Témata
Sandvik Coromant

Jak omezit vibrace při obrábění?

Při obrábění součástí pro letecký průmysl si technici nemohou dovolit chyby. Normy pro kontrolu kvality jsou u těchto součástí nesmírně náročné, což platí především při použití dlouhých nástrojů pro obrábění hlubokých a úzkých dutin. pro indexované frézování. Bezchybnou výrobu součástí pro letecký průmysl pro indexované frézování zajistí CoroMill MH20, tedy fréza s vysokou rychlostí posuvu z produkce společnosti Sandvik Coromant.

Sangram Dash

produktový manažer Sandvik Coromant

Reklama

Obrábění součástí pro letecký průmysl je velmi náročné. Výrobci vyrábějí součásti s tenkými dny a stěnami, hlubokými dutinami a ostrými rohy. Tyto vlastnosti vyžadují nástroj s lehkým řezem, vysokou stabilitou při práci a stabilním ovládáním, zejména při použití dlouhých nástrojů k frézování hlubokých úzkých dutin.

Při frézování hlubokých úzkých dutin hodně záleží na schopnosti nástroje obrábět při dlouhém vyložení nástrojů. Je to důležité při výrobě různých součástí, například nosníků v dílčích segmentech letounů. Tyto nosníky se často vyrábějí z tvářených titanových slitin a v kombinaci s požadavkem na dlouhé vyložení nástroje to znamená velice náročné podmínky obrábění s vysokým rizikem vzniku vibrací.

Vibrace při obrábění mohou vést k povrchovému poškození obrobků, což ovlivňuje celkovou kvalitu finálních produktů. Kromě toho vibrace způsobují třeba nerovnoměrnou tloušťku třísek, a následně i nerovnoměrnou sílu řezů. V některých případech vibrace způsobují i poškození břitových destiček nebo nástrojů.

Vibrace při obrábění mohou vést k povrchovým poškozením, která ovlivňují celkovou kvalitu součástí pro letecký průmysl. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Snížení počtu rohů

Sandvik Coromant tento problém řeší pomocí nového modelu CoroMill MH20, což je fréza s vysokou rychlostí posuvu určená především pro frézování dutin v materiálech ISO S, M a P.

Konstrukce modelu CoroMill MH20 přináší několik inovací, například nový materiál těla frézy využívaný pro válcové stopky kvůli minimalizaci opotřebení během obrábění. Díky použití tohoto materiálu dochází méně často k obrušování třísek, když vinou značného namáhání nebo řezné síly dochází k plastickým deformacím na lůžkách břitových destiček. Vlastnosti frézy CoroMill MH20 jsou zárukou delší životnosti nástrojů.

Při vývoji nástroje měli technici společnosti Sandvik Coromant neustále na paměti přísné požadavky platné v leteckém průmyslu. Nástroj je například schopen provádět několik různých operací, takže lze při výrobě využívat a měnit méně nástrojů. To umožňuje zkrátit jednotlivé cykly, čímž se vylepšuje hospodárnost výroby.

Kromě toho Sandvik Coromant při vysokém posuvu vůbec poprvé využívá speciální geometrie břitových destiček pro různé oblasti ISO, což zlepšuje bezpečnost i produktivitu výroby. Na rozdíl od konvenčního pojetí čtyřhranných břitových destiček má CoroMill MH20 destičku s dvěma hranami. To má skutečně značný přínos, protože díky tomu je nejchoulostivější část břitové destičky daleko od hlavní oblasti řezu, což znamená vyšší spolehlivost a lepší ochranu proti opotřebení. To také znamená, že obrábění do rohu nebo podél stěn nemá vliv na další řeznou hranu nebo roh mezi hlavním a vedlejším břitem, což je zárukou stejné výkonnosti u všech řezných hran.

Dalším inovativním prvkem CoroMill MH20 je výjimečná geometrie břitových destiček. Konstrukce se šikmými břity umožňuje postupný lehký řez, což znamená menší spotřebu proudu, a tudíž možnost použití menších strojů. Optimalizovaná linie hlavní řezné hrany a poloměr rohu břitové destičky jsou zárukou bezpečné operace.

CoroMill MH20 pro soustružení s lehkým řezem, který brání ohýbání součástí a umožňuje snížit cenu v přepočtu na hranu. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Přesnost obrábění

Jeden z dlouholetých zákazníků firmy Sandvik Coromant, dodavatel produktů pro letecký průmysl, měl problémy při obrábění dlouhých a tenkých upínacích trnů do letadel. Upínací trn je otočná součástka připojená k vrtuli. Slouží jako opěra pro vývrt, který se posouvá nad hnací hřídel, aby se mohla otáčet volně a stabilně. Zákazník s trny neměl zkušenosti a jejich obrábění bylo nesmírně obtížné vzhledem k jejich nezvyklé konstrukci a místy extrémním rozměrům, takže se trny občas neotáčely.

Dutiny vyfrézované do niklové slitiny tak byly někdy o dva až tři milimetry špatně vycentrované. Stávající nástroj zákazníka vykazoval velmi nízkou životnost a produkoval velké množství zmetků, což svědčilo o špatném spojení stroje s nástrojem. Součásti trnu se v některých případech dokonce ohýbaly, protože fréza na součást spíše tlačila, než aby materiál odřezávala.

Jako řešení zvolila firma soustružení, které spočívá v otáčení obrobku kolem jeho středu. Tato technika frézování se často doporučuje v případech, kdy se tvary výrobku výrazně odchylují od tvarů při běžném frézování (jako tomu je u upínacích trnů). Při soustružení se ovšem vyskytly problémy s vibracemi.

Jako řešení tohoto problému doporučila společnost Sandvik Coromant pro soustružení model CoroMill MH20. Frézu experti vybrali pro její velmi lehký řez, který zabraňuje ohýbání součásti a zároveň je zárukou nižší ceny v přepočtu na hranu. Fréza CoroMill MH20 se do výbavy zákazníka hodila výborně. Vyskytl se ale další problém: zákazník neměl se soustružením žádné předchozí zkušenosti. Specialisté společnosti Sandvik Coromant zástupcům zákazníka použití techniky vysvětlili, a doporučili i postup při práci s počítačem řízeným frézováním (CNC).

Reklama
Reklama

Zákazník následně frézu CoroMill MH20 využil pro obrábění materiálu Inconel 718 a A286, což je slitina na bázi železa s vysokou pevností a vynikajícími výrobními vlastnostmi. Tyto materiály jsou v leteckém průmyslu velmi oblíbené. Nástroj pracoval při řezné rychlosti (vc) 40 m/min, posuv na zub (fz) činil 0,3 mm/zub a axiální hloubka řezu (ap) dosáhla 0,5 mm. Nejdůležitější bylo, aby fréza překonala výkon stávajících nástrojů za pouhých 30 minut obrábění, aby nedocházelo k vibracím.

Model CoroMill MH20 nakonec přispěl k delší životnosti nástroje. Velkou výhodou nástroje byl navíc jeho velmi lehký řez, který umožňoval přesné obrábění. To bylo s předchozím nástrojem nemožné. Dosáhnout ho šlo díky vylepšeným řezným parametrům a kratší době obrábění (30 min). CoroMill MH20 navíc těchto hodnot dosáhl, ačkoli má o 1–2 zuby méně než konkurenční nástroj.

Řešení společnosti Sandvik Coromant nabídlo tomuto dodavateli celou řadu možností v oblasti výroby dutin u součástí pro letecký průmysl. Díky přechodu na CoroMill MH20 dosáhl zákazník výrazného vylepšení životnosti nástrojů a bezpečnějšího obrábění bez vibrací. Díky těmto výhodám se řezný nástroj osvědčil při přesném obrábění náročných materiálů, při práci s dlouhým vyložením nástrojů, a zejména při kontrole kvality leteckých součástí.

Související články
Rozhodující krok

PrimeTurning, nová metoda soustružení vyvinutá společností Sandvik Coromant, pomohla indickému výrobci leteckých součástí, který musel čelit problémům s velkým objemem zakázek a obtížně obrobitelnými třídami ocelí, zvýšit produktivitu a zkrátit časy cyklů.

Snazší obrábění hliníkových slitin

Automobilový průmysl má před sebou dilema hmotnosti. Například v roce 2017 vážila lehká užitková vozidla vyrobená ve Spojených státech v průměru 4 044 liber (přibližně 1 800 kg) – což ne vždy bylo v souladu s jejich názvem. Použití nových prvků a technologií je spojeno s růstem hmotnosti vozidel, avšak v zájmu životní prostředí je nutné, aby výrobci jejich hmotnost snižovali. Hliník jako lehký materiál může pomoci tuto situaci vyřešit, ale při jeho frézování, a obrábění obecně, může také docházet k problémům. Eduardo Debone, globální manažer pro segment automobilové výroby ve společnosti Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení v oblasti obrábění kovů, zde rozebírá, jak by jejich řešení mohla nabídnout jediná fréza.

Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Související články
Vzestup leteckého a vesmírného trhu

Pro sektor třískového obrábění je automobilový průmysl jedním z nejdůležitějších trhů. V trendu stále více se uplatňujícího elektrického pohonu automobilů se výrobci obráběcích strojů a nástrojů snaží objevit nové trhy. Zaměřují se na letecký a vesmírný průmysl.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Společně k dalšímu vývoji

Stěhování společnosti Fylde CNC do nové budovy bylo sice jen na krátkou vzdálenost, ale v historii společnosti zaměřující se na zakázkové obrábění přesných dílů to znamená významný krok kupředu. Rozvoji firmy navíc pozitivně přispívá úzká spolupráce se společností WNT, která spravuje nástroje a poskytuje technickou podporu v oblasti třískového obrábění.

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.

Pořádná špona je dnes věda

S obráběním, vrtáním pomocí nástroje začali pravděpodobně jako první už staří Egypťané cca 4 000 let před naším letopočtem, přičemž využívali tětivu luku – základ smyčcového soustruhu. Potom přišel středověk, dále Leonardo da Vinci a návrh prvního soustruhu… Technologie třískového obrábění ale v porovnání s dnešní dynamikou vývoje postupovala jen pomalu.

Strojírenské fórum 2018: Inteligentní výroba

Další z již tradičních setkání odborníků (nejen) z oblasti výroby – podzimní Strojírenské fórum – se odehrálo 8. listopadu, tentokrát v prostorách Ústavu výrobních strojů a zařízení a RCMT FS ČVUT v Praze.

Názorové fórum odborníků

Na tomto místě budeme pravidelně přinášet názory odborníků k tématům, která se objeví v aktuálním vydání MM Průmyslového spektra. V dubnovém vydání jsme zástupcům vysokých škol a firem položili následující otázku:

Obráběcí stroje pro produkční výrobu

Po sérii článků v minulém vydání se v posledním poohlédnutí po letošním hannoverském veletrhu EMO věnujeme důležité oblasti, a to jednoúčelovým strojům. I v letošním ročníku byla část expozic věnována této komoditě pro produkční výrobu a my se podíváme, co trh zákazníkům nabídl. Proč? Menším dílem proto, že se jim dlouhá léta autor (nejen) profesně věnuje, dílem podstatným proto, že jsou na nich „bytostně“ závislé veškeré obory nejen strojírenské či technické, ale i stavebnictví, telekomunikace, zdravotnictví a další.

EMO zrcadlem pokroku a inovací

Při příležitosti prezentace veletrhu EMO 2017 Hannover před evropskou novinářskou obcí se uskutečnilo i pražské zastavení. Zastoupení Deutsche Messe pro ČR zorganizovalo tiskovou konferenci, které se vedle generálního ředitele EMO Hannover Christopha Millera účastnil i tiskový mluvčí hannoverského veletržního komplexu Hartwig von Sass spolu s ředitelem českého svazu SST Ing. Paclíkem a předsedou Společnosti pro obráběcí stroje doktorem Smolíkem.

Přidaná hodnota v technologii obrábění

V tomto příspěvku bych se rád vrátil ke své návštěvě japonské firmy Kyocera. V jednom z mých minulých textů (viz www.mmspektrum.com/170111) jsem představil unikátní systém řízení pomocí takzvaných améb, který vyvinul zakladatel firmy Kyocera Dr. Kazuo Inamori. Díky tomuto systému a japonské píli a umu se firma dostala na světovou špičku v řadě oborů. Na základě osobních zkušeností pak mohu prohlásit, že to platí také pro divizi řezných nástrojů. Například rychloposuvové frézy Kyocera vysoce překračují produktivitu, která je u nás i v Evropě standardní.

CIMT je v Číně, Čína je na CIMTu

Při letošním ročníku došlo na CIMT k významné změně. Evropští i američtí vystavovatelé byli přemístěni z hal tzv. západních do východních. Proč, to se mi nepodařilo zjistit. V reportáži před čtyřmi lety jsem umístění evropských a asijských firem popisoval s notnou nadsázkou, a tak si tuto změnu vysvětluji po svém – vystavovatelé si přečetli mé zpravodajství z výstaviště?. Také platí, že není pavilon jako pavilon. Standardy úklidu v halách, stravovacích prostorech, na toaletách byly v pavilonech, kde byla německá a švýcarská expozice, bližší evropským zemím než asijským. A o tom je jedna z čínských mentalit – jaké standardy mají být, ty jim musejí být ukázány, resp. nadiktovány či nařízeny.

Produktivní nástroje pro letecký průmysl a kosmonautiku

V leteckém a kosmickém průmyslu jsou z důvodu snižování hmotnosti a zvyšování efektivity provozu aplikovány ve stále větší míře materiály jako CFK (plasty vyztužené uhlíkovými vlákny), titan a slitiny hliníku i speciální legované slitiny, například Inconel nebo Waspalloy. Ve velké míře se zde používají sendvičové konstrukce, jež jsou skládány z těchto materiálů v různých vrstvách a kombinacích. Obrábění zmíněných materiálů klade specifické požadavky na řezné nástroje, obráběcí stroje a celý výrobní proces.

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