Témata
Reklama

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.

Krátké projekční časy patří k přednostem firmy Formconsult v Durynsku. Všechny formy si konstruují a vyrábějí v podniku sami. Doba od došlé objednávky do vyhotovení vzorku prototypu trvá asi 14 týdnů, z toho na výrobu samotného prototypu připadá šest až osm týdnů.

Se svými padesáti spolupracovníky patří Durynští k nejžádanějším v oblasti forem pro vstřikování plastů. Je to dáno tím, že používají nejmodernější software CAD a CAM (Catia V5, Work-NC) a simulaci návrhu formy metodou konečných prvků (Catmould 3D-A), jakož i pravidelnou obměnou strojního parku novými moderními stroji, případně jsou stávající stroje doplňovány moderními technickými prvky.

Reklama
Reklama
Fréza s kulovým čelem se používá u firmy Formconsult z cca 60 % ve výrobě automobilů, ale také ve výrobě konzumního zboží, lékařských přístrojů a elektrotechnice.

Moderní strojní park

Díky širokému strojnímu parku mohou sami vyrobit všechny důležité části formy. K hlavním aktivitám patří moderní formy do hmotnosti až šest tun se dvěma a třemi komponenty různé konstrukce. „Formconsult je nyní pověstný nejen svými nově vyvinutými nástroji pro vstřikování plastů, ale také výzkumnými projekty a inovacemi, které na trhu dosud nebyly známé a získaly si dobrou pověst,“ říká Jürgen Vierling, prokurista a vedoucí výroby nástrojů ve firmě Formconsult. „To znamená vstupovat stále do mnoha nových oblastí. Příkladem toho je projekt, ve kterém řešíme optimalizaci osvětlení pro automobily.“

Vysoké nároky na jakost povrchu

Pro úspěch projektu považují v Durynsku za důležité úzkou spolupráci s partnerem z oblasti technologie, zejména u frézovacích nástrojů. Asi sedm let používají ve Formconsult super přesné nástroje VHM (monolitní ze slinutého karbidu) a frézy s vyměnitelnými břitovými destičkami od firmy MMC Hitachi Tool. Know-how japonského výrobce přispívá v případě 2K forem pro výrobu světelné optiky z plastů rovněž rozhodujícím způsobem k úspěchu projektu. Přitom nastává otázka: Jak lze dosáhnout lepších výsledků u již hotové a dobře fungující formy nebo jak zpracovat plastové součásti plnící vždy rafinované optické úkoly při osvětlování pomoci LED diod nebo jinými high-tech osvětlovacími zdroji? Zde rapidně rostou nároky na kvalitu povrchu.

„Jsme odkázáni hledat stále nové nástroje a technologie frézování, jak to je vidět na aktuálním případu výroby brzdových světel. Téměř vždy jde o frézu na opracování forem, která musí obrobit povrch v kvalitě odpovídající požadavkům kladeným na optické vlastnosti plastů,“ vysvětluje Vierling. „Povrch musí být obroben pokud možno v kvalitě odpovídající leštění. Kvalita obrobené plochy rozhoduje o lesku plastu a tím o optické účinnosti.“ Povrch by měl mít drsnost v setinách milimetru nebo menší. Pro splnění tohoto požadavku se na břitu nástroje vytvářejí vhodné fazetky. Klasické leštění by zde vedlo ke zhoršení přesnosti geometrie tvaru součásti, neboť se jím nedosáhnou ostré hrany, ale zaoblené o malém poloměru, což se projeví negativně na lomu světla a tím i na jeho rozptýlení. Proto ve Šmalkaldech provedli asi před půl rokem řadu pokusů a rešerší, jejichž cílem bylo zjistit, jak dosáhnout ještě lepší kvality obrobeného povrchu frézováním.

Jürgen Vierling, vedoucí výroby nástrojů (vpravo) a Jörg Hecker od firmy MMC Hitachi Tool před pětiosým centrem OPS Speed Hawk 650, na kterém se prováděla převážná část experimentů.

Automatické elektroerozivní centrum

V rámci srovnání na trhu dostupných materiálů byly testovány různé druhy, mimo jiné také velmi houževnatá ocel Böhler W400 VMR (1.2343) nebo zcela aktuální prášková ocel Elmax určená speciálně pro zpracování abrazivních plastů. Příslušné zkoušky výroby forem se prováděly na starším tříosém stroji Röders RFM 760 a na pětiosém OPS Speed Hawk 650, dále pak na automatickém elektroerozivním centru Moldcenter (OPS-Ingersoll). Za různých pracovních podmínek byla na strojích provedena celá řada experimentů se všemi možnými typy fréz různých výrobců – také od MMC Hitachi Tool.

U oceli Elmax se jedná o chrommolybdenvanadiovou ocel, která i přes vyšší odolnost proti korozi je nejvíce odolná proti opotřebení. Při prvních pokusech se frézovala ocel o tvrdosti 58 HRC, kde vždy docházelo k problémům s nástroji, které se projevovaly extrémně rychlým opotřebením břitů nástroje.

Také s dosahovanou jakostí obrobené plochy nebyli pracovníci ve Šmalkaldech zcela spokojeni. Proto v Durynsku hledali více informací. Opatřili si přehled na trhu dostupných materiálů, strojů a různých dodavatelů frézovacích nástrojů a uzavřeli bližší kontakt s firmou MMC Hitachi Tool. „Dotaz na Formconsult zněl, zda by měli pro konkrétní případ řešení. Porovnal jsem nejprve doporučení pro obrábění uváděná výrobcem Elmax – Uddeholm s mými zkušenostmi a se zkušenostmi kolegů z provozní techniky,“ vzpomíná Jörg Hecker, odpovědný v regionu za techniku použití od firmy MMC Hitachi Tool. „O něco později jsme společně s pracovníky firmy Formconsult provedli na obou strojích zkoušky. Udělali jsme mnoho zkoušek s rozmanitými nástroji, strategiemi frézování a různou polohou nástroje k obrobku, ve kterých jsme krok za krokem dospěli k dnešnímu výsledku.“

Nejmodernější 2K/3K stříkací stroje obsluhované robotem, na kterých se zjišťovaly výsledky frézování.

Řezné podmínky fréz s kulovým čelem

Ze zkoušek získali optimální řešení. Pro dokončovací obrábění se rozhodli použít extrémně krátkou frézu s kulovým čelem s povlakem PN od firmy MMC Hitachi Tool (typ EPHPB 2005-1-PN) o průměru 0,5 mm (tolerance poloměru ±0,003 mm). Pro kvalitu obrobeného povrchu se jako důležité ukázalo pracovat ve středním rozsahu řezných podmínek a aby stroje pracovaly konstantním, stále stejným posuvem. Z experimentů vyšla jako optimální rychlost posuvu (vf) 350 mm.min-1. Nesmíme však zapomínat, že volba a kvalita frézy, jakož i definice řezných podmínek jsou sice velmi důležité, ale pro výsledek obrábění nejsou jediným rozhodujícím faktorem – je jím celý systém. Tedy optimální vzájemná spolupráce kinematiky stroje, vřetena, upínače, nástroje a strategie frézování – u Formconsult byly frézovací programy odvozeny s CAD systémem Work-NC (Vero/Hexagon, dříve Sescoi) od 3D CAD Solid. Frézování bylo prováděno v pěti osách s polohou os (3+2) a 32 000 min-1 otáčkami, hloubkou řezu (ap) od 0,01 mm, boční hloubka řezu (ap) od 0,01 mm. Pro konečné obrobení celé plochy bylo potřeba 95 minut. Pracovníci Formconsult a firmy MMC Hitachi Tool byli hrdí zejména na to, že se prodloužila trvanlivost frézy s kulovým čelem, která nyní pracovala místo sedmi nebo osmi hodin neuvěřitelných 30 hodin.

Obrobek z prováděných testů z chrommolybdenvanadiové oceli Elmax. Jsou vidět drážky různých tvarů vyrobené frézou s kulovým čelem o průměru 0,5 mm firmy MMC Hitachi Tool, frézováno na pětiosém centru.

Obrábění načisto není žádný problém – „to může každá fréza“ –, ale ve Šmalkaldech bylo výzvou dokončovací obrábění, u kterého se jedná o poslední mikron, což znamená dostat skutečně čistou plochu. Zejména je rozdíl mezi frézou s kulovým čelem o poloměru 0,5 mm nebo například s frézou o průměru 2 mm. U Formconsult se frézovalo frézou s optimalizovanými fazetkami přímo na konečnou jakost Ra 0,1 μm. „U nás bylo důležité, že jsme dodrželi spolehlivost procesu obrábění a zvýšili trvanlivost nástroje. Ve srovnání s leštěním vypadá frézovaná plocha jako hedvábná,“ poukazuje Jürgen Vierling na pozitivní výsledek. „Podle našich experimentů můžeme souhrnně říci, že jsme úkol vyřešili a můžeme našim zákazníkům dodat velmi kvalitní formu. Bez spolupráce s MMC Hitachi Tool bychom stěží dosáhli takových výsledků.“

Das Industriemagazin č. 48, 2016, str. 30 až 32

Autor: Ingo Bernartz, zpracoval: J. Řasa

jar.rasa@seznam.cz

Reklama
Vydání #6
Kód článku: 170621
Datum: 07. 06. 2017
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Téma: technologie pro výrobu forem

Díly, součásti či výrobky, které spatřily světlo světa díky tomu, že byly vylisovány, odlity či vykovány ve formě, jsou doslova všude kolem nás. Forma je zařízení často velmi složité a komplexní a k její výrobě je potřeba řada špičkových technologií. Následující článek představuje některé z nich.

Formárenský veletrh se blíží

Již třetí ročník formárenského veletrhu Moulding Expo v druhé polovině května bude hostit výrobce forem a nástrojů a dodavatelé potřebných technologií ve Stuttgartu. Pořadatelé sezvali novinářskou obec do slovinské Lublaně, kde prozradili několik detailu o blížícím se veletrhu. Součástí tiskové konference byla také návštěva místních nástrojáren a výzkumného centra pro formárenství.

Evropskou veletržní sezónu 2019 opět zahájí Lipsko

Lipské průmyslové veletrhy Intec a Z otevřou brány výstaviště pro svůj další ročník již ve dnech 5. až 8. února 2019. Výhodný termín konání hned na začátku roku znamená pro vystavovatele a návštěvníky z České republiky ty nejlepší předpoklady pro navázání či prohloubení obchodních kontaktů na mezinárodní strojírenské a subdodavatelské scéně.

Související články
Úspěšný vývoj technologií pro zpracování termoplastových kompozitů

Konstruktéři tlačení požadavky na nižší hmotnost a lepší parametry svých konstrukcí stále více neváhají využít ve svých návrzích materiály, které byly dříve vyhrazeny pouze pro nejnáročnější high-tech aplikace. Díky tomu roste také poptávka po nenáročných výrobních technologií na výrobu konkrétního dílce z určitého materiálu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Kompozity jako výzva pro obrábění 21. století

Kompozity jako materiály nepostradatelné v leteckém průmyslu a nastupující v konstrukci automobilů díky svým vlastnostem a extrémním požadavkům na stroje a nástroje představují velkou výzvu pro zpracování a obrábění. Možná řešení představí ve dnech 16. až 20. září 2014 mezinárodní veletrh strojírenských technologií AMB ve Stuttgartu. Zajímavé názory vystavovatelů přinášejí následující řádky.

Vodorovné vyvrtávačky v praxi, Zastavení čtvrté

Zkušenosti zákazníků jsou nejcennějším podnětem, kterých se dodavateli-výrobci dostává. Nezkreslené reference na zkušenosti z provozu a servisu pak přináší objektivními informace pro další potenciální zákazníky. Kdo jiný by měl tedy o kvalitě firmy vědět více než ten, kdo její produkty vyzkoušel? To je cesta k publikované formě článků, kterou MM Průmyslové spektrum na trhu českých technických periodik zastává. Navštěvovat uživatele produktů a nechat je vyprávět o zkušenostech, které mají s jejich používáním, s komunikací s dodavatelem, se spokojeností s jeho službami. Pak získáme skutečnou referenci, z níž si lze udělat určitou referenci.

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.

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.

Československá stopa u nového rekordu

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

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.

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.

Briketování třísek má stále větší význam

Po dlouhé roky bylo zpracování kovových třísek opomíjenou činností kovoobráběcích podniků, které produkují tento specifický odpad. Třískové hospodářství se však stále častěji stává součástí celkové ekonomiky výroby. Potenciál kovových třísek jako suroviny, či jako prostředek k významným úsporám si uvědomují v mnohých společnostech. Takové závěry vyvozuje jeden z nejvýznamnějších výrobců briketovacích lisů v Evropě, česká společnost Briklis. Zajímavostí je i to, že zájem o briketování nemají pouze producenti kovových, ale také plastových třísek z obrábění, či jiných způsobů zpracování různých materiálů.

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 %.

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