Témata
Reklama

Efektivní technologie hlubokého vrtání

Úvodem je třeba definovat, co si má technik pod pojmem 'hluboké vrtání' představit. Pracovníci technologie pracují v různých odvětvích a tak i představa každého je odlišná. Všeobecné pravidlo říká, že o hluboké vrtání se jedná při výrobě otvoru, resp. v technickém jazyce díry, která je ve velkém poměru vůči její hloubce (např. průměr 5 mm ku hloubce 100 mm).

Při výrobě díry s takovými parametry vznikají některé komplikace v souvislosti s např. odvodem třísek z místa řezu, dostatečným chlazením, mazáním apod. V závislosti poměru průměru díry a její hloubky musí každý technolog zvažovat nejvhodnější technologii s ohledem na čas výroby, finanční náklady a náročnost na stávající strojní vybavení.

Možné technologie obrábění

Systém BT-A - mezi výhody této technologie patří možnost zhotovení otvoru až do hloubky 170x D (při průměru do 50 mm), vysoká kvalita povrchu, přímost otvoru, systém VBD a vysoká životnost. Nevýhodou je cenová náročnost (nelze použít na standardní stroje z důvodu použití speciální vrtací hlavy, která umožňuje odvod třísek středem nástroje), náročné krytování stroje, časová náročnost.

Systém ejektor - princip vrtání tímto systémem spočívá v použití vrtací tyče, na jejíž konec se montují vrtací nástavce, tzv. korunky. Odvod třísek z místa řezu je realizován vrtací tyčí, která je dutá. Vrtací korunky se vyrábějí v monolitickém provedení nebo se systémem VBD. Rozsah průměrů otvorů může být od 18 až do 200 mm. Toto řešení je jednoduché,  nelze však využít u vrtání menších otvorů.

Systém speciálních vrtáků (monolitů) TB-T - jedná se o levné produktivní řešení, které lze použít na standardním stroji s dostatečným příslušenstvím. Možnost vrtání do hloubky je až 30x D. Nevýhodou je nutnost broušení nástroje na speciální brusce (broušením se zkracuje délka vrtáku), omezená životnost a riziko zalomení nástroje v díře.

Všechny typy výše uvedených technologií výroby otvorů vyžadují přesné navrtání díry tzv. pilotním vrtákem většinou do hloubky 2x D a kvalitní a výkonné chlazení, jehož parametry se liší v tlaku, průtoku a použitém chladicím médiu (chladicí emulze, olej nebo i vzduch).

Reklama
Reklama
Vrtání rozváděcího kola parní turbíny. Ověřování technologie proběhlo na stroji FO(Q) 80, zákazník poté zakoupil stroj FUQ 150 VR/8 se dvěma stoly CES 2 x 2

Volba obráběcího stroje

Na strojích z produkce TOS Kuřim - OS lze využít všechny výše uvedené technologie výroby hlubokých otvorů díky patentovanému systému automaticky výměnných vřetenových hlav vlastní konstrukce a výroby, lze dodat i speciální provedení hlav dle požadavků zákazníka. Pro výrobu hlubokých otvorů jsou nejvhodnější centra s typovým označením FU(Q) Efektiv, FU(Q), FU(Q)150 B, případně FO(Q) 80. Tyto stroje jsou koncepčně nezávislé na upínací ploše (velikosti, nosnosti, výškovém umístění vůči stojanu stroje) a nabízejí se s výkonem 28 až 60 kW. Tato obráběcí centra mohou být vybavena vysokotlakým středovým chlazením nástrojů až do tlaku 80 barů, průtoku 50 l.min-1 včetně plynulé regulace tlaku i průtoku. Výhodou plynulé regulace tlaku je efektivní využívání chlazení s maximálním omezením rozstřiku chladicí kapaliny do okolního prostoru, čímž odpadá nutnost celokabinového provedení stroje. 

Vrtání trubkovnice. Ověřování technologie proběhlo na stroji FO(Q) 80, zákazník poté zakoupil stroj FU 150B V/10.

Návrh technologií pro zákazníka

Pro názornou představu uvádíme příklady řešení požadavků zákazníka včetně odladění dané technologie na konkrétním stroji s garancí požadovaných parametrů obrábění (např. celkový čas obrábění, průměr otvorů, kvalita povrchu). Ve spolupráci s dodavatelem nástrojového vybavení je možné garantovat i životnost nástroje v řezu.

Jedním ze zadání byla výroba otvorů na rozváděcím kole parní turbíny, přesněji řečeno slícování věnce a samotného disku s lopatkami, přičemž každá součást byla z jiného materiálu (ocel ČSN 11 523 a nerez ČSN 17 021). Ověřování technologie proběhlo na stroji FO(Q) 80 (podélný zdvih X = 2 600 mm, příčný zdvih Y = 825 mm, svislý zdvih Z = 1 650 mm, VT chlazení, výměnná vřetenová hlava VKE dvouosá, otáčky 16 000 min-1, otočný přesuvný stůl CES 2 x 2), nářadí bylo dodáno firmou Walter CZ Kuřim. Při zkoušce navržené technologie od firmy TOS Kuřim - OS bylo zhotoveno 68 otvorů, které byly průchozí i neprůchozí. První se vrtala nerez, poté ocel, pak nerez a opět ocel. Šlo o tzv. zámek závěsu, přičemž průměr vrtaného otvoru byl d9H7.

Operace byly následující:

  • 1) navrtání pilotním vrtákem do hloubky 18 mm, čas 3 s/otvor;
  • 2) dokončení otvoru do hloubky 73 mm, čas 19 s/otvor;
  • 3) vystružování na d9H7, čas 78 s/otvor;
  • 4) srážení hran otvoru pod úhlem 40°, čas 8 s/otvor.

Na základě provedené zkoušky byl zákazníkem zakoupen stroj FUQ 150 VR/8 se dvěma stoly CES 2 x 2 (upínací plocha 2 000 x 2 000 mm) v technologické výbavě dle uskutečněné zkoušky + speciální hlava VAE-1 s integrovaným elektrovřetenem, která nahradila původně použitou hlavu VKE.

Dalším požadavkem zákazníka bylo ověření navržené technologie na zhotovení 1 712 otvorů na trubkovnici výměníku tepla. Původní technologií, kterou zákazník používal, byla technologie BT-A, se kterou byl spokojen, ale z důvodu potřeby navýšení kapacit výroby mu již nevyhovovala a požádal o technologické řešení ze strany TOS Kuřim - OS.  S ohledem na předané podklady a požadavek zákazníka, aby byl stroj univerzální, byl vybrán stroj typu FU 150B. TOS Kuřim - OS ve spolupráci s dodavatelem nástrojů Walter nabídla technické řešení zohledňující standardní provedení stroje. Navržená technologie využívala systém speciálních šroubovitých vrtáků - monolitů, které byly vyrobeny s ohledem na přesně požadovaný průměr otvoru 16,3-0,1 mm, při hloubce 315 mm, materiál obrobku 15 020.

Operace byly následující:

  • 1) navrtání pilotním vrtákem do hloubky 30 mm, nástroj o průměru 16,25 mm;
  • 2) dokončení průchozího otvoru o hloubce 315 mm a průměru 16,28 mm, čas 57 s/otvor.

Výsledný čas obrábění otvorů celého obrazce trubkovnice činil 34 Nh, přičemž původní čas byl 242 Nh. Požadovaná drsnost povrchu byla Ra 6,3, dosažená Ra 4,1-6,0.

Uvedená zkouška potvrdila vhodný výběr navržené technologie a zákazník požádal TOS Kuřim - OS  o kooperační obrábění dalších 4 kusů, při kterém se potvrdila vhodnost navržené technologie i pro nasazení v sériové výrobě.

Na základě těchto výsledků zakoupil zákazník stroj FU 150B V/10 o výkonu 60 kW, s hydrostatickým vedením, se dvěma automaticky výměnnými vřetenovými hlavami VA1 a VP1. Svislý zdvih je 4 000 mm, deskové pole mají velikost 96 m2.

Ing. Vlastimil Nedoma

vlastimil.nedoma@tos-kurim.cz

TOS Kuřim - OS 

On-line verzi časopisu MM Průmyslové spektrum si můžete nově zakoupit v digitální trafice PUBLERO.

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 110523
Datum: 11. 05. 2011
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

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.

Nová buňka

Schwäbische Werkzeugmaschinen, expert v podnětných, obrobkově zaměřených výrobních systémech, rozšiřuje své portfolio třetí výrobní buňkou systému „Instaluj a pracuj“.

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.

Vítejte v továrně budoucnosti

Závod na výrobu nástrojů, který provozuje společnost Sandvik Coromant ve švédském městě Gimo, byl Světovým ekonomickým fórem zařazen mezi vyspělá zařízení Průmyslu 4.0.

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.

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.

Optimalizované obrábění tvrdokovů

Tvrdokovy se skládají z jemných zrn velmi tvrdých materiálů - zpravidla karbidu wolframu - s kovovým pojivem, jako je např. kobalt. Jsou vytvářeny metodou práškové metalurgie a po sintrování dosahují vysokých hodnot pevnosti a tvrdosti. Tvrdokovy se přednostně používají pro výrobu obráběcích nástrojů, přesto také u řezných a tvářecích nástrojů vede jejich vynikající životnost k rostoucí poptávce. Pro tento účel vyžadované třískové obrábění přináší vysoké náklady. V rámci semináře u jednoho výrobce obráběcích strojů prezentují odborníci z oblasti technologií, obráběcích strojů, nástrojů a softwaru CAD-CAM své zkušenosti i řešení využitelná v praxi.

Více pružnosti pro rozšířenou koncepci obrábění

Zásadní změny do automobilového průmyslu i nové výzvy pro německý systém stavby obráběcích strojů představuje současný rozvoj e-mobility.

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