Pro každého výrobce je jedním z nejdůležitějších cílů zjednodušení výrobních procesů. Šetří se čas a náklady, roste spolehlivost a jakost produkce. Se zvláště zajímavým příkladem nyní přichází konstrukce nástrojů firmy Schuler Cartec. Na příkladu nástroje pro tváření tenkostěnných ozubených kol a věnců s vnějším ozubením pro startéry ilustruje novou technologii.
Technologie pro near-net shape
Stávající technologií se ozubený věnec s vnějším ozubením vyrábí 16 operacemi ze dvou částí. Podle nové koncepce postupového tvářecího nástroje se stejný díl vyrobí sedmi rozdílnými operacemi spolehlivým procesem při jediném průchodu transferovým lisem. Cílem vývoje však nebylo jen vlastní zjednodušení výroby. Použitím pěchovacího procesu za tepla však výrazně stoupne jakost a technická úroveň na near-net shape výrobek. Nová koncepce procesu s integrací operací tváření za tepla probíhá s vysokou spolehlivostí, umožňující kompaktní technologii výroby.
S prvním pokusným nástrojem byly úspěšně provedeny provozní zkoušky v podmínkách blízkých sériovému provozu a nástroj byl přihlášen k patentování. To je zřejmě důvod, proč původce v informaci neuvádí bližší údaje dotýkající se know-how procesu.
Sedm operací na jednom lisu
Jako první krok se vyrobí přesný kruhový rondel jako výchozí polotovar. Ten se druhým krokem hluboce táhne na plochý kalíšek a ve třetím kroku děruje. Jako čtvrtý krok následuje indukční ohřev na kovací teplotu pro pěchování za tepla, jímž se v pátém kroku vytvoří lem s vnějším ozubením. Šestým krokem je kalibrace věnce a přesné děrování. Po něm věnec vystupuje z lisu jako hotový výrobek a cíle vývoje je dosaženo.
Přednostmi procesu tváření za tepla proti obrábění zubů jsou nepřerušený tok vláken v zubech, nízké rozměrové a tvarové deformace, zvýšení pevnosti a tuhosti věnce, zkrácení výrobního procesu tenkostěnného věnce (jehož výroba stávajícími technologiemi je zvláště náročná), nižší materiálová náročnost a vhodnost užití pro jiné materiály mimo ocel, pro bronz, mosaz a hliník.
Letos prototyp, za rok hromadná výroba
Tvářecí proces je mimořádně flexibilní a vhodný pro ozubená kola a věnce průměrů od 40 do 400 mm a tloušťky stěny 1 až 10 mm. Rozdílná vnější a vnitřní ozubení nepředstavují problém. Aplikační možnosti sahají od automobilových a traktorových motorů až po lodní motory, kde typickým příkladem jsou věnce startérů s vnějším přímým ozubením.
Náročný prototyp postupového nástroje bude připraven letos po optimalizaci ohřevu na tvářecí teplotu a rychlosti tváření. Po úspěšném ověření bude technologie pro hromadnou výrobu nabídnuta v roce 2012. Po prvních sondách koncem roku 2010 se objevil zájem prvních zákazníků z automobilového průmyslu, kteří hledají možnost nasazení rychlého a efektivního procesu. Vývoj přinesl mimo jiné i nové poznatky o konstrukci zápustek, kde získané know-how může být nabídnuto k využití pro jiné aplikace.
Ing. Alexandr Abušinov
abusinov@seznam.cz