Témata
Reklama

PKD a CBN nástroje

Nástroje s řeznými hranami z PKD (polykrystalického diamantu) a CBN (kubického nitridu boru) jsou obzvlášť vhodné pro opracování hůře obrobitelných a vysoce abrazivních materiálů. V těchto případech dosahují vysokých kvalitativních parametrů zároveň při velké efektivnosti, tj. enormních trvanlivostí spolu s vynikající kvalitou obrobených povrchů při extrémní procesní spolehlivosti.

Vývoj a výroba PKD a CBN nástrojů je od poloviny osmdesátých let minulého století ve firmě Gühring high-tech oborem. V produkčních závodech v Evropě, Americe a Asii vznikají dnes inovativní a zároveň komplexní kombinované nástroje pro vysoce speciální obráběcí operace. Před dvěma lety byla také spuštěna výroba a renovace těchto nástrojů v České republice v závodě Sulkov u Plzně.

Reklama
Reklama
Reklama

Nástroje z PKD a CBN a jejich použití

Těla nástrojů jsou z oceli nebo ze slinutých karbidů. Do sedel plátků se pájí vlastní řezné destičky. Polotovarem jsou kruhové destičky, které jsou následně v elektroerozivním stroji nařezány do patřičných tvarů. Pro maximální využití destičky polotovaru se využívají speciální programy, které poskládají požadované tvary řezných plátků tak, aby odpad byl minimální. Řezné plátky jsou pak napájeny na vlastní nástroj, který se následně očistí pískováním. Dále přichází na řadu erodování celého nástroje ke konečným rozměrům v toleranci 0,01 mm. Pokud je požadována vyšší přesnost, jsou nástroje broušeny na ultra přesných bruskách až na tisíciny milimetru.

Řada nástrojů společnosti Gühring

Nástrojový program zahrnuje vrtáky, frézy, výstružníky i řezné destičky. K tomu jsou také vyvíjeny, konstruovány a vyráběny především zákazníky specifikované nástroje pro vysoce komplexní obrábění. Hlavní uplatnění nacházejí tyto nástroje převážně v automobilovém průmyslu. Odlehčování konstrukcí při zvyšování výkonových parametrů a snižování spotřeby paliva u automobilů vede ke stále četnějšímu používání speciálních materiálů, jako jsou hliníkové a magnéziové slitiny. Typickými obrobky jsou motorové bloky, hlavy válců, klikové i vačkové hřídele, stejně jako převodové skříně či turbodmychadla a common raily. Další širokou oblastí pro efektivní využití těchto nástrojů je letectví a kosmonautika. Se stupňujícími se požadavky na letadla, vrtulníky, nosné rakety i vesmírné satelity zrychluje také vývoj nových materiálů především na syntetické bázi kompozitů či speciálních slitin.

Plné využití maximálního potenciálu PKD a CBN nástrojů klade také extrémně vysoké nároky na výrobce strojů. Tyto obráběcí stroje a upnutí obrobků musejí být maximálně stabilní, stroje musejí být enormně tuhé při vysokých parametrech otáček vřetena a extrémně vysokých posuvů, absolutně bez chvění. To vyžaduje důsledně konstrukčně propracované uložení vřeten i vedení posuvových částí, stejně jako tuhostí celých posuvových soustav a pohonů. Minimální házivost vřetena a vnitřní chlazení s vysokým tlakem jsou samozřejmostí.

Nástroje pro automobilový průmysl

Moderní automobilový průmysl v současné době využívá supervýkonné materiály, které je třeba kvalitně a efektivně v co nejkratším čase obrobit. Typické součásti motorů, převodovek, zadních i předních os, prvků řízení, brzd i další speciální díly kladou zvlášť vysoké požadavky na precizní řezné nástroje při zachování jejich odolnosti proti opotřebení. S ohledem na omezený rozsah tohoto článku byly vybrány dvě aplikace.

Ukázka aplikace PKD nástroje s vysokou mírou inovace

Obrábění dílů, jako jsou hlavy válců a motorové bloky ze slitin hliníku vyžaduje vrtání blízko k sobě ležících otvorů, na jejichž výslednou přesnost působí silné tepelné zatížení. Díky extrémnímu tepelnému působení při výkonném obrábění hrozí riziko, že se vyvrtané otvory následně zdeformují. K eliminaci těchto rizik mají nástroje pro tyto aplikace vyvinutou speciální řeznou geometrii.

Nástroje pro obrábění otvoru pro ucpávky chladicího okruhu v hlavě válců mají ještě další vylepšení, neboť zde se nesmí odchozí třísky dostávat dovnitř obrobku. Speciální geometrie nástroje v souladu se správným usměrněním chladicí kapaliny se starají o to, aby třísky vznikající při tomto řezném procesu byly stáčeny do optimálního tvaru i rozměru a následně byly vytlačovány chladicí kapalinou směrem ven z obrobku. Náklady na čištění těchto členitých uzavřených obrobků jsou pak silně zredukovány.

Ukázka aplikace PKD a CBN kombinovaných nástrojů a jejich pokrokového řešení

Pro vývoj a konstrukci optimálního nástroje musí být v první řadě kompletní obráběcí proces posouzen jako celek. To platí obzvlášť pro konstrukce složitějších kombinovaných nástrojů, kde se využívá zároveň více pracovních kroků. Zde již od prvotního definování procesu až po sériové nasazení nástrojů poskytuje firma Gühring své dlouholeté zkušenosti. K dispozici jsou také speciální techničtí poradci pro PKD a CBN nástroje s celosvětovou působností, s cílem pomoci uživatelům při jejich aplikacích přímo v jejich podnicích. Příklad progresivního inovačního přístupu dokumentuje následující aplikace obrábění montážních otvorů a sacích kanálů v hlavě válců ve třech krocích:

Počáteční stav

Vrtání montážních otvorů (pro šrouby, kterými je hlava přitažena k bloku motoru) bylo realizováno dvěma monolitními tvrdokovovými vrtáky. Obrábění sacích kanálů, vodítek a sedel ventilů probíhalo pomocí čtyř PKD i CBN kombinovaných nástrojů. První nástroj s PKD pájenými plátky provede úpravu tvaru sacího kanálu a vytvoří pilotní otvor pro vodítko ventilu. Druhý nástroj je opět PKD a v základním tělese vystruží nejdříve otvor pro vodítko ventilu a potom zahloubí otvor pro kroužek sedla ventilu. Po těchto operacích se do hlavy zalisují vodítka ventilů ze slitiny mědi a také dojde k zalisování kroužku sedla ventilu ze speciální oceli. Třetí nástroj provede pilotáž ve vodítku PKD výstružníkem a vyhrubuje kroužek sedla ventilu. K této operaci slouží masivní část nástroje, která je opatřena třemi břity, jež jsou tvořeny výměnnými CBN plátky, úhlově i axiálně nastavitelnými. Čtvrtý nástroj je kombinovaný ve stejném duchu jako předešlý a slouží jako dokončovací – obrobí vodítko i kroužek sedla ventilů načisto do konečných rozměrů, tvaru a kvality.

Při opracování vodítek ventilů byly používány jen čtyřbřité vystružovací nástroje.


Nástroje používané před optimalizací procesu. Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Stav po optimalizaci nástrojů

Počet nástrojů pro obě operace zůstal zachován. Pro vrtání montážních otvorů byl však dokončovací tvrdokovový vrták nahrazen PKD vrtákem s vyššími řeznými parametry.

V případě obrábění sacích kanálů, vodítek a sedel ventilů byly kombinované nástroje s výstružníky překonstruovány na modulární bázi držáků pro dokončovací obrábění s nejpřesnějším provedením 6x6 pro PKD nástroje. Ten díky blíže k sobě uspořádaným seřizovacím šroubům pro radiální a axiální nastavení umožňuje provádět velmi snadno úpravy a korekce v bezprostřední blízkosti měřeného bodu. Nástroje jsou pak nastaveny pro obrábění bez kymácivého efektu v mikrometrické přesnosti.

Také počet břitů výstružníku byl zvýšen ze čtyř na šest, zde byly použity konstrukční principy z programu PKD výstružníků označeného PR 1000 M.


Sada nástrojů používaná po optimalizaci obrábění. Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Nové pokrokové řešení

Počet nástrojů pro obě operace byl zredukován. Pro vrtání montážních otvorů byl vynechán pilotovací tvrdokovový vrták. V případě obrábění sacích kanálů, vodítek a sedel ventilů byly kombinované nástroje zredukovány z původních čtyř na pouhé dva. Zde tyto dva nástroje byly přepracovány na základě zkušeností a zpětných informací z výrobních procesů. Díky inteligentní konstrukci a zlepšení koncepce rozložení vlastních břitů ve spojení s optimalizovaným systémem chlazení pro odchod třísek je možné v jednom nástroji spojit více pracovních kroků. V těchto případech jsou hrubovací operace sloučeny s operacemi dokončovacími.


Pokrokové řešení spojující více kroků s jedním nástrojem. Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Výroba PKD a CBN nástrojů

Tyto technicky unikátní nástroje vznikají v nejmodernějších provozech, kde je dispozici 200 špičkových pracovníků pro vývoj, konstrukci a výrobu. Nejnovější CAD programy a počítačové vybavení jsou využívány při podpoře vývojových a konstrukčních prací. Vlastní výrobou však péče o nástroje zdaleka nekončí. V rámci služeb zákazníkům se provádějí také přeostřování a renovace těchto velmi drahých nástrojů. Zákazník pošle otupené nástroje zpět nebo je přiveze naše svozová služba. Vstupní inspekce určí míru opotřebení a eventuální poškození a určí, jaké pracovní kroky jsou potřeba k obnovení bezvadné funkčnosti nástrojů. Na základě této vstupní kontroly je zvolena po konzultacích se zákazníkem ekonomicky optimální varianta. Buď je stávající nástroj renovován, nebo jsou dodány nástroje nové. V rámci renovací jsou silně opotřebené plátky nahrazeny novými, v případě lehkého opotřebení jsou nástroje přeostřeny. Následuje výstupní kontrola a zpětné dodání zákazníkům.

Již v úvodu bylo řečeno, že před dvěma lety byla také spuštěna výroba a renovace těchto exkluzivních špičkových PKD a CBN nástrojů v České republice v závodě Sulkov u Plzně. Díky identickému strojnímu a měřicímu zařízení jako v ostatních závodech koncernu, kde se PKD a CBN nástroje zhotovují, a na základě celosvětových zkušeností včetně rozsáhlé databáze konstrukčních linií a postupů, je i v tomto případě zaručena nejvyšší výsledná kvalita. Kompetentní pracovníci jsou vysoce kvalifikovaní a s velkou motivací pomoci uživatelům v maximální možné míře zefektivnit jejich výrobu.

Dr.-Ing. František Plánička
Gühring

frantisek.planicka@guehring.de

www.guehring.cz

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 140548
Datum: 13. 05. 2014
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Související články
Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Efektivní vrtání

Široká nabídka produktů řady WTX-Change společnosti WNT s vyměnitelnými TK vrtacími hlavami se nyní ještě rozšiřuje o dvě nové geometrie. Výhody z toho plynoucí mohou nyní využívat především firmy specializující se na obrábění ocelí s vyšší pevností a na obrábění šedých litin. Další již známou přidanou hodnotu představuje možnost výměn TK vrtacích hlav na ocelovém nosiči.

Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Odlehčovací optimalizace 3D tištěné frézy

Vývoj v oboru obrábění se tradičně potýká s mimořádným dynamickým zatížením soustavy na straně jedné a požadavky na přesnost a produktivitu obrábění na straně druhé. Nalezení takové konstrukce nástroje, která odolá extrémním provozním podmínkám, a přitom umožní proces obrábění urychlit, může vést k zefektivnění výrobního procesu. Příkladem toho může být vývoj odlehčené frézovací hlavy. Dosavadní konstrukce obráběcích nástrojů vycházely z jednolitých plných tvarů zaručujících vysokou tuhost na úkor dynamických vlastností nástroje. Změnou vnitřní struktury je však možné najít optimum mezi těmito protichůdnými požadavky.

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.

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.

CIMT Peking, Část 2. Win Together

Podtitul veletrhu CIMT 2019 byl: 融合共赢 智造未来. Musíte uznat, že motto veletrhu je v této pro nás exotické podobě zahaleno značným tajemstvím. Dáte-li větu do automatického překladače, výsledná myšlenka zní: fúze a výhra. Jednoduchá slova, divný obsah - tento způsob nalezení významu věty opravdu není žádná výhra. Proto se o nápravu "ztráty v překladu" pokusíme v druhém vstupu z veletrhu, ve kterém se tentokrát podíváme i za technikou.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

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.

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