Témata
Zdroj: Emag

Mikroskopicky dokonalý povrch v minimálním čase

Při výrobě komponentů pro elektrické pohony se broušení dostává stále více do popředí: plánovači výroby požadují nová řešení pro dokonalý povrch, který zaručí požadovaný hladký chod při vysokých otáčkách a krouticích momentech. Příklad „broušení boků zubů“ na strojích Emag SU jasně ukazuje, jak specializovaný výrobce strojů tento požadavek realizuje: specialisté na broušení se sídlem nedaleko italské Boloni mají ve svém portfoliu pro tuto oblast použití například stroj G 160, který má speciální koncepci osy pro mikroskopicky dokonalé povrchy. Technologie nakládání zároveň zajišťuje minimální dobu cyklu. Jaké jsou však detaily těchto a dalších konstrukčních řešení strojů Emag SU pro broušení boků zubů?

Reklama

Elektromobilita je na vzestupu a konkurence v nejlepších řešeních se zvyšuje: téměř všichni výrobci automobilů uvedli v roce 2022 na trh nové modely. Co to znamená pro plánování výroby OEM výrobců a dodavatelských společností? „Musí efektivně zvládnout jednak rostoucí množství, ale také zaručit rostoucí kvalitu, protože vysoký točivý moment elektromotoru přímo vede ke speciálním rozměrovým a povrchovým požadavkům,“ vysvětluje Alexander Morhard ze společnosti Emag SU. „Vývoj lze obzvláště působivě pozorovat u obrábění boků zubů hřídelí a kol. Zde jde o rozměrově přesné výsledky v rozsahu mikrometrů, protože i minimální zvlnění vzhledu povrchu součástí může vést k rušivému šumu v pohonu.

Bruska ozubených kol G 160 se vyznačuje jedinečnou konstrukcí stroje. Současný pohyb všech os vede k tomu, že vedlejší časy jsou kratší než dvě sekundy. (Zdroj: Emag)

G 160: minimální vedlejší časy

Společnost Emag SU ukazuje, jak lze v tomto extrémním rozsahu zlepšit kvalitu pomocí celé řady technologických inovací. V této souvislosti disponuje širokou škálou obráběcích strojů, které pokrývají celý proces výroby ozubených kol. Broušení boků zubů s přidruženými procesy odvalovacího a profilové broušení tvoří hlavní oblast použití. Například při odvalovacím frézování je geometrie zubu obráběna při vzájemných pohybech několika výkonných os a také orovnáváním nástroje. V této oblasti má firma Emag SU nejrychlejší stroj na trhu, stroj G 160, pro součásti do modulu 3 a s maximálním vnějším průměrem 160 mm. Tato rychlost je umožněna inovativní koncepcí posuvných os se dvěma paralelními stoly obrobků, které se střídavě pohybují vysokou rychlostí (pomocí lineárních motorů s nízkým opotřebením) k brusnému kotouči. Zatímco se tedy obrábí jedna součástka, nakládací robot vkládá do druhého vřetene polotovar nebo předtím vykládá hotovou součástku. Na vřetenu obrobku se v paralelním čase také detekuje zubová mezera předobrobeného ozubení. Tímto způsobem se doba mezi jednotlivými broušeními zkracuje na pouhých 1,6 sekundy, což je nesmírně malá hodnota ve srovnání s bruskami s otočnými stoly; u nich může během stejného procesu uplynout až pět sekund. Je důležité vědět, že skutečná doba broušení typické součásti, jako je planetové ozubené kolo, se pohybuje pouze kolem 10 sekund. V důsledku toho se rozdíl v čase od řezu do řezu stává skutečným převratným faktorem: vedlejší čas broušení výrazně klesá přibližně o tři sekundy a produktivita se masivně zvyšuje. To je rozhodující faktor pro plánování velkosériové výroby v rostoucí oblasti elektromobility.

Díky koncepci osy brusky G 160 od společnosti Emag SU je brusné vřeteno velmi krátké, což má příznivý vliv na chování vibrací při broušení. (Zdroj: Emag) 

Koncepce osy zabraňuje stopám po vlastních frekvencích na povrchu boků

Na druhou stranu technologie Emag SU boduje výjimečnými vlastnostmi povrchu, které jsou umožněny osovou koncepcí.

G 160: Na rozdíl od mnoha jiných odvalovacích brusek nemá tangenciální osu. Místo toho stávající osy YZ generují „virtuální“ tangenciální osu prostřednictvím současných pohybů. V důsledku toho je bod dotyku brusného kotouče s obrobkem asi o 100 mm blíže k otočnému bodu osy otáčení, což má příznivý vliv na chování vibrací při broušení. Výsledek je opět patrný na povrchových strukturách hotové součásti – výše zmíněné vlastní frekvence v rozsahu mikrometrů téměř úplně zmizely. Kromě toho je hodnota ffa na velmi nízké úrovni. Tuto kvalitu využívají četné hřídele a kola elektrického pohonu.

Bruska G 160 má dva paralelní obrobkové stoly, které se střídavě pohybují vysokou rychlostí k brusnému kotouči. Integrovaná orovnávací jednotka zajišťuje dodatečnou spolehlivost procesu. (Zdroj: Emag)

G 250: Krátké časy cyklů – maximální flexibilita

Podobně zajímavá je i koncepce stroje G 250 od společnosti Emag SU pro komponenty až do modulu 7 a s vnějším průměrem 250 mm. Ozubená kola pohonu náprav, ozubená kola nebo hřídele o maximální délce 550 mm lze tímto řešením dokončit odvalovacím nebo profilovým broušením s krátkými časy cyklu. Za tímto účelem je stroj vybaven dvěma stolními vřeteny, aby se minimalizovaly doby nečinnosti během výrobního procesu. „Velký důraz jsme kladli také na flexibilitu,“ vysvětluje Morhard. „Stroj G 250 lze například vybavit i velmi malými brusnými kotouči a šneky.“ Ve variantě G 250 HS je stroj vybaven také vysokorychlostní brusnou hlavou, která při použití malého brusného šneku umožňuje rychlost 20 000 otáček za minutu.

Reklama
Reklama
Reklama
Odvalovací a profilové broušení na stroji G 250 – stroj je mimořádně rychlý a flexibilní. (Zdroj: Emag)

Tato koncepce stroje přináší uživatelům i další výhody:

• odvalovací broušení a profilové broušení probíhá na hlavním brusném vřetenu, takže stroj nemá tepelnou dráhu (jako při použití přídavných vřeten pro broušení profilů). Kromě toho jej lze během několika minut přestavět na jiný proces;

• při použití odvalovacích brusných kotoučů pro šneková ozubení s patním průměrem až 68 mm lze odvalovacím broušením dokončit mnoho dílů s přerušovanými konturami. To vede k velmi krátkým dobám broušení. Všechny ostatní díly lze dokončit broušením profilovým brusným kotoučem o velikosti až 30 mm;

• vystředění probíhá při nakládání paralelně s časem obrábění;

• integrovaná orovnávací jednotka zajišťuje dodatečnou spolehlivost procesu.

Pro broušení větších dílů pro nákladní automobily nebo při běžné výrobě ozubených kol doplňuje cenově výhodná bruska G 400 horní část programu broušení ozubených kol Emag SU. Má obrobkový stůl pro součásti o maximálním průměru 400 mm a délce hřídele až 750 mm. Pro mnoho uživatelů je důležité, že stroj lze nakládat i shora, protože skříň má dvířka nad rohem.

Bruska ozubených kol G 250 od společnosti Emag SU byla speciálně vyvinuta pro krátké časy cyklů a špičkovou kvalitu a používá se pro hromadnou výrobu ozubených kol s vnějším průměrem do 250 mm a hřídelí o délce až 550 mm. (Zdroj: Emag)

Stále silnější pozice na trhu

Krátké časy od řezu do řezu, inteligentní koncepce os, tepelná a mechanická stabilita, jakož i vysoká míra uživatelské přívětivosti, včetně přehledných vstupních obrazovek – díky těmto kvalitním vlastnostem zajišťují stroje Emag SU skokové zvýšení výkonu při broušení boků zubů. Pro různé velikosti a typy brusných kotoučů jsou k dispozici různá vřetena s odpovídajícím výkonem. Kromě toho lze tuto technologii snadno připojit k různým automatizačním technologiím. „Považujeme naše portfolio za ideálně poskládané pro úkoly broušení v rámci e-mobility. V současné době například francouzská automobilka v této oblasti úspěšně využívá několik brusek od Emag SU,“ uzavírá Morhard. „V příštích několika letech chceme na rostoucí trh stále více přinášet naše silné stránky v oblasti výroby ultrajemných povrchů s velmi odlišnými konturami.

Související články
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.

Stroj na středění klikových hřídelí

Je všeobecně známo, že kliková hřídel je jednou z nejkritičtějších součástek motoru s vnitřním spalováním a jedním z nejsložitějších a nejkomplexnějších dílů z hlediska obrábění. Potřeba přesného vyvážení klikové hřídele, která je rozhodujícím faktorem pro celkovou účinnost motoru, se stala ještě důležitější, jelikož výrobci automobilů usilují o snižování emisí CO2 prostřednictvím lepšího výkonu motoru a strategií spočívajících v odlehčování. Díky různým vylepšením, kterých se v průběhu let dosáhlo v procesech kování a odlévání, už mají neopracované komponenty klikové hřídele téměř požadovaný tvar s mnohem menším množstvím přebývajícího materiálu. To znamená, že na konečné klikové hřídeli je třeba obrábět méně částí. Přináší to s sebou také zvýšenou potřebu přesného vyvážení se zmenšenou velikostí protizávaží, které se při vytváření těžiště často provádí.

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.

Související články
Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

Nebojte se výzev!

Tuto větu mi na konec rozhovoru řekl Ing. Radomír Zbožínek, člen představenstva Tajmac-ZPS, který se stále podílí na dění v mateřské firmě. Slovo "mateřská" pro pana Zbožínka platí dvojnásob, do firmy totiž nastoupil 1. listopadu 1972, takže zde "kroutí" již svou 46. sezonu. Tak akorát na to, aby jeho slova mohla posloužit i dalším lidem.

Nástrojáři sobě

V letošním roce slaví Svaz nástrojáren ČR své 20leté výročí. Při této příležitosti jsme požádali jejího předsedu představenstva doc. Ing. Václava Kličku, CSc., Ph.D., o rozhovor.

Perspektivy čínského draka

Již několik let vám pravidelně v tomto čase přinášíme reportáže ze dvou klíčových strojírenských veletrhů celého asijského kontinentu, které jsou určitým barometrem srovnání postupného vývoje čínských výrobců obráběcích strojů a komponent, ale i pohledem na zvolené marketingové strategie nadnárodních společností při jejich penetraci na zdejší čínský trh – největší a nejprogresivněji rostoucí na světě. V lichých letech se v Pekingu v dubnu koná veletrh CIMT (China International Machine Tool Show), v sudých přibližně ve shodné době pak v Šanghaji veletrh CCMT (China CNC Machine Tool Fair). Aktuální postřehy z každého dne veletrhu jsme přinášeli prostřednictvím redakčního portálu mmspekturm.com a sociální sítě facebook, s tradičním komplexnějším pohledem na veletrh a čínský komoditní trh jako takový přicházíme nyní.

Veletržní válka světů

Redakce MM Průmyslového spektra věnovala šanghajskému veletrhu obráběcích strojů CCMT 2018 nemalou pozornost ve zpravodajství, které bylo uveřejňováno na webových stránkách v rubrice Očima redakce. V tomto článku a na přiložených obrázcích jsou zaznamenány veletržní postřehy, čínský kolorit, veletržní statistiky i holá fakta z oblasti čínského průmyslu. Něco málo o čínské výrobní technice a technologiích, které byly prezentovány na CCMT 2018, i pár dalších postřehů, jsme připravili do tohoto vydání.

Strojírenské fórum 2018: Zaměřeno na nové technologie a materiály

Příběh pátého ročníku Strojírenského fóra se začal psát 10. května 2018 na půdě Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně konferencí na téma moderní výrobní technologie a materiály s důrazem na aditivní výrobu z velké části kovových materiálů a na inovativní aplikace kompozitních materiálů. Na sto účastníků z řad výrobní a akademické sféry vyslechlo na 13 přednášek a následně v pozdních odpoledních hodinách se větší část z nich odebrala na exkurzi po šesti VaV pracovišťích zaměřených na nové technologie. Plný den poznání a nových setkání. Pojďme se k němu vrátit fotoreportáží.

Transparentní továrna usnadňuje přístup k datům z výroby

Před pěti lety prošel vrchlabský závod Škoda Auto kompletní proměnou z výroby automobilů na výrobu high-tech automatické dvouspojkové převodovky DSG. Samozřejmě musel být vymyšlen zcela nový layout všech jednotlivých výrobních úseků, důkladně byl navržen tok materiálu až do posledního centimetru a myšleno bylo již od počátku také na přicházející digitalizaci a éru Průmyslu 4.0. Postupné zavádění prvků moderní výroby později pomohlo k vyšší efektivitě. Dnes se namísto původního 1 000 převodovek denně vyrábí více než dvojnásobek.

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.

Pokud chceme změnit svět, musíme začít u sebe

Rozhovor Jána Košturiaka s Andrejem Bielikem, majitelem a šéfem společnosti BOST o kolaborativních robotech, jejich efektivitě nasazení v praxi, o budoucnosti moderní výroby, ale i o běžném životě podnikatele.

Cena MM Award na EMO

Ocenění MM Award od našich německých kolegů z časopisu MM MaschinenMarkt je specialitou veletrhů pořádaných nejen v Evropě, ale po celém světě. Nejinak tomu bylo i na letošním hannoverském EMO, kde proběhlo slavnostní předání exponátům, které odbornou porotu zaujaly. Ceny jsou udělovány ve spolupráci se svazem VDW. Protože se jedná o jediné oficiální ceny udělované na veletrhu EMO a značky MM, VDW a EMO jsou dobře známé v oboru výrobní techniky, věnujeme jim svoji pozornost v retrospektivě veletrhu.

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