Témata
Zdroj: Sandvik Coromant

Nová metoda soustružení v ose Y

Inovace málokdy vzniknou během jediného okamžiku. Většinou vyžadují spoustu práce a značné nasazení. Věděl to i americký vynálezce Thomas Edison, jemuž je připisován slavný citát „Genialita je 1 % inspirace a 99 % potu“. I když není jisté, že autorem těchto moudrých slov je právě on, na pravdivosti jim to neubírá a většina vynálezců by s nimi patrně souhlasila. Dobře to ví také Per-Anders Stjernstedt, hlavní inženýr ve společnosti Sandvik Coromant, která se specializuje na obrábění kovů. Jeho tým vyvinul novou pokrokovou metodu soustružení, jejíž hlavní principy vysvětluje tento článek.

Reklama

Jako u všech významných vynálezů, i v tomto případě stála na počátku potřeba vyřešit nějaký problém. Jak může nástrojové vybavení pomoci zkrátit čekací doby, eliminovat prostoje a urychlit výrobu? Podle zprávy Skutečná cena prostojů v roce 2022, vydané softwarovou společností Senseye, neplánované odstávky dnes stojí výrobce nejméně o 50 % více než v období 2019–2020. Stejná zpráva konstatuje, že v roce 2023 ztratí firmy umístěné v žebříčku Fortune Global 500 v důsledku neplánovaných prostojů téměř 1,5 bilionu USD, což odpovídá 11 % jejich příjmů.

Chtějí-li výrobci omezit časové ztráty při výměnách nástrojů, zvýšit stabilitu obráběcího procesu a zlepšit průběh opotřebení nástrojů, je zapotřebí obrábět více tvarových prvků stejným nástrojem. A právě to je „raison d’être“, tedy hlavní cíl soustružení v ose Y. Princip této metody je vysvětlen v následujících odstavcích.

Princip soustružení v ose Y: V průběhu obrábění jsou využívány všechny tři osy současně. Během obrábění se břitová destička nachází v rovině Y-Z, poloha osy frézovacího vřetena se v průběhu soustružení interpoluje a nástroj se otáčí kolem své osy. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Geometrie soustružnických nástrojů

Jako první je třeba uvážit velikost úhlu nastavení. Aby soustružnické operace probíhaly bez komplikací, je velmi důležité zvolit správný úhel mezi ostřím a směrem posuvu, jelikož ten ovlivňuje utváření třísek, směr působení řezných sil a délku ostří v řezu. Je-li úhel větší, než je nutné, klesá odolnost břitu. Naopak, je-li příliš malý, může při vysokých rychlostech posuvu docházet k drhnutí nástroje o obrobek, což může vést až k jeho lomu.

V roce 2017 společnost Sandvik Coromant vyvinula metodu PrimeTurning. To je způsob soustružení, který umožňuje obrábění ve všech směrech, a tím vyšší flexibilitu obráběcího procesu. Princip metody PrimeTurning spočívá v tom, že nástroj vstupuje do obrobku u sklíčidla a odebírá materiál během svého pohybu směrem ke konci obráběné součásti. Díky tomu lze použít malý úhel nastavení, větší úhel hlavního ostří (doplňkový) a vyšší hodnoty řezných parametrů při obrábění.

Již sama metoda PrimeTurning představuje inovativní počin v oblasti soustružení. Vedle zvýšení produktivity díky lepší kontrole utváření třísek však vývojový tým chtěl také pomoci výrobcům s obráběním složitějších a netradičních tvarů. Metoda PrimeTurning se tak stala jedním ze základních stavebních kamenů při vývoji soustružení v ose Y.

Reklama
Reklama
Reklama

Vstup do záběru v ose Y

Jaký je tedy princip soustružení v ose Y? Jak již její název napovídá, nová metoda využívá osu Y, přičemž v průběhu obrábění jsou využívány všechny tři osy současně. Během obrábění se břitová destička nachází v rovině Y-Z, poloha osy frézovacího vřetena se v průběhu soustružení interpoluje a nástroj se otáčí kolem své osy. Tímto způsobem lze jediným nástrojem obrábět i složité tvary.

Soustružení v ose Y nabízí řadu výhod. Možnost obrábět více tvarových prvků s využitím jediného nástroje přináší zkrácení času cyklu. Není nutné provádět výměny nástrojů, čímž se minimalizuje riziko vzniku přechodových stupňů, tedy nespojitého napojení sousedních obrobených ploch. Hlavní složka řezné síly směřuje do vřetena stroje, což přináší zlepšení stability a snížení rizika vzniku vibrací. Aby se zlepšila jakost obrobeného povrchu, mají hladicí břitové destičky hladicí břit v místě, kde se rovná linie ostří setkává s poloměrem zaoblení rohu.

Díky této metodě zůstává tloušťka třísky neměnná, ať už se při soustružení využívá konstantní hloubka řezu, nebo se pro dosažení konečného tvaru obrobku využívá konturování. Jelikož šířka třísek se nemění, výrazně klesá riziko jejich hromadění a zasekávání. To přispívá k vyšší spolehlivosti obráběcího procesu, a výrobci tudíž mají větší jistotu, že při soustružení nemůže dojít k nehodě, a mohou tak nechat stroje pracovat bez dozoru.

Jako doplněk k soustružení v ose Y společnost Sandvik Coromant vyvinula novou variantu nástrojů CoroTurn Prime, vhodnou pro obrábění hřídelů, přírub a dalších typů součástí s podsoustruženými plochami a oddělovacími zápichy. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Kdo je Per-Anders Stjernstedt

Per-Anders Stjernstedt působí ve společnosti Sandvik Coromant jako hlavní inženýr ve švédském Gävle. Pro firmu pracuje již více než 10 let a zapojil se do vývoje několika technických inovací. Jedním z jeho doposud největších úspěchů je soustružení v ose Y.

V uplynulých pěti letech jsem vytvořil pět globálně uznaných patentů a jen za poslední rok jsem k nim přidal 12 zaregistrovaných inovací. Ale opravdovým vrcholem mé kariéry je zatím soustružení v ose Y,“ prohlásil. „Vždycky jsem byl tak trochu vynálezce. V mládí jsem v tatínkově garáži dělal nejrůznější neplechy a pouštěl jsem se do spousty divokých pokusů. Vyráběl jsem surfovací prkna nebo rámy motocyklů, a když jsem se jel potápět a chtěl jsem si půjčit rodinnou kameru, abych si mohl natáčet své expedice, sám jsem si na ni zhotovil podvodní pouzdro. Tvůrčí duch mi nikdy nechyběl, žádný z mých technických úspěchů se však nezrodil přes noc. Pokud jde o soustružení v ose Y, náš tým měl za sebou celých šest let výzkumu a vývoje, když jsme dosáhli průlomového okamžiku.

Zdvojený nástroj CoroPlex YT je ideální pro zvýšení produktivity obrábění při práci s úhlem nastavení v rozmezí 60 až 90°. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Jak se tvoří budoucnost

Vývoj soustružení v ose Y, to byla srdeční záležitost. „Když se tým dal dohromady, dostali jsme nápad, o jakém ještě nikdo nikdy neslyšel. Chvíli trvalo, než jsme dokázali, že se naše představy dají realizovat, ale po dlouhém interním testování jsme díky soustružení v ose Y dosáhli zkrácení času cyklu o 51 % ve srovnání s běžnými metodami,“ vysvětluje Stjernstedt.

Jako doplněk k soustružení v ose Y společnost Sandvik Coromant rovněž vyvinula novou variantu nástrojů CoroTurn Prime vhodnou pro obrábění hřídelů, přírub a dalších typů součástí s podsoustruženými plochami a oddělovacími zápichy. Další novinkou je zdvojený nástroj CoroPlex YT, který je ideální pro zvýšení produktivity obrábění při práci s úhlem nastavení v rozmezí 60 až 90°.

Má-li se ohlédnout za svou dosavadní kariérou, říká Stjernstedt: „Když máte skvělý nápad, mám pro vás jedinou radu – prostě začněte. Narazíte-li na problém, který nemá řešení, už jste na poloviční cestě k úspěchu. Mám štěstí – ve společnosti Sandvik Coromant mám dostatek svobody k experimentům, a tím pádem se mohu stále něco učit. Práce inženýra nevyžaduje jen technické znalosti nutné k vývoji nových produktů. Potřebujete i kreativní myšlení, schopnost řešit problémy a odvahu zpochybnit status quo.

Je úplně jedno, kdo je autorem oné myšlenky, že za genialitou je 1 % inspirace a 99 % potu. Každopádně je pravdivá. Záleží i na technických dovednostech a na schopnosti vyvíjet nová řešení, ale většina vynálezů vzniká usilovnou prací. Per-Anders Stjernstedt by se svým týmem nikdy neuspěl, nebýt obrovského nasazení, trpělivosti a odhodlání změnit zažité postupy při soustružení.

Související články
Stabilnější upichování a zapichování

Společnost Sandvik Coromant, specialista na obráběcí nástroje a nástrojové systémy, vylepšila svou již po dlouhá léta zavedenou koncepci CoroCut 1-2 pro upichování a zapichování. Lepší stabilita, mnohem vyšší flexibilita a výrazné zvýšení produktivity, to jsou jen některé z mnoha výhod, které nabízí nový systém CoroCut 2.

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.

Vhodné nástroje a správné kalkulace

Podle zprávy zveřejněné společností McKinsey & Company čeká po skončení pandemie nemoci covid-19 na výrobce „nový standard“. Tím, že v některých odvětvích došlo k propadu příjmů, zatímco v jiných dochází k neočekávaným výkyvům poptávky, nutí krize průmyslové výrobce k diverzifikaci. James Thorpe, produktový manažer ze společnosti Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení mezi výrobci obráběcích nástrojů, v tomto článku objasňuje, proč pro překonání problémů souvisejících s diverzifikací se jako zásadní projeví výběr vhodných nástrojů a určení správných výpočtových vztahů pro nástrojové vybavení.

Související články
Další krok k bezobslužné výrobě

Studie čínské univerzity Beihang, publikovaná v časopise International Journal of Production Research, přímo spojuje prediktivní údržbu s kvalitou výrobků. Jak je však pro výrobce tato dosahovaná prediktivita a vynikající kvalita u operací využívaných při soustružení oceli slučitelná se snižováním počtu pracovníků na dílenských pracovištích nebo s bezobslužnou výrobou? Článek objasňuje důvody, proč jsou pro kvalitu obráběných součástí nezbytné vhodné nástroje ve spojení s procesy zabezpečenými proti selhání.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vítejte v továrně budoucnosti

Závod na výrobu nástrojů, který provozuje společnost Sandvik Coromant ve švédském městě Gimo, byl Světovým ekonomickým fórem zařazen mezi vyspělá zařízení Průmyslu 4.0.

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.

Rozšíření sortimentu univerzálních monolitních karbidových stopkových fréz

Společnost Sandvik Coromant, která se specializuje na obráběcí nástroje a nástrojové systémy, rozšiřuje svou řadu univerzálních monolitních karbidových stopkových fréz CoroMill Dura o nástroje vyvinuté speciálně pro obrábění hliníkových slitin.

Nové pojetí kontroly odvádění třísek

Společnost Sandvik Coromant představila novou metodu obrábění, která při soustružnických závitořezných operacích umožňuje řízené dělení třísek. Nový softwarový modul OptiThreading, který byl uveden na trh jako součást stávajícího softwaru CoroPlus Tool Path, pomůže výrobcům překonat jeden z nejtypičtějších problémů souvisejících se soustružením závitů – riziko hromadění a zasekávání třísek a s tím spojené prostoje.

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.

Nová generace mikrovrtáků

Společnost Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení v oblasti řešení pro obrábění kovů, uvádí na trh dvě nové řady mikrovrtáků speciálně navržených pro přesné obrábění. Vrtáky CoroDrill 462 s geometrií -XM a CoroDrill 862 s geometrií -GM uvítají průmyslová odvětví, v nichž je vyžadována výroba drobných součástí, jako je výroba součástí pro medicínské účely a medicínské techniky, automobilový průmysl, elektronika nebo letecký průmysl. Tyto nové vrtáky, které byly navrženy tak, aby byly schopny pokrýt celou řadu různých obráběných materiálů, umožňují precizní práci všude, kde má naprosto zásadní význam přesnost.

Sandvik Coromant a Okuma zdokonalují automatizovanou výrobu nástrojů

Přední světový výrobce řezných nástrojů Sandvik Coromant a přední světový výrobce CNC obráběcích strojů Okuma realizovali společný projekt zaměřený na dosažení nejvyšší úrovně automatizace a flexibility výroby nástrojů. Cílem projektu označili vybudování „nejlepšího výrobního podniku na světě“..

Snadná cesta k digitálnímu obrábění

Ve výrobě mohou i nejmenší chyby znamenat vysoké výdaje. Aby tomu strojírenské podniky dokázaly spolehlivě předcházet, nabízí jim společnost Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení v oblasti obrábění kovů, řešení pro digitální obrábění, která jim poslouží jako „oči a uši“. S využitím platformy CoroPlus tvořené připojenými nástroji a inovativním softwarem lze provést optimalizaci a zabránit poškození stroje, nástrojů a obráběných součástí – a zároveň skoncovat s nežádoucími prostoji ve výrobě.

900 000 nástrojových datových záznamů navíc

Nové rozhraní výrazně rozšiřuje datovou nabídku pro uživatele systému TDM. Ti mají nově k dispozici nástrojová data od více než 40 výrobců, tedy téměř pro každou obráběcí operaci.

Čištění upínacích kuželů nástrojů

Při obrábění je zpravidla věnována značná pozornost kvalitě řezných nástrojů a také způsobu jejich upnutí. Již menší pozornost ale bývá věnována rozhraní upínací kužel - vřeteno stroje. Přitom právě upnutí nástrojové sestavy ve vřetenu obráběcího stroje výrazným způsobem ovlivňuje jak celý proces obrábění, tak i trvanlivost ostří, bezpečnost a v neposlední řadě také životnost upínačů i drahých vřeten strojů.

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