Témata
Reklama

Frézování kontra elektroeroze ve výrobě vstřikovacích forem

Výrobci vstřikovacích forem na plasty a kov jsou pod neustále rostoucím tlakem na zkracování průběžných výrobních dob a snižování výrobních nákladů. Jednou z cest, jak tomuto tlaku čelit, je posunutí hranice frézovatelnosti tvarových detailů pomocí miniaturních fréz.

První věta v úvodu je každému z nástrojařské branže jasná. Jasné je i to, že tlaky na termíny a náklady v rámci působení konkurence evropské a především konkurence asijské neustále porostou. Obsah druhé věty úvodníku se pokusím osvětlit na praktických zkušenostech nástrojárny společnosti Peguform Bohemia, k. s., která patří do skupiny Venture Company a zaujímá významnou pozici mezi světovými dodavateli vstřikovaných plastových dílů pro automobilový průmysl.
Část forem pro plastikářské provozy Peguformu Bohemia je zajišťována ve vlastní nástrojárně v Liberci, která jako jeden z největších českých výrobců forem na plasty dokáže vyrobit formy i na nárazník automobilu. Jen pro představu, taková forma má celkovou hmotnost 30 - 40 tun! Paradoxem je, že i v obrovských mnohatunových dílech forem je nutno přesně vyrobit miniaturní tvarové detaily. Nosnou technologií při výrobě tvarových detailů a žeber se vedle elektroeroze stává frézování miniaturními frézami.
Výroba současných forem se bez elektroeroze nikdy neobešla a bohužel ani neobejde. Nepsaným pravidlem dříve bylo, že se tvarové díly frézovaly frézami do průměru 3 mm. Průměrům fréz menších než 3 mm se programátoři i obsluhy strojů vyhýbali jako čert kříži. Výroba žeber, koutů a tvarových detailů se tak automaticky řešila elektroerozí. Bylo tomu tak především pro nedokonalé strategie CAM systémů a programování, malé otáčky vřeten CNC strojů, nemožnosti vyklánění vřetene CNC frézky. Ovšem chyběly i vhodné frézovací nástroje s dostatečnou životností a požadovanou produktivitou práce. Pokusy s malými frézami se příležitostně prováděly, ale s ne příliš přesvědčivými výsledky.
Reklama
Reklama
Reklama

Důvody ke změně technologie

Základní důvody změny přístupu k dokončování tvarových detailů jsou dva. První z nich jsou vysoké náklady na elektroerozivní obrábění, druhým pak prodlužování výrobní doby.
Náklady vycházejí z nutnosti modelování a programování elektrod, z ceny grafitu, frézování elektrod a vlastní elektroeroze. Mezi další podpůrné důvody, proč více frézovat, patří i nepřehlédnutelný fakt, že frézovaný povrch se nástrojařům snadněji leští než povrch jiskřený (to se týká hlavně žeber).
Pokud je díl dokončen kompletně frézováním, odpadá i dvojí upínání a najíždění, což je u velkých dílů také zajímavá úspora času. Jako poslední důvod je třeba ještě po pravdě zmínit i fakt, že na největší obrobky firma ani nedisponuje tak velkou hloubičkou.

Začátky s miniaturními frézami

Miniaturní frézou rozumíme frézy s průměrem 0,6 až 2,5 mm a štíhlostním poměrem L/D = 10 až 15. Začátku používání tohoto doslova zubařského náčiní předcházel průzkum nabídky trhu a praktické srovnávací testy.
Testování probíhalo na bezúkosové drážce hluboké 16 mm nástrojem o průměru 1,4 mm s pracovní délkou 16 mm. Obráběný materiál - ocel 1.2738, (30 HRC). Technologické podmínky finálního soupeření dvou japonských značek byly nastaveny podle výrobce, který navrhl vyšší řezné parametry, tedy: vc = 89 m.min-1, n = 20 250 min-1, vf = 1500 mm.min-1, fz = 0,037 mm, ap = 0,025 mm, ae = CAM, h = 15,5 mm, Ts = 21 min, životnost 73 min. Praktické testy velice rychle ukázaly až pětinásobný rozdíl v životnosti fréz. Z výsledků je patrné, že cena nástroje je tak velmi zavádějícím kritériem.
Na základě docílených řezných parametrů, životnosti nástroje a kvality obrobené plochy byla nakonec vybrána firma Hitachi Tool, která využívá distribuční i servisní služby společnosti TGS se sídlem v Holoubkově. Spolupráce s dodavatelem přinesla to nejdůležitější pro úspěšné nasazení miniaturních fréz do praxe, a sice jistotu procesu obrábění a důvěru v proces. Srozumitelněji řečeno: pokusy s malými frézami jsme příležitostně dělali, ale vždy to byly více či méně úspěšné pokusy typu "uvidíme, zda to půjde".
První aplikace byly prováděny s využitím nástrojů typu RIB. Dnes jsou využívány především nástroje řady EPBD (koule) a EPDS (válec). Frézy se vyrábějí v sortimentu průměrů 0,2 - 6 mm (EPBD) a 0,2 - 3 mm (EPDS ). Firma Hitachi Tool navíc pro jednotlivé skupiny obráběných materiálů dodává k promyšlenému sortimentu miniaturních fréz i kompletně zpracované technologické parametry, tzn. otáčky, posuvy a hodnoty ap , to vše s korekcemi závislými na délce nástroje a pevnosti materiálu. Bez tohoto know-how by praktické výsledky určitě nepřišly tak rychle. Naše dosavadní zkušenosti ovšem ukazují, že doporučené řezné parametry lze ještě zvyšovat (o 20 - 40 %) bez výrazného vlivu na životnost fréz. Důležitým faktem je i to, že dodavatel fréz, společnost TGS, pro vytipovaný sortiment fréz zřídil konsignační sklad.

Praxe

Nástroje EPBD a EPDS jsou využívány především pro výrobu drážek a vyostřování tvarů. Při obrábění otevřených prostorů se používá mlhové chlazení, u hlubokých uzavřených žeber se více osvědčilo pouhé vyfukování vzduchem, protože mlhové chlazení zanechává v drážce nežádoucí kašičku tvořenou z jemných třísek a oleje.
Při obrábění ocelí 1.2311, 1.2738 TS a 1.2738 HH se dociluje životnosti fréz 2 až 4 hodiny. Hodnoty posuvů se pohybují v rozmezí 700 - 1500 mm.min-1. Vedle ocelí se těmito miniaturami obrábí i dural využívaný pro výrobu pokusných forem. Miniaturní frézy Hitachi lze bez problémů aplikovat i na navařované partie forem (změny tvaru, chyby). Předpokladem je možnost vyšší řady otáček, ale s tím námi používané stroje Mecof CS 500 ani Fidia K211 nemají problém.

Konec elektroeroze?

Elektroerozivní obrábění je bohužel zatím nenahraditelné, ovšem každý posun od elektroeroze k obrábění přináší značný efekt. Osvojení technologických zásad práce s miniaturami přispělo již k realizaci několika úspěšných zakázek, kde byl podíl elektroerozivního hloubení snížen, resp. nahrazen frézováním, a tento trend je třeba i v budoucnu důsledně udržovat a rozvíjet.
Ing. Vladimír Janoušek
Reklama
Vydání #10
Kód článku: 41001
Datum: 13. 10. 2004
Rubrika: Odborná příloha / Automobilový průmysl
Autor:
Firmy
Související články
Skutečný pomocník

Na českém trhu je od září letošního roku k dostání nová generace vozů Opel Vivaro a to ve třech variantách: Van, Crew Van a Combi. První dvě verze jsou určeny především pro převoz nákladu a osob, Combi pak pro převoz větších skupin lidí či sportovních týmů. Všechny vozy pohání turbodieselové motory.

Vozový park pod kontrolou díky moderním technologiím

Mít na starost firemní flotilu není snadné, ale když se nebudete vyhýbat moderním technologiím, ušetříte spoustu peněz, času i stresu.

Stavme na pozitivním a fungujícím

Česko patřilo ke konci roku 2023 k zemím, jejichž ekonomika stále nedosáhla předcovidové úrovně. Hospodářský růst bude podle většiny ekonomů i v tomto roce velmi pomalý. Situaci komplikují nepříliš optimistické faktory, jako je nestabilita veřejných financí, výroba postavená na subdodávkách, nedostatečná infrastruktura a další. Když k tomu připočteme vnější geopolitické okolnosti, není situace příliš příznivá. A o tom, jak toto vše ovlivňuje automobilový průmysl a jak se zbavit stigmatu subdodavatelské země, jsme hovořili s Petrem Knapem, odborníkem společnosti EY pro automobilový průmysl.

Související články
Je nutné stanovit diagnózu a následně zvolit léčbu

Bohdan Wojnar vždy razil zásadu, že je třeba si všechno řádně odpracovat a každý den zkusit udělat něco navíc. Nikdy se nebránil novým věcem, trpělivě se je učil a s potřebnou dávkou štěstí se pak dostával k zajímavým pracovním příležitostem. Během čtyřiceti profesních let ušel cestu od chemického inženýra, přes dlouhou kariérou ve Volkswagenu Slovakia ve financích a controllingu až po člena představenstva za oblast HR ve Škoda Auto. Toto je dle jeho slov výhodou velkého koncernu, kdy nemusíte zůstat na jednom místě, u jednoho oboru a v jedné zemi. Tyto zkušenosti mu poskytly velký profesní přehled, ze kterého vycházejí témata aktuálního otevíracího rozhovoru MM Průmyslového spektra.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Krize jako cesta k žádoucí změně

Hlavním životním mottem Ing. Vlastislava Břízy, majitele a generálního ředitele společnosti Koh-i-noor, je tvrzení, že kdo je připraven, není zaskočen. Společný rozhovor probíhal v intencích této jeho celoživotní strategie.

MM Podcast: Glosa - Sedmnáctá země spolková na kolečkách

Problémy koncernové automobilky jsou vážnější, než si většina lidí umí představit. Kombinace emisního skandálu DieselGate, změny trhu a návyků spotřebitelů, inflace a neschopnosti na to všechno pružně reagovat je pro VW smrticí koktejl. Může jí dokonce hrozit osud finské Nokie či amerického Kodaku, které před lety nedokázaly zachytit nastupující disruptivní změny a se svým ikonickým byznysem skončily. Jak zásadní problém by podobný osud znamenal pro Německo, potažmo celou subdodavatelskou Evropu, se můžeme jen domýšlet.

Důraz na udržitelnost, digitalizaci a 3D tisk

Japonsko je zemí, kde se rodí nejmodernější technologie a kde se dbá na udržitelný způsob života. Je kolébkou průmyslu a domovem největších průmyslových firem. Každé dva roky mají návštěvníci z celého světa možnost nahlédnout prostřednictvím veletrhu Jimtof (Japan International Machine Tool Fair) pod pokličku nejnovějších inovací v oboru obráběcích strojů a jejich příslušenství. Díky pozvání Japonské asociace výrobců obráběcích strojů JMTBA jsme měli možnost zúčastnit se tohoto veletrhu osobně. V následující reportáži se vám pokusíme zprostředkovat alespoň pár nejzajímavějších témat, která zde zazněla.

Žijeme na dluh dalších generací

Petr Novák aktuálně zastává pozici Director of Automotive Operations ve společnosti JTEKT European Operations. Je zodpovědný za devět výrobních závodů ve Francii, Belgii, ČR, Anglii a Maroku. Obrat této divize čítající 4 000 zaměstnanců představuje 1, 2 miliardy eur.

MM Podcast: Glosa - Made in Germany: Richtig oder falsch?

Proč stále není slyšet o problémech průmyslových firem, do kterých se kvůli souběhu všech krizí dostaly? Obecně, ať se jedná o jedince, či instituci, vždy máme obavy přiznat určité potíže. V momentu, kdy majitel firmy či management pustí do éteru první negativní zprávu, přestane být podnik důvěryhodný pro zákazníky, banky a zaměstnance, jak současné, tak i potenciální. Proto to všichni zatím drží pod pokličkou a vyčkávají do doby, kdy situace již bude neudržitelná či na stav upozorní okolí.

Příklady táhnou: Umět řídit i motivovat

Ačkoli byla Ing. Andrea Urban - tehdy ještě Andrea Kovačiková ze Žiliny- již od střední školy orientována humanitním a ekonomickým směrem, vystudovala posléze v doktorandském programu obor Strojírenská technologie na ostravské VŠB-TUO. A také toto vzdělání ji katapultovalo do prestižních pozic ve špičkových technologických firmách, z nichž zatím poslední, od roku 2014, je Volvo stavební stroje v německém městě Hameln.

Chceme svítit

Povědomí o bývalém vojenském prostoru Stříbro v západní části naší republiky přinášejí buď vzpomínky osobního rázu, nebo přicházejí skrze narukované, kteří zde společně, převážně s romskými spoluobčany z tehdejšího východu Československa, v tankových praporech chránili naši republiku proti vpádu západních imperialistů. Doba se naštěstí změnila. Nyní je to rozvíjející se region jak díky blízkosti k Německu a hlavní dálniční tepně, tak i zásluhou generace techniků, kteří se zde kolem plzeňské Škody zrodili a po jejím rozpadu a rozmělnění se vydali na cestu soukromého podnikání ve strojírenském oboru. Do jedné z takových firem, nacházející se v Kladrubech u Stříbra, jsem se vypravil. Důvodem byla ukázka vzniku a růstu dalšího partnerství s dodavatelem technologií obrábění, společností Mazak.

Příklady táhnou:
Maximum aerodynamiky pro nejrychlejší vozy

Petra Palizu již od mládí zajímaly automobily a záhy se rozhodl, že se v dospělosti bude podílet na jejich vývoji. V průběhu prvních ročníků studia Wichterlova gymnázia v Ostravě si ujasnil, že jeho profesní dráha povede přes strojírenský obor na univerzitě. Že se za několik let bude podílet na vývoji nejrychlejších automobilů na světě, by jej nejspíš v té době ještě nenapadlo…

Stroje v pohybu:
Jak uhasit letadlo

Pozoruhodný stroj, který vám v tomto článku představíme, se pohybuje na šesti kolech a setkáte se s ním nejčastěji v prostoru letiště. Jde o speciální zásahové vozidlo hasičů. Kombinovaný hasicí automobil Rosenbauer Panther 6 x 6 je tři metry široký a téměř 12 metrů dlouhý, váží až 36 tun a ve výbavě má dlouhé teleskopické rameno. Dva tyto vozy slouží na letišti v Praze-Ruzyni.

Reformy nestačí. Je nutná transformace

Je současná ekonomická krize příležitostí k progresu národního hospodářství? Bude avizovaná 7% inflace v tomto roce velkou hrozbou? Proč by se čísla měření životní úrovně ČR neměla srovnávat s některými státy EU? Je iniciativa českých podnikatelů k druhé transformaci české ekonomiky oprávněným voláním po změnách? Na tyto a další otázky odpovídala v rozhovoru pro MM Průmyslové spektrum hlavní ekonomka Raiffeisenbank Helena Horská.

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