Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Nový rekord v HPC frézování
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

Obě společnosti měly stejný cíl – uvést na trh produkt, který bude výjimečný svou dynamikou i výkonem. Chiron tak přišel s novým pětiosým obráběcím centrem FZ 16 a Gühring s novou variantou Ratio frézy Speed.

Společný cíl vývoje

Díky dlouhodobé spolupráci v oblasti projektového podnikání jsou firmy Gühring a Chiron v neustálém kontaktu a průběžně si vyměňují své zkušenosti. Již během minulého léta proběhly první společné testy s prototypy obou zmíněných produktů – Ratio frézy a pětiosého obráběcího centra. V okamžiku, kdy byly oba produkty připraveny pro trh, sešli se experti obou společností, aby výkonnost prokázali v reálných podmínkách. „Vzhledem k neustále rostoucím požadavkům našich zákazníků na výkon jsme společně přišli s myšlenkou pokusu o vytvoření nového rekordu. A výsledkem bylo neuvěřitelných 1 000 cm3 oceli odebrané za jednu minutu,“ říká specialista na frézování Rolf Ehrler z Gühringu. Souhra dynamiky stroje a stability frézování umožňuje takto vysoké objemy třísky v čase a do budoucna zrychlí produkci ve výrobě forem či v leteckém a automobilovém průmyslu.

Fréza RF 100 Speed P, Ø 20 mm. (Zdroj: Gühring)

Dva produkty, jeden požadavek: nejlepší výkon

Nástroj RF 100 Speed P společnosti Gühring je hrubovací fréza, která byla speciálně upravena pro obrábění oceli, vysokopevnostních ocelí a litiny. Její úhel šroubovice 48° s nestejnoměrnou roztečí zajišťuje měkký, klidný řez a velmi hladký chod. Tím se snižuje zatížení stroje a zvyšuje objemový výkon. Optimalizovaný prostor třísky, tj. prohloubená třísková drážka v přední části břitu, lépe odvádí třísky při rampování a při spirálovém zanořování. Třísky tak lze procesně spolehlivě odvádět ze stroje. Díky ochrannému zkosení rohu břitu a korekci čela byl zrealizován stabilní roh břitu. Dělič třísky a extrémní délka břitu na fréze zajišťují měkký řez a velmi hladký chod. Tím se snižuje zatížení stroje a zvyšuje objemový výkon.

Obráběcí centrum FZ 16 S five axis společnosti Chiron je navrženo pro speciální požadavky na přesnost při pětiosém obrábění. Současně vyniká nejlepšími hodnotami v dynamice a zajišťuje tak vysokou produktivitu. Díky tomu umožňuje vyrobit více dílů při maximální přesnosti. Zásadní podmínkou k tomu ale je i správný nástroj. Michael Eble, vedoucí vývoje strojů v Chironu, k tomu dodává: „Výrazně jsme zvýšili výkon pohonů, dynamiku a výkon obrábění konstrukční řady 16. Zábavné to ovšem začíná být ve chvíli, kdy výrobce nástroje musí dodat výkonnější nástroj, protože stroj dokáže ještě více. Když to dokáže, jde opravdu o dobrou práci."

Frézovací strategie HPC hrubování

Odborníci společnosti Gühring použili moderní strategii HPC. Řízení dráhy frézy s velmi malým radiálním přísuvem umožňuje poměrně jemné konturování obrobku. HPC hrubování je zvláště vhodné pro obrábění velkých řezných hloubek, kdy hrubovací fréza zpracovává obrobek po celé hloubce celou délkou břitu. Řezné síly jsou pak sníženy a rovnoměrně rozloženy po celé délce břitu. To umožňuje velmi rychlé obrábění a dlouhou životnost nástroje. Pro aplikace s požadavky na enormně krátké časy obrábění je High Performance Cutting první volba. Materiálem součástí zde obvykle bývají vysokopevnostní oceli, které na obrábění kladou zvýšené nároky. K dosažení odpovídajících výsledků je třeba pracovat s vyššími řeznými rychlostmi, většími posuvy na zub a většími hloubkami řezu. Vysoké řezné rychlosti lze dosáhnout pomocí vysokých otáček, pokud to frézovací stroj umožňuje. Při využití celé délky nástroje jsou břity frézy na obvodu vystaveny mnohem menšímu namáhání, čímž se snižuje opotřebení nástroje.


Oliver Staiger, technický poradce Chironu, a Rolf Ehrler, produktový manažer frézovacích nástrojů Gühring, stanovují frézovací strategii. (Zdroj: Gühring)

Tento postup frézování není nový, avšak teprve díky výkonu dnešních obráběcích center, jakým je FZ 16 S five axis, a přizpůsobení geometrie a zvýšení odolnosti frézovacích nástrojů proti opotřebení se HPC stává dalším vývojovým stupněm v obrábění, pokud jde o enormní třískové objemy v čase. Hlavním cílem zde bylo „nastavit laťku“, a to při zajištění absolutní spolehlivosti procesu. Rolf Ehrler k tomu říká: „S úhlem šroubovice 48° dosahujeme enormně měkkého řezu. To znamená, že nástroj třísku doslova odlupuje jako slupku. A nejlepší na tom je úžasná hladkost běhu, která je šetrná ke stroji.“ To bylo také zaznamenáno a ověřeno příslušnými analýzami vibrací, funkcemi, které jsou ve stroji integrovány. Tyto analýzy vibrací, dynamika stroje, vysoce výkonná Ratio fréza a strategie HPC frézování společně zaručují vysokou stabilitu procesu, a tedy výrobu více dílů při maximální přesnosti.

Řezné parametry, jaké tu ještě nebyly

Za podmínek HPC se využívá celá délka břitu s malou šířkou řezu (5–15 % ae). Tak je možné dosahovat enormně vysokých posuvů. Při rekordním pokusu činil posuv na zub 0,5 milimetru. Se čtyřmi zuby to znamená posuv dvou milimetrů na otáčku. To je zajímavé pro všechny společnosti, které musejí obrábět velká množství oceli. Strojní součásti, klasická výroba nástrojů a forem, kde se používají hlavně vysokopevnostní oceli, ale především také letectví, kde se vyrábějí lehké komponenty z plného materiálu, u kterých se v třísky promění až 96 % polotovaru. Speciální geometrii lze optimálně využít také v automobilovém a dodavatelském průmyslu, kde je díky velké délce břitu tato fréza velmi oblíbená. Michael Eble v Chironu je spokojen: „U nové řady strojů se nám podařilo výrazně zvýšit stabilitu a dynamiku frézování. V kombinaci s novými frézami RF 100 Speed P společnosti Gühring je tak možné něco, co doposud nebylo.“

Řezné podmínky

Bylo použito jednovřetenové pětiosé frézovací centrum FZ 16 S a fréza RF 100 Speed P, Ø 20 mm s upínačem HSK 63 při následujících řezných parametrech:
vc = 450 m.min-1;
n = 7 162 ot.min-1;
ae = 1,2 mm = 6 %;
ap = 63 mm;
fz = 0,5 mm;
vf = 14 324 mm.min-1.
Materiálem obrobku byla ocel 16MnCr5 (1.7131).


Gühring

www.guehring.cz

Další články

Nástroje pro obrábění / řezné materiály
Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: