Témata
Reklama

Frézování grafitu a oceli na jedné frézce

Vstřikovací formy pro výrobu svorek a kontaktů pro elektrotechniku a spínací skříně musejí splňovat nejvyšší nároky na přesnost vyráběných dílů. Protože mají formy velmi dlouhé a tenké stěny, musejí se často vyrábět elektroerozivním hloubením za použití grafitových elektrod. Zároveň je však nutné obrábět i hodně dílů z oceli. Automatizované opracování ocelových materiálů a grafitu na jedné frézce je vzhledem k velmi rozdílným požadavkům na chlazení a mazání, a to zejména s ohledem na nepříjemné znečištění grafitovým prachem, poněkud neobvyklé. Použitím inovativního rozdělovače chladicího média Merz byly tyto související problémy odstraněny.

„Výroba plastových dílů pro řazené svorky a kryty spínacích skříní klade vysoké nároky na přesnost vstřikovacích nástrojů,“ říká Stefan Flask, vedoucí oddělení Special Tooling v nástrojárně Phoenix Contact v Blombergu. Dokonce i ty nejmenší odchylky se sčítají řazením prvku za prvkem, takže větší počet takových prvků by mohl způsobit špatný úhel a zkroucení materiálu. Společnost, která vyrábí komponenty a systémové řešení v oblasti elektrotechniky, elektroniky a automatizace, si tak zásadně vyrábí sama všechny potřebné vstřikovací nástroje.

Reklama
Reklama
Reklama
Výměna nástroje a rozdělovače probíhá v jednom kroku

Výroba nástrojů na vysoké úrovni

„Při vývoji nových nástrojů jde o mnohem víc než jen o přesnost vyrobených dílů,“ vysvětluje Nikolaus Chaintoutis, vedoucí dílny v oddělení Special Tooling firmy Phoenix Contact. Tým třiceti pěti zaměstnanců se zabývá vývojem nových nástrojů a metod pro zpracování plastických hmot a výrobou prototypů nástrojů. Tady platí nejvyšší standardy i s ohledem na způsobilost procesu, eventuálně kontrolovatelnosti následné výroby. Z tohoto důvodu musí vstřikovací nástroj, než opustí dílnu, vyprodukovat nejen několik vzorových kusů, ale obstát v osmihodinovém výrobním procesu se závěrečnou zkouškou dodržení požadovaných parametrů. Na řadu přicházejí moderní metody pro návrh a realizaci, nejen s ohledem na pozdější použití, ale už i na vlastní pracovní metody. Takže se při výrobě jednotlivých složek používají moderní provázané výrobní systémy. Příkladem je metoda kombinace výrobních technologií, které se skládají ze dvou obráběcích center – každá z Röders (pro obrábění kalených ocelí a výrobu elektrod) a DMG (pro obrábění nekalených kovů) se skládá z hloubičky, měřicího přístroje, automatické myčky, několika zásobníků pro frézovací nástroje a palety s ocelovými obrobky a grafitovými elektrodami. Celek je doplněn manipulačním systémem. Při obrábění kalených materiálů a hloubení hraje přesnost zásadní roli, především když se vyrábí filigránské tvary a velmi náročné tenké vysoké stěny s žebrováním. Tady se používají ty nejtenčí nástroje s průměrem ±0,2 mm a obráběcí přesnost je požadována v oblasti mikronů.

Detail na spodní část rozdělovače chladicího média

Jádro s prachem a třískami

„Jako součást výrobního řetězce, který byl nainstalován na začátku roku 2014, se začalo používat také pětiosé frézovací centrum RXP 500 DS od firmy Röders,“ říká Stefan Flachmann. Tyto HSC systémy se používají pro automatické obrábění kalených materiálů, pracují s konvenčním systémem mazání olejovou mlhou a vyznačují se vysokým výkonem a přesností. Z tohoto důvodu používají ve firmě Phoenix Contact hned několik těchto zařízení. Pro propojení různých systémů se velmi dobře osvědčil Update Röders.

Výměna obrobků v pracovním prostoru Röders RXP 500 DS

Vzhledem k tomu, že zařízení má být používáno v podstatné míře k obrábění grafitu, bylo zapotřebí přestavět současný mazací systém: dříve používané mazání olejovou mlhou, které dávkovalo poměrně velké množství širokou tryskou, zanechávalo zbytky oleje na stole stroje, na desce a v pracovním prostoru. Na těchto plochách s olejovým filmem by se při obrábění grafitu ukládal grafitový prach, což by při automatizaci vedlo k problémům. Aby se tomu zabránilo, bylo by například nutné ruční čištění při změně obráběného materiálu. Testy rychle ukázaly, že pro požadovanou kvalitu obrábění nelze mazání při opracování oceli opomenout. Proto bylo potřeba najít řešení, které splní různorodé požadavky obou materiálů.

Funkce systému přívodu chladcích médií

„Při hledání jsme narazili na systém přívodu chladicích médií od firmy MHT, který umožňuje s jednotným systémem protichůdné požadavky sloučit jednoduchou a spolehlivou cestou,“ vybavuje si Nikolaus Chaintoutis. Systém přívodu chladicích médií je vlastně druh objímky, která těsně obklopuje držák nástroje, avšak bez toho, aby se jej dotýkala. Tělo trysky se s nástrojem neotáčí, ale spojí se přírubou napevno k ose Z se dvěma vedeními se stlačeným vzduchem, resp. mazacím médiem, případně olejem. Obě média se smísí v těle trysky a procházejí prstencem jemných kanálků tělem trysky ke stopce nástroje. Kolem stopky a hrotu nástroje proudí prudký paprsek vzduchu, resp. směsí maziva a vzduchu ke špičce nástroje. Ostrý paprsek zároveň zabezpečí, aby se otěr a třísky cíleně odstranily z pracovní oblasti ostří, což velmi dobře funguje především u hlubokých kapes a drážek. Díky přesně přiváděné olejové/vzduchové směsi je možné dosáhnout velmi dobrého mazacího účinku oproti běžnému postupu a výrazně snížit množství oleje při obrábění kalených ocelí. Vzhledem k malému množství použitého oleje neulpívají téměř žádné zbytky oleje, a tak ani navazující operace opracování grafitu nezpůsobuje ulpívání prachu na povrchu.

Nástroje s rozdělovači, elektrody i obrobky ve velkých zásobnících

Tělo i držák trysky s nástrojem jsou přichystány jako společná jednotka v zásobníku nástrojů pro výměnu na další pracovní krok. Jako rozhraní pro upínání vřetena se používá běžný normovaný upínač, v tomto případě HSK 40E, zatímco rozdělovač je ukotven pomocí vlastního rozhraní – po stranách vodicí drážky pod vřetenem. Výměna této jednotky mezi vřetenem a zásobníkem nástrojů probíhá stejně rychle jako standardní výměna nástroje. Je třeba pouze uspořádat upínače v zásobnících nástrojů. Díky této koncepci bylo dovybavení stávajících RXP 500 DS spojeno s relativně malými náklady.

Odstraňování grafitového prachu provádí silný odsávací systém (úplně vlevo). Další hadice pro úklid (uprostřed) je potřeba pouze občas.

Provozní zkušenosti

RXP 500 DS se používá v rámci smíšeného výrobního procesu pro tvrdé a měkké obrábění oceli a pro výrobu uhlíkových elektrod. Při obrábění grafitu je tak vznikající prach cíleně odstraňován stlačeným vzduchem ven z obráběného místa. Při obrábění těžkých kovů je to podobné, jen s tím rozdílem, že je ve vzduchu přimíchané malé množství oleje. Na jakosti opracování se po přestavbě nic nezměnilo. Například je dodrženo lícování H7 v nástrojové oceli s tvrdostí 52 HRC nebo spolehlivě udrží toleranci ±5 mikronů na vysoké procesní úrovni.

Vzhledem k použití jen minimálního množství oleje je pracovní prostor trvale suchý. Pro odstranění grafitového prachu se používá silné odsávání, které okamžitě odstraňuje většinu prachu. To běžně postačuje, navíc se jednou denně krátce čistí pracovní prostor za pomoci ručního vysavače napojeného na odsávání.

Grafické znázornění přesného tlakového chlazení na ose Z

Po ročním používání

Díky cílenému použití stlačeného vzduchu při zpracování grafitu jsou díly po obrábění tak čisté, že mohou být převezeny přímo na měřicí zařízení bez dodatečného čištění. Mají také lepší povrchovou kvalitu než dříve. Také upínací systém nulového bodu zůstává čistý, což je předpokladem pro vysokou spolehlivost výrobního procesu. Výrazné zlepšení přineslo použití systému MERZ také z hlediska životnosti nástroje. Přerušení způsobené poškozeným či zlomeným nástrojem se výrazně zredukovala. Při hrubování oceli se životnost oproti dřívějšku zvýšila až o 40 %, při obrábění načisto bylo zjištěno zlepšení týkající se nástroje a geometrie mezi 15 % a 30 %. Dokonce i při obrábění grafitových elektrod se životnost nástroje podstatně zvýšila. Je to díky skutečnosti, že produkované třísky nebo prach jsou bezprostředně odstraněny z kontaktní zóny mezi obrobkem a nástrojem a tím se zmenšuje počet kontaktů, které by jinak vedly k opotřebení nástroje. To platí zejména v hlubokých dutinách, kde se třísky shromažďují a kde hrozí nebezpečí, že se vmísí mezi nástroj a obrobek. Výsledkem by bylo poškození kvality povrchu a také zvýšené opotřebení stroje.

Kamila Macháčková

machackova@strojejmk.cz

www.strojejmk.cz

www.roeders.de

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 150947
Datum: 01. 09. 2015
Rubrika: Trendy / MSV 2015
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.

Ve znamení produktivity i dlouhé životnosti

Firmy z různých průmyslových oblastí, mezi jinými výrobci velkých valivých ložisek, výrobci automobilů a jejich dodavatelé patří mezi zákazníky německého výrobce transferových obráběcích center a speciálních obráběcích strojů Elha-Maschinenbau Liemke KG.

Zásadní pokrok ve vyvrtávání válců motorů

Vyvrtávání válců je v automobilovém průmyslu všeobecně považováno za jednu z nejdůležitějších obráběcích úloh. Tradiční způsob výroby válců bloku motoru zahrnoval celou řadu hrubovacích, polodokončovacích a dokončovacích operací. Díky využití nejnovějších technologií obráběcích nástrojů však lze nyní hrubovací a polodokončovací nástroje zkombinovat do jediného řešení, kterým je vyvrtávací tyč určená pro obrábění na jediný průchod, což umožňuje úsporu drahocenného času cyklu bez jakýchkoli kompromisů z hlediska kvality. Dokonce i nepatrná úspora délky času cyklu může při výrobě válců znamenat významné snížení nákladů, protože objem výroby je velmi vysoký, takže dojde-li k zásadnímu pokroku z hlediska tohoto celkového objemu, lze s jistotou tvrdit, že u této kritické obráběcí operace bylo dosaženo skokové změny.

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
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.

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.

Automatizace výroby s minimálními personálními nároky

Ať už s možností frézování, nebo soustružení, 4osého, nebo 5osého obrábění, s výměnou palety, či bez ní, s kruhovým zásobníkem palet, věžovými upínacími přípravky pro vícenásobné upínání obrobků, automatizací a progresivním ovládacím panelem, univerzální 5osá obráběcí centra lze flexibilně přizpůsobit a rozšířit pro každou aplikaci.

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 %.

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.

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.

Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

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.

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