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
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
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.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

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.

Optimalizace obrábění zvyšuje trvanlivost

Tři miliony malých součástí pro systémy ABS jsou spolehlivě vyráběny na soustruzích speciálním nástrojem. Řešení vyvinuté společně s výrobcem a uživatelem minimalizuje vedlejší časy a zvyšuje trvanlivost nástroje až o 300 %.

Malosériová výroba ozubených kol

Rostoucí nároky na rychlost a flexibilitu si žádají nová řešení pro výrobu ozubení. Pětiosé frézky a nejnovější funkce nabízené metodou InvoMilling otevírají nové možnosti pro výrobu malých dávek. V následujícím rozhovoru prof. Dr. Ing. Tillmann Körner z Aalen University hovoří o současných trendech v oblasti frézování ozubení.

Technologie pro úlohy rovinného broušení

Klíčová odvětví průmyslu jsou odkázána na součásti broušené s extrémní tvarovou a rozměrovou přesností, i pokud jsou zhotovené z obtížně opracovatelných materiálů. K těmto účelům – od nejmenších (S) až po největší (XXL) součásti pro broušení malých i velkých sérií – nabízí pokrokovou technologii výrobce brusek Okamoto.

S novým katalogem k dlouhotočným automatům

Společnost WNT rozšířila své nástrojové portfolio zaměřené na dlouhotočné automaty. Každý zasvěcený ví, že tento obor je svým způsobem specifický, a proto vyžaduje zvláštní přístup. S tímto vědomím WNT připravila nový samostatný katalog, který je zaměřen výhradně na danou technologii obrábění.

Větší řádkování při obrábění načisto

Při použití fréz s optimálně zakřiveným břitem pro frézování vnějších povrchů je možné časy na dokončovací obrábění značně snížit. Docílit toho lze vzájemnou souhrou stroje, nástroje a softwaru, jak ukazuje následující příklad.

Frézy s kulovým čelem pro plochy v kvalitě leštění

Optika vyráběná z plastů klade vysoké nároky na kvalitu povrchu nástrojů, respektive forem. Nově vyvinutá strategie obrábění umožňuje frézovat i velmi malé a náročné tvary hospodárně až na konečný rozměr s vysokou jakostí povrchu.

Simulací ke zlepšení efektu mazání a chlazení

Optimalizace třískového obrábění moderní metodou simulace strategie mazání a chlazení je dnes podrobena systematickému výzkumu. Použitím simulace procesu třískového obrábění a simulace proudění chladicího média se značně sníží náklady na výzkum a vývoj.

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