Témata
Reklama

Klíčová role pro dodavatele výrobcům obráběcích strojů

Podle vzoru automobilového průmyslu zesiluje také strojírenství vývojové partnerství se svými dodavateli. Jaký užitek to může přinést, ukazuje příklad vývoje odlitku pro vysokovýkonné soustružnicko-frézovací centrum

"Společnost Gildemeister je pevně rozhodnuta znovu dobýt dědičnou vedoucí pozici na světovém trhu," vysvětluje dr. ing. Berend Denkena. Na tradice bohatý podnik upadl na počátku 90. let do krize ohrožující existenci, při níž v samotném obchodním úseku soustruhů ztratil skoro 80 procent pracovních míst. Tento pokles byl mezitím překonán, v posledních letech šel vývoj opět silně vzhůru. Jako vedoucí vývoje produktů je dr. Denkena se svými asi 50 odborníky zodpovědný za vývoj nových modelů obráběcích strojů. S jejich pomocí chce podnik dosáhnout svého ctižádostivého cíle. Přitom spoléhá na stroje s velmi dobrým poměrem cena/výkon, stejně jako na inovační koncepty strojů pro nové oblasti použití. Při vývoji nových modelů sází Gildemeister podle vzoru automobilového průmyslu na koncepci moderních procesních řetězců a spojuje své dodavatele s tímto vývojovým procesem.
Reklama
Reklama
Reklama

Koncentrace na podstatu působnosti

Jak prozrazuje B. Denkena, bylo před 30 nebo 40 lety ctižádostí provádět samostatně plných 100 % vývojových prací. Tuto pozici podnik dávno opustil a předává asi třetinu vývojových prostředků mimo něj. Přitom se koncentruje na základní kompetence a výhody, jejichž provedení v detailu pak předává na inženýrská oddělení dodavatelů. Tento postup je výhodný z mnoha důvodů - technika se stane komplexnější a všechny aspekty mechaniky, senzoriky, elektroniky, chladicích nástrojů a mazacích látek včetně posledních služeb se nemusejí pokrývat jen vlastním personálem. Místo toho je vhodnější přizvat odborníky konkrétních dodavatelů, kteří jsou v jednotlivých oborech "plně v obraze". Situace se ještě zostřuje v posledních letech díky stále zřetelnějšímu užšímu profilu zaměstnanců. Jak je tato politika oprávněná, lze názorně ukázat na příkladu celkového vývoje odlévaných části pro nový model stroje.

Lože stroje a suporty vyvíjí specialista na odlitky

"Když Gildemeister před nedávnou dobou projektoval nové, velmi náročné vysokovýkonné soustružnicko-frézovací centrum, obdrželi jsme zakázku na vývoj a výpočet metodou konečných prvků odlitků strojového lože a suportu," vysvětluje dipl. ing. Holger Siemers, odpovědný vývojový inženýr ve slévárně Heidenreich & Harbeck (H & H), GmbH Mölln. Vnější obrysy strojních dílů stejně jako připojené a funkční hmoty byly zadány a poskytnuty jako 3D data pomoci e-mailu. K tomu přišlo zadání velikosti a polohy působícího zatížení, které mají být počítány. Úlohou slévárny bylo detailovat konstrukci, dále výpočty metodou konečných prvků, optimalizace strojních dílů a volba vhodného materiálu. Kromě toho bylo třeba vyjasnit otázky odlévání, minimalizovat náklady stejně jako rozvržení časů v rozmezí 15 týdnů od začátku vývoje a dodání prvních vyhotovených komponentů.

Rozdílné cílové výhody podle strojního dílu

U strojového lože byla požadována optimalizace vnitřní zástavby s cílem co největší tuhosti. Velmi komplexní suport musel být na základě vysokých pojezdových rychlostí - při dodržení požadované tuhosti - především optimalizován na nízkou váhu. Na základě vysoké přesnosti musel být vyvinut odpovídající postup opracování. "Úzký časový prostor vymezil pouhé tři týdny na vývoj a provedení výkresů modelů dílů," vzpomíná si Holger Siemers. Jen tak byl dosažen celkový čas dvanácti týdnů pro stavbu modelů, odlití a opracování.

U strojového lože jde o tuhost...

"Geometrická data vnějších obrysů převzatá od Gildemeistra byla posouzena v prvém kroku s tloušťkou stěny 20 mm a jednoduchým vnitřním vyžebrováním," vysvětluje H. Siemers. Jako materiál byl nejdříve posouzen GG25 (EN-GJL-250), jeden z obvyklých "tahounů" strojních odlitků. Pro tento model byla vypočtena metodou konečných prvků přetvoření pro různé zatěžovací stavy. Podle očekávání bylo nejdříve dosaženo plně nepřijatelné hodnoty tuhosti. Tím začala hra konstrukčních změn - přídavná žebra, zesílení stěn, uzavření vybrání atd. - a nové výpočty, což proběhlo celkem pětkrát. Jako slévárenská zvláštnost bylo rozhodnuto ponechat většinu velkých jader v odlitku, což opět zlepšilo tuhost stejně jako tlumení. Přitom se ještě ukázalo, že samotná optimalizace vnitřní struktury nepovede ke splnění všech požadavků, nýbrž že bude potřebné také přizpůsobení vnějších obrysů - například uspořádání úložných bodů strojního lože stejně jako opěrných bodů zásobníku nářadí. Další zlepšení přinesl přechod k materiálu s vyššími hodnotami GG 30 (EN-GJL-300), jehož vyšší E modul umožnil zpevnění konstrukce. Dodatečně musela být v kritické oblasti opěrné hřídele část plochy třískového otvoru obětována kvůli opěrnému žebru. Tímto řešením se dosáhlo přetvoření "pro nejnepříznivější případ", které leželo o 48 až 64 procent pod hodnotami původní konstrukce. Toto řešení bylo dostatečně přesvědčivé, takže výrobce zde akceptoval zvýšení váhy o 10 procent.

... a u suportů o úsporu váhy

"U suportu jde především o to, snížit váhu pro docílení vysoké posuvové dynamiky co možno nejvíc, aniž by se ohrozila požadována tuhost," řekl H. Siemers. Výchozí konstrukce o váze 591 kg byla vytvořena stejným způsobem jako u lože, jako materiál byla rovněž zvolena GG25. Také zde bylo propočteno více variant, až konečně byla nalezena verze s váhou pouze 494 kg, která měla stejné hodnoty přetvoření jako výchozí konstrukce. Aby se i zde dosáhlo ještě dalšího zlepšení tuhostí, bylo navrženo použít místo GG25 (EN-GJL-250) litinu s vyššími hodnotami GGG40 (EN-GJS-400-18). Tím bylo možné zvýšit tuhost o 30 %.

Využití schopností slévače...

"Pro takové zabíhání do podrobností musel být nasazen slévárenský odborník, neboť na základě jeho znalostí proběhlo více experimentů, které přezkoušely také zvláštnosti výrobního procesu a aspekty nutných nákladů," prozrazuje H. Siemers. Jen slévač vidí na první pohled, kde může být přidáno další žebro, aniž bude nutno zhotovit přídavné jádro, nebo kde by mělo být zesílení přezkoumáno, zda nezpůsobí problémy při zaplňování. V tomto případě musí být bezproblémové odlití konstrukce přezkoumáno pomocí simulace odlévání.
K tomu přistupuje množství detailů následných procesů. Například bylo nutné mít na zřeteli, že ostré hrany nebo jádra by mohly být technickými prostředky odstraněny, a zda proud otryskávajícího materiálu vyběhne sám z nějakého zahloubení, nebo bude potřebné nějaké přídavné "odvedení". Také na obrobitelnost musel být brán zřetel, od nákladu na držáky a upínaní až k otázce, zda nějaká rovina může být ještě opracována normálním nástrojem, nebo zda zde je eventuálně potřebná nějaká úhlová hlava nebo jiný speciální nástroj.

... umožnilo významné zlepšení

"Dlouhé vývojové partnerství s firmou Heidenreich & Harbeck se na tomto projektu osvědčilo nejlépe," pokračuje B. Denkena v bilanci. Dvojciferné procentuální zlepšení důležitých vlastností mluví v principu samo za sebe. Slévárna vyvinula při tomto projektu v termínu jak návrh, tak i prototyp, navzdory přísným termínovým požadavkům, a přitom dodržela a většinou ještě překročila všechny požadované hodnoty příslušných vlastností a přesností obrobení.
Na základě podkladů otištěných v Maschine + Werkzeug zpracovala redakce
Reklama
Vydání #12
Kód článku: 31204
Datum: 10. 12. 2003
Rubrika: Trendy / Obrábění
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.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

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.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

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.

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.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

Multifunkční obráběcí centra

Tento typ obráběcích center patří do bouřlivě se rozvíjející skupiny CNC obráběcích strojů. Představuje typ obráběcího stroje, který reflektuje rostoucí požadavky uživatelů na obrobení součásti při jednom upnutí. Ve své podstatě jde o CNC stroje sdružující dvě základní operace třískového obrábění, a sice soustružení a frézování, do jednoho stroje. Kromě tohoto atributu mají tyto stroje i jiné vlastnosti, které budeme dále diskutovat.

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