Témata
Reklama

Cermetové výstružníky

V dnešní době se každý výrobce snaží snižovat náklady na výrobu za účelem dosažení maximálního zisku firmy. Snížení nákladů lze docílit několika různými způsoby, například zvýšením produktivity nasazením výkonnějších strojů a modernějších nástrojů. Zvýšení produktivity pomocí nástrojů se docílí použitím výkonnějších řezných materiálů. Praktické zkušenosti poslední doby ukazují, že pro vystružování konstrukčních ocelí je nejvýhodnější použít nástroje s řeznou částí z cermetu

Cermet je řezný materiál na podobné bázi jako slinutý karbid (SK). Název "cermet" vznikl z prvních tří hlásek slov ,,CERamics (keramika)" a ,,METal (kov)" a má charakterizovat nástrojový materiál, jehož mechanické vlastnosti vykazují výhodnou kombinaci tvrdosti keramiky a houževnatosti kovu. Hlavní rozdíl cermetu a konvenčního slinutého karbidu spočívá v jeho chemickém složení. Protože tvrdá fáze cermetů vytváří při obrábění plochy s velmi nízkou drsnosti povrchu, jsou cermety velmi rozšířenými řeznými materiály hlavně pro dokončovací obrábění, zejména pro vystružování. U těchto moderních nástrojů lze ve srovnání s nástroji z běžných slinutých karbidů (SK) uplatnit výrazně, až několikanásobně vyšší řezné rychlosti při delší trvanlivosti ostří řezných břitů.
Zvýšení produktivity pomocí nástrojů spočívá i ve zvýšení řezných rychlostí výstružníku při obrábění. Určitým problémem je, že při obrábění vysokou řeznou rychlostí se značně zahřívá pracovní část výstružníku, což negativně ovlivňuje řezný materiál (cermet). Nedostatečně intenzivní chlazení potom vede k předčasnému opotřebení nástroje, v některých případech i k jeho destrukci. Proto je nezbytné zajistit centrální přívod chladicího a mazacího média s jeho rozdělením do každé zubové mezery.
Na základě dlouholetých praktických poznatků v oblasti vystružování přesných děr byl vyvinut i nový výstružník s centrálním chlazením VRV pro obrábění přesných děr, viz obrázek.
Reklama
Reklama
Reklama

Výstružník s centrálním chlazením VRV.

Výstružníky VRV se skládají ze dvou částí. Řezná část je z cermetu a stopka je oproti běžným cermetovým výstružníkům, které mají stopku zhotovenou z oceli, provedena ze slinutého karbidu. Toto řešení zabezpečuje zvýšení tuhosti nástroje. Výrobní řada se dělí na dvě základní konstrukce, a to na VRV-1 a VRV-2. První typ výstružníku VRV-1 se používá na průchozí otvory. Druhý typ VRV-2 je konstruován na vystružování neprůchozích otvorů.

Technické řešení výstružníku Ham-Final VRV-1 se vyznačuje tím, že centrální kanál pro přívod chladicího média je v dolní části břitu propojen s kruhovým otvorem, který odděluje rozstřikovací prstenec vystružovací hlavice od zubových mezer. V prstenci jsou směrové kanálky ústící do každé ze zubových mezer. Tyto kanálky jsou směrovány na řezné břity, což je dobře patrné z řezu nástrojem.

Podstatou technického řešení výstružníku Ham-Final VRV-2 je využití centrálního kanálu pro přívod chladicího a mazacího média. Proud mazacího média je po průchodu centrálním kanálem odražen od dna neprůchozí díry a odváděn zubovými mezerami vystružovací hlavice. Výhodou této konstrukce je, že při odvodu řezné kapaliny se spolu s chladicím a mazacím médiem odvádějí i vznikající třísky při vystružování.

Řez výstružníky VRV-1 a VRV-2.

Za hlavní výhody konstrukce výstružníků VRV lze považovat:

  • přibližně stejnou teplotní roztažnost cermetu a SK ( minimální deformace a pnutí vnesené při pájení SK + cermetu;
  • vyšší tuhost nástroje (stopka z SK) ( vyšší tvarová přesnost vystružených děr;
  • přesné směrování kapaliny do místa řezu ( intenzivní chlazení a odvádění třísek;
  • možnost upnutí do tepelně smrštitelného pouzdra (stopka z SK) ( přesnější upnutí než v hydroupínací hlavici.
  • Příklad uplatnění nástroje v praxi

    Obrábění díry ( 11H7 v dílci z materiálu ST52 (650 MPa), ekvivalent dle ČSN je 11 523. Hloubka obráběné díry je 11 mm, požadovaná maximální drsnost obrobeného povrchu je stanovena na R= 0,8 (m. Na obrobku je požadováno dodržení vzájemné polohy děr v předepsané toleranci (0,03 mm. Počet obráběných dílů za rok je 100 000 ks, tj. 300 000 děr.

    Výkres obrobku ze zadání příkladu

    Obrábění proběhlo na stroji Maho-Deckel DMU60T. Nejdříve byla v obou případech vyvrtána díra vrtákem ze slinutého karbidu ( 10,8 mm. Další a zároveň poslední výrobní operací je vystružení díry na konečný rozměr (11H7. Původně pro vystružování zákazník používal výstružník ze slinutého karbidu, povlakovaný otěru vzdorným povlakem TiN a nyní používá cermetový výstružník Ham-Final typ VRV-1. Výsledky ukazuje tabulka 2.
    Při aplikaci nového nástroje VRV poklesly celkové náklady na jednu obrobenou díru z 1,77 Kč na 0,62 Kč. Zákazník tak dosáhl snížení nákladů o 345 000 Kč za rok.

    Další výhodou bylo zvýšení produktivity výrobního procesu, tj. zkrácení výrobních časů. V tomto případě se jedná o úsporu 4,7 s na jeden kus, tj. v přepočtu na osmihodinovou pracovní dobu 16 dní a 2,5 hodiny!

    Stanislav Fiala
    Ing. Petr Hladík
    Reklama
    Související články
    Trvanlivost a utváření třísky při vystružování

    Vystružování je obvykle finální operací při obrábění velmi přesných děr. Jsou zde kladeny vysoké požadavky na tvarovou, rozměrovou přesnost a kvalitu obrobeného povrchu. Přitom jako u ostatních výrobních operací je i zde vyžadována vysoká produktivita a zároveň spolehlivost procesů. Uvedené ovlivňuje celá řada faktorů. Jedním z nich je způsob utváření třísek při vystružování a jejich odvod.

    Cermetové výstružníky s utvářeči třísky

    Obrábění velmi přesných děr vystružováním patří k náročnějším technologickým operacím. Při správné volbě nástroje a pracovních podmínek je potřeba brát v úvahu i fakt, že utváření a odvod třísek v omezeném prostoru díry průchozí i neprůchozí je vždy komplikovanější než u jiných technologií (např. při obrábění rovinných ploch frézováním).

    Pohodlné upínání magnetem

    Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

    Související články
    Strojírenské podniky v době pandemie

    Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Přesnost zvyšující produktivitu

    Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

    Kloubový robot uvnitř stroje

    V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

    Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

    Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

    Pro větší efektivitu ve výrobě

    Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

    Československá stopa u nového rekordu

    Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

    Novinka z varnsdorfské líhně

    Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

    Vlajková loď pětiosého obrábění

    Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

    Vyvrtávání hlubokých otvorů

    V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

    Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

    Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

    Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

    Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

    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