Témata
Reklama

Opracování obtížně obrobitelných dílů

Po mnoho let bylo soustružení obtížně obrobitelných dílů problémem, začalo se rozšiřovat během osmdesátých let v automobilovém průmyslu při dokončování tvrzených dílů. Dnes je většina dobře zařízených dílen vybavena základními stroji pro CNC soustružení povrchově i objemově tvrzených obrobků.

CNC obrábění

Pod obráběním tvrdých dílů máme většinou na mysli dokončování a polodokončování. S ohledem na změny, ke kterým v materiálu dochází, vyžaduje povrch tepelně zušlechtěných součástí většinou dokončovací úpravy. Velmi často se kombinuje rychloobrábění a obrábění, zejména při frézování. Vývoj řezných nástrojů a dostupnost vhodných CNC obráběcích strojů s ovládáním více os a odpovídajícím softwarem učinily z tohoto způsobu alternativu k tradičnímu broušení nebo elektrojiskrovému obrábění. Soustružením lze dosáhnout významných úspor doby obrábění i nákladů, je možné odbourat celé operace a snížit nutnost leštění forem a zápustek na zlomek původního času.
Obrábění tvrdých dílů nemá přesnou definici. Jde o rozsah operací daný použitými řeznými materiály. O výběru materiálu nástroje vhodného pro obrábění konkrétního dílu rozhodují jeho vlastnosti pro daný materiál při vysokých teplotách v řezu - s požadavky na malé difúzní opotřebení a velkou odolnost proti únavě. Pro nejjednodušší účely lze použít slinuté karbidy, a zvláště pak cermety, které se využívají při obrábění do tvrdosti 40 HRC, zatímco pro tvrdosti 50 HRC až přibližně 70 HRC se doporučuje kubický nitrid boru. Při obrábění HPT se obecně pro oblast ležící mezi výše zmíněnými mezemi doporučuje keramický materiál nástroje, zejména při nižších požadavcích na kvalitu obrobeného povrchu.

Nové úrovně výkonu

Časová náročnost obrábění tvrdých dílů je neustále snižována vývojem nových nástrojů i obráběcích strojů specializovaných na tuto oblast. Nové třídy řezných materiálů umožnily zvýšení řezné rychlosti a nové geometrie břitu zvýšení posuvu - zejména pak nedávno zavedené hladicí geometrie. O zkrácení dob obrábění se kromě omezení času potřebného k nastavení nástroje, manipulaci s obrobky a jejich kontrole zasloužila i možnost obrábět díly na jedno upnutí. Břitové destičky z kubického nitridu boru i keramiky mají hladicí geometrii WH, doplněnou geometrií WG pro soustružení tvrdých dílů (HIYr).
Řezné podmínky při obrábění tvrdých dílů do značné míry závisí na použitém nástroji a materiálu obrobku, a také na podmínkách při obrábění a požadované kvalitě povrchu. Při HPT v materiálu s tvrdostí 60 HRC pomocí břitové destičky z kubického nitridu boru jsou běžné řezné rychlosti 100 až 200 m.min-1. Při použití hladicích břitových destiček mohou být běžné posuvy 0,05 až 0,20 mm.ot.-1 zdvojnásobeny, přičemž se zachová kvalita povrchu. Alternativně lze hladicí břitové destičky používat s běžnými posuvy, čímž se dosáhne dvojnásobného zlepšení kvality povrchu a přitom se často i prodlouží životnost ložisek.

Frézování tvrdých dílů

Frézování tvrdých dílů (HPM) je obvyklý případ obrábění mnoha různých materiálů forem a zápustek, u něhož má typ operace vliv na výběr materiálu nástroje a tím i na maximální tvrdost obrobku, kterou lze ještě zpracovat. Většina frézování se dnes provádí slinutými karbidy ve formě nástrojů osazených vyměnitelnými břitovými destičkami a nástroji z masivního slinutého karbidu, intenzivně vyvíjenými v uplynulých letech. Vývoj jemnozrnných základních materiálů a technologie PVD povlaků daly vzniknout třídám, jako je např. GCHIOP, z níž lze vyrobit čelní frézy s velmi vysokou odolností proti opotřebení. Aplikační oblastí tohoto nástroje Pluratech je frézování ocelových dílů s tvrdostí nad 54 HRC.
Díky dosažení stálé vysoké kvality základního materiálu s jemnými a rovnoměrně velkými zrny vyniká nástroj Pluratech velmi rovnoměrným a dobře kontrolovaným časovým rozvojem opotřebení. Dosahuje vysoké spolehlivosti, čímž snižuje riziko poškození dílů při dokončování a superdokončování. Tento materiál nástroje je rovněž velmi dobře přizpůsoben mnoha různým aplikacím rychloobrábění, kde se kombinací vysoké řezné rychlosti a malé hloubky řezu dosahuje velmi dlouhé životnosti nástroje. Existují i nástroje s vyměnitelnými břitovými destičkami vhodné pro HPM, a z nich zejména pro hrubování určená fréza CoroMill 200 s oblými břitovými destičkami.

Vyšší produktivita, nižší náklady

Nový postup svým uživatelům přinese mimo jiné vyšší produktivitu zkrácením doby cyklu a menším počtem nastavení, zvýšení kapacity výroby vlivem vyššího počtu obrobených vysoce kvalitních povrchů. Dále dojde ke snížení nákladů na nástroje, snížení investic a zjednodušení provozu, zásluhou odvodu třísek bez použití řezné kapaliny se technologie chová šetrněji k životnímu prostředí. Díky využití CNC strojů se zvýší pružnost výroby.

Priority při zavádění HPT:

  • vhodné strojní vybavení - kvalitní, dostatečně dimenzovaný CNC soustruh;
  • dostatečně dimenzovaný držák obrobku;
  • využití nejlepších postupů pro zajištění potřebné kvality;
  • dosažení stálých rozměrů obrobků, tvaru, tvrdostí, házení atd.;
  • vhodné a správně použité nástroje, s dostatečnou technickou podporou dodavatele;
  • zvážení vlastností nástroje, např. výkonu, konzistence, dostupnosti, stability, možností upnutí, přesností a předvídatelné životnosti;
  • zavedení optimalizovaných rozmezí řezných podmínek pro jednotlivé
  • operace s cílem dosáhnout nejlepší kombinace spolehlivosti a produktivity obrábění.

    Priority při zavádění HPM:

  • zajištění optimální stability a přesnosti, zejména házení, s ohledem na samotný řezný nástroj, a zajištění kvalitního upnutí nástroje;
  • obráběcí stroj musí vyhovovat nárokům moderního frézování, tj. dosažení potřebných otáček vřetena, tuhosti, přesnosti, stavu vřetena, programovacího softwaru atd.;
  • využití výhodného CAM softwaru k zajištění optimálního využití nástroje a obráběcích postupů;
  • optimalizace upnutí obrobku, tj. stability a přesnosti;
  • dostatečný odvod třísek z prostoru obrábění;
  • zaručení správných drah jednotlivých nástrojů, tj. zavedení do řezu, vyvedení z řezu, zatížení, vyložení atd.;
  • výběr co nejlepšího a nejvhodnějšího nástroje pro danou aplikaci, s dobrými tepelnými bariérami a co nejsilnější a nejstabilnější stopkou;
  • nalezení nejvýhodnějších řezných podmínek, zabránění vzniku nadměrného tepla.
  • Lubomír Jendrol
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Vydání #9
    Kód článku: 20938
    Datum: 02. 09. 2002
    Rubrika: Trendy / IMT 2004
    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.

    Ochranný kryt pro stroje všech výšek

    Již několik let má firma P.E.I. ve své nabídce střešní kryt pro portálové frézky značky Wave Sky. Kryt se vyrábí ze speciální průsvitné tkaniny a brání úniku výparů, prachu a třísek z pracovního prostoru obráběcího stroje. V průběhu let byl původní návrh dále rozšiřován. Verzi s motorem usnadňující otvírání a zavírání střechy nad strojem následuje inovativní modulární konstrukce s integrovaným nízkonapěťovým motorem.

    Zásadní pokrok ve vyvrtávání válců motorů

    Vyvrtávání válců je v automobilovém průmyslu všeobecně považováno za jednu z nejdůležitějších obráběcích úloh. Tradiční způsob výroby válců bloku motoru zahrnoval celou řadu hrubovacích, polodokončovacích a dokončovacích operací. Díky využití nejnovějších technologií obráběcích nástrojů však lze nyní hrubovací a polodokončovací nástroje zkombinovat do jediného řešení, kterým je vyvrtávací tyč určená pro obrábění na jediný průchod, což umožňuje úsporu drahocenného času cyklu bez jakýchkoli kompromisů z hlediska kvality. Dokonce i nepatrná úspora délky času cyklu může při výrobě válců znamenat významné snížení nákladů, protože objem výroby je velmi vysoký, takže dojde-li k zásadnímu pokroku z hlediska tohoto celkového objemu, lze s jistotou tvrdit, že u této kritické obráběcí operace bylo dosaženo skokové změny.

    Ve znamení produktivity i dlouhé životnosti

    Firmy z různých průmyslových oblastí, mezi jinými výrobci velkých valivých ložisek, výrobci automobilů a jejich dodavatelé patří mezi zákazníky německého výrobce transferových obráběcích center a speciálních obráběcích strojů Elha-Maschinenbau Liemke KG.

    Stroje pro nejnáročnější obory

    Na veletrh EMO 2019 v Hannoveru přichází letos společnost TOS Varnsdorf se strojem WHT 130 v konfiguraci vodorovná vyvrtávačka, vybavený robotickou výměnou nástrojů. Tento univerzální obráběcí stroj je druhou letošní novinkou ve výrobním programu společnosti.

    Středicí svěrák s rychlovýměnným systémem čelistí

    Nový středicí svěrák Garant Xtric s rychlovýměnným systémem čelistí zkracuje časy na přípravu při upínání polotovarů i hotových dílů.

    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.

    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.

    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.

    Československá stopa u nového rekordu

    Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

    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