromant podařilo vyvinout řešení, které je nejenom schopné překonat problémy s kontrolou utváření třísek, ale nabízí celou řadu výhod. Například umožňuje použití malého úhlu nastavení, což ve svém důsledku vede ke značnému zvýšení produktivity. Reálně je zde potenciál umožňující efektivní zdvojnásobení rychlosti posuvu a zvýšení řezné rychlosti ve srovnání s konvenčním soustružením. To proto, že při malém úhlu nastavení, resp. větším úhlu hlavního břitu vznikají tenčí, širší třísky, v důsledku čehož dochází k rozložení zatížení a odvádění tepla z oblasti zaoblení špičky, což se promítá do zvýšení hodnot řezných parametrů a/nebo životnosti nástroje. A navíc, protože řez probíhá směrem z rohu ven, nehrozí ani riziko hromadění třísek, což je naprosto běžný jev při konvenčním podélném soustružení.

Nástroj CoroTurn Prime v akci – protože řez probíhá ve směru z rohu ven, nehrozí nebezpečí hromadění a zasekávání třísek.

Výhody obrábění ve všech směrech

Jestliže to zní zajímavě, jak by tomu bylo v případě, že by se tato koncepce mohla posunout ještě o krok dále – pokud by umožňovala soustružení „ve všech směrech“? To by znamenalo, že namísto toho, aby nové břitové destičky byly určeny speciálně pro „zpětné“ soustružení, mohly by tyto nástroje rovněž sloužit pro konvenční směr soustružení, jakož i pro obrábění čelních a tvarových ploch. Stejný nástroj pro obrábění ve všech směrech. Metoda PrimeTurning nabízí přesně to, co znamená skokovou změnu v budoucnosti soustružení a poskytuje výhody, jako je lepší využití strojů (díky kratším časům na seřízení), podstatně delší životnost nástrojů, méně časté prostoje ve výrobě, snížení počtu výměn nástrojů a zúžení nástrojového inventáře.

Ačkoli tento proces souvisí s oblastí všeobecného soustružení, existují určité aplikace a podmínky obrábění, v jejichž případě se bude jednat o prostředek umožňující dosažení výrazného zlepšení. Zcela jistě se bude hodit například pro soustružení krátkých a kompaktních součástí, ale přitom bude také splňovat předpoklady pro obrábění dlouhých, štíhlých součástí (při použití koníku).

Soustružení vstupuje do nové epochy

V případě metody PrimeTurning poskytuje kombinace vyspělých strategií, nástrojového vybavení a programovacích kódů dokonalý přístup do rohu a umožňuje použití úhlu nastavení 25–30°. Výsledkem je výrazné zvýšení rychlosti úběru kovu, vynikající kontrola utváření třísek a spolehlivé dodržování tolerancí. V závislosti na stávajícím nastavení může metoda PrimeTurning přinést zvýšení produktivity na úroveň, která je v současné době nedosažitelná. Každý strojírenský podnik, který nemaximalizuje svou produktivitu, není konkurenceschopný tak, jak by mohl být. Jestliže například soustružení je operace, která je překážkou pro plynulost výroby, firma na to doplácí snížením počtu součástí vyrobených za směnu. Stejně tak i v případě, že je využití stroje nízké, není využíván potenciál pro výrobu většího počtu součástí za kratší dobu. Tato metoda může pomoci změnit tato omezení a umožnit firmám rychlou návratnost investic.

Zcela nové pojetí zavedeného procesu, vhodné pro použití na CNC soustružnických centrech a víceúčelových strojích typu turn-mill, nabízí také flexibilitu umožňující soustružení ve všech směrech a dosažení vysoké produktivity. S jedinou břitovou destičkou lze provádět podélné soustružení (v obou směrech), čelní soustružení i soustružení tvarových ploch. Rovněž dochází ke zlepšení kontroly teploty, protože teplo vzniká v jiné a širší oblasti než u běžných břitových destiček. To znamená, že teplo může být mnohem snáze odvedeno z místa řezu. Kromě toho jsou třísky rovné a snadněji se utvářejí.

Zpočátku se stane výhodou při obrábění součástí vyráběných z materiálů ISO P (oceli), S (žáruvzdorné slitiny a titan) a M (korozivzdorné oceli), avšak v blízké budoucnosti dojde k rozšíření i na další materiály. Navíc bude tento proces přizpůsoben také pro vnitřní soustružnické operace, což signalizuje, že tyto pokrokové změny budou pokračovat a posouvat revoluci v soustružení dál.

Nová metoda PrimeTurning a nástroje CoroTurn z nabídky společnosti Sandvik Coromant jako první umožňují soustružení ve všech směrech.

První pokroková změna za celá desetiletí

Metoda PrimeTurning představuje první významnou pokrokovou změnu strategie soustružení po mnoha desetiletích. Samozřejmě že by bylo mylné tvrdit, že tato avantgardní metoda je vhodná pro všechny typy aplikací – tam, kde metoda PrimeTurning nepředstavuje nejvhodnější řešení, bude stávající nabídka nástrojů Sandvik Coromant pro soustružení i nadále skýtat optimalizované nástroje a nástrojové systémy. Například při podélném a čelním soustružení ocelových obrobků umožňuje dosažení vysoké kvality obrobených součástí, vyšší efektivity obsluhy a delší životnosti nástrojů koncepce CoroTurn 300. Tento nástroj, využívající břitové destičky s osmi řeznými hranami s úhlem špičky 80°, nabízí spojení předností moderních technologií iLock, Inveio a vysokotlakého přívodu řezné kapaliny a posouvá soustružení ocelí směrem do budoucnosti. Větší počet řezných hran znamená méně břitových destiček, což ve svém důsledku vede ke zúžení nástrojového inventáře.

Jakému typu výrobce tedy metoda PrimeTurning s největší pravděpodobností přinese prospěch? Všem firmám, které se zabývají konvenčním vnějším soustružením ve velkých sériích – například výrobcům originálních dílů pro automobilový průmysl (OEM) a přímým dodavatelům první, druhé a třetí kategorie – ale také strojírenským podnikům působícím v odvětvích, jako je letecký průmysl, kde je často zapotřebí vyšší počet seřízení a výměn nástrojů. V podstatě jakékoliv společnosti, která usiluje o zvýšení produktivity, firmám, které si uvědomují, s jakými hodnotami řezných parametrů pracují a jaké jsou jejich současné hranice, firmám, které jsou otevřené přijímání nových technologií a průmyslových trendů.

Soustružení už nikdy nebude stejné

Ve chvíli, kdy si vedoucí dílen, inženýři a pracovníci obsluhy strojů mysleli, že svou výrobu propracovali až do posledního detailu, přichází soustružení ve všech směrech, aby jim pomohlo k ještě většímu zhodnocení. Tyto nástroje, metoda a software umožňují podstatně vyšší rychlosti úběru kovu, vynikající kontrolu utváření třísek a dosažení přesnějších tolerancí.

Historie soustružení
Záznamy o prvním průmyslovém využití soustruhu pocházejí z roku 1772, kdy byla na Royal Arsenal v londýnském Woolwichi instalována horizontální vyvrtávačka. Byla na koňský pohon a rotační pohyb vykonával namísto nástroje obrobek, což z ní z technického hlediska činí soustruh. Tato fáze průmyslové revoluce je rovněž spojena s nástupem mechanických pohonů s využitím vodního kola nebo parního stroje. Od konce 19. století do poloviny 20. století se jako hlavní pohonné jednotky začaly prosazovat elektromotory. Od padesátých let minulého století pak začaly být pro řízení soustruhů využívány servomechanismy, které byly následně propojeny s počítačem – a tak se zrodilo číslicové řízení (CNC).

Něco navíc…

Ukázka obrábění metodou PrimeTurning .



Sandvik Coromant

Håkan Ericksson

nikki.stokes@sandvik.com

nevena.rasic@publitek.com

www.sandvik.coromant.com/cz

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 170529
Datum: 10. 05. 2017
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Obrábění s minimálním množstvím mazání

Firma Gühring stála od počátku u zrodu aplikace zcela nové progresivní technologie obrábění s minimálním množstvím mazání (MMS, v anglickém překladu jako MQL). Před dvaceti lety zakoupila licenci na tuto technologii od japonského výrobce obráběcích strojů Horkos a začala tento výrazně rozvíjet. Výsledkem je kompletní program nástrojů, upínačů i měřicí techniky pro obrábění s technologií MMS. Vysoká inovativnost je potvrzena mnoha patenty.

Záchrana do 100 milisekund

Všichni víme, jaký přínos pro ochranu pasažérů mají airbagy v automobilech. Díky vývoji vest Point 2 mohou podobné úrovně ochrany dosáhnout i například motorkáři nebo jezdci na koních. Aby k tomu mohlo dojít, dvě společnosti se zkušenostmi z výroby a prodeje se musely spojit, aby byly schopny vyrobit dostatečně přesně díly nutné k aktivování nafukovací vesty za méně nez 100 milisekund. Následující článek přináší zkušenosti s nástroji společnosti WNT, které byly ve výrobě použity.

Související články
Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Multifunkční bruska aneb tři v jednom pro Koreu

Období sériové výroby, ve kterém TOS Hostivař nebo TOS Čelákovice dodávaly tisíce obráběcích strojů, je dávno minulostí. Tuto úlohu v oblasti univerzálních strojů převzaly do jisté míry asijské firmy, kterým lze, co do kvantity, a tedy i ceny, jen těžko konkurovat.

Návratnost strojních investic

I když nový stroj představuje významnou investici, je pravda, že zhruba 70 % všech strojů se prodává bez nástrojového vybavení. To znamená, že mnoho výrobců stále nemá možnost zkrátit dobu návratnosti a zvýšit investiční návratnost (ROI) z jejich kapitálových výdajů.

Monitorování obráběcího procesu přináší přidanou hodnotu

Slovy Garyho Kinga z Harvardovy univerzity, zatímco dat je bezpočtu a je snadné je shromáždit, skutečná hodnota spočívá v tom, co s nimi uděláte.

Efektivní vrtání

Široká nabídka produktů řady WTX-Change společnosti WNT s vyměnitelnými TK vrtacími hlavami se nyní ještě rozšiřuje o dvě nové geometrie. Výhody z toho plynoucí mohou nyní využívat především firmy specializující se na obrábění ocelí s vyšší pevností a na obrábění šedých litin. Další již známou přidanou hodnotu představuje možnost výměn TK vrtacích hlav na ocelovém nosiči.

Nové frézy zvyšují produktivitu

Vývoj kombinovaných nástrojů je významným potenciálem pro zvyšování efektivity výrobních procesů. V tomto článku je představena unikátní fréza, která umožňuje nejen frézování klasické, ale i šikmé najíždění do hloubky pod strmým úhlem až 45° a také vrtání do plného materiálu. Díky uvedeným vlastnostem si tato inovovaná fréza vysloužila pojmenování potápěč (diver). Tento nový produkt významně rozšiřuje stěžejní řadu programu monolitních racio fréz s označením RF100.

Vrták WTX-Ti je první volbou do superslitin

Nejnovější generace řezných nástrojů pro vrtání těžkoobrobitelných materiálů spadajících do skupiny superslitin, jako jsou žáruvzdorné slitiny, byla představena v novém katalogu společnosti WNT v červnu tohoto roku. Se zvyšující se produkcí obrábění těchto materiálů současně narůstá poptávka po nástrojích splňujících ty nejvyšší požadavky na obrábění. Nová generace vrtáků WTX-Ti speciálně vyvinutých pro letecký průmysl, nachází uplatnění i v jiných, více či méně významných odvětvích. Generace těchto vrtáků přináší vysokou užitnou hodnotu a nabízí nesporné výhody oproti předešlým generacím.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Další veletržní postřehy z EMO 2019

Z pohledu technika lze veletrh EMO v roce 2019 považovat za zdařilý, protože byl více o invenci, kreativitě, vylepšování stávajícího i hledání nových cest. Na veletrhu bylo možné vysledovat několik řekněme fenoménů, které se objevovaly napříč veletrhem. Přitom bych je přímo nepovažoval za trendy, protože obdobné počiny, technika, software i smýšlení byly (u asijských výrobců) k vidění o šest měsíců dříve na veletrhu obráběcích strojů v Pekingu. Nedávám tímto záminku k mezikontinentální diskusi o tom, kdo trendy určuje. V tomto textu zazní několik dalších veletržních postřehů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit