Témata
Reklama

Použití hliníku v konstrukci řezných nástrojů

Na přelomu 80. a 90. let bylo jasné, že v budoucnosti obstojí pouze nástroje, které budou schopny zvládnout vysoké řezné rychlosti. Tento trend souvisel se vzrůstajícími nároky na produktivitu práce zejména v automobilovém průmyslu a se zaváděním nových řezných materiálů na bázi PKD a CBN.

Firma Wohlhaupter, která se krátce po svém vzniku (1929) zaměřila na vývoj a výrobu nástrojů pro obrábění přesných otvorů, si tento trend uvědomila jako jedna z prvních. Výsledkem je inovovaná řada nástrojů splňující náročná kritéria současné výroby. Všechny vyvrtávací nástroje Wohlhaupter jsou součástí modulárního systému MultiBore, jenž umožňuje optimální sestavení nástroje podle dané operace a pro daný typ stroje.
Reklama
Reklama

Vyvrtávací hlava

Prvním nástrojem, který prošel omlazovací kúrou, byla univerzální vyvrtávací hlava typu 136 pro rozsah průměrů 3 - 30 mm. Její původní konstrukční řešení umožňovalo použití do nmax = 8000 min-1. Po provedených změnách vznikl nástroj typové řady 236019, který je použitelný do nmax = 15 000 min-1 a jehož bohaté příslušenství rozšiřuje možnosti obrábění na rozsah průměrů 3 - 102 mm. Potřebného vyvážení nástroje bylo dosaženo závitovým čepem z tvrdokovu. Ten přesouvá obsluha při seřízení nástroje podle velikosti vyosení šoupátka. Od své úspěšné inovace je tento nástroj doslova prodejním hitem firmy a rovněž v ČR jej lze nalézt téměř ve všech strojírenských firmách.

Samovyvažovací nástroje

V roce 1993 byla představena zcela nová typová řada 264 Balance, u které je nevývažek vzniklý nastavením nástroje na požadovaný rozměr eliminován přesunutím protizávaží uvnitř nástroje. Tato koncepce je zcela unikátní a vyžaduje od obsluhy pouze nastavení nástroje pomocí mikrometrické stupnice na požadovaný průměr. Potřebné vyvážení si již zajistí nástroj sám, a to s přesností menší než 2 g.mm. Nástroje Balance mají minimální vibrace i při vysokých řezných rychlostech a následující výhody:
  • vysokou jakost opracování;
  • minimální odchylky kruhovitosti a válcovitosti;
  • řeznou rychlost vcmax = 1000 m.min-1;
  • dvojnásobné zvýšení životnosti VBD;
  • bezproblémové obrábění hlubokých otvorů až do 10 x D;
  • zkrácení výrobních časů až o 50 %.
  • Jednobřité nástroje Balance se v produktivitě práce přiblížily vícebřitým výkonným výstružníkům. Oproti výstružníkům však dosahují lepších výsledků úchylek geometrického tvaru a polohy, nekopírují tvar předhotoveného otvoru a jsou univerzálnější. Nástroje Balance jsou dodávány pro rozsah o 29 - 103 mm.

    Použití hliníku

    Konstrukce samovyvažovacích nástrojů pro obrábění otvorů nad 100 mm však přinesla nové problémy vyplývající zejména z vysoké hmotnosti ocelových nástrojů. Hledal se proto materiál, který by podstatným způsobem redukoval hmotnost, ale zároveň zachoval užitné vlastnosti nástroje. Po důkladných testech byla zvolena speciální hliníková slitina s pevností 530 - 560 N.mm-2, z níž je vyrobeno základní těleso vyvrtávacího nástroje. Jelikož jsou všechny vnitřní součásti nástroje, tj. šoupátko s držákem VBD, mikrometrický šroub a samovyvažovací mechanismus, ocelové, museli konstruktéři řešit řadu problémů vyplývajících z odlišných vlastností hliníku a oceli, zejména odlišný modul roztažnosti. Dalším problémem byl požadavek na co nejmenší opotřebení spojovacího uzlu modulárního systému MultiBore, který je vyroben v přesnosti IT4. Celý nástroj je proto opatřen speciálním tvrdým PVD povlakem, který zajišťuje povrchovou tvrdost srovnatelnou s cementační ocelí.
    Výsledkem vývoje je nová typová řada 364 Balance-ALU pro rozsah o 100 - 205 mm. Použití hliníkové slitiny umožnilo redukci hmotnosti až o 55 % a nové nástroje lze bez problémů použít na strojích s velikostí vřetena SK40/HSK50-63. Zcela unikátní je řezná rychlost vcmax = 3000 m.min-1. Tato nová nástrojová řada je dodávána od r. 1999.

    Řada nástrojů ALU-line

    Souběžně se zaváděním nových samovyvažovacích nástrojů Balance-ALU probíhal vývoj nástrojů ALU-line pro rozsah o 200 - 1050 mm. Tato velikost již technicky neumožňuje využití vnitřního vyvažovacího mechanismu. Základním prvkem nástroje je univerzální nosné rameno s jemným čelním drážkováním, na které se připevňují nožové jednotky pro hrubovací operace, pro sražení hran nebo pro přesné vyvrtávání. Ramena jsou opět vyrobena z pevnostní hliníkové slitiny a opatřena otěruvzdorným PVD povlakem. Hlavním problémem u nástrojů této velikosti bylo zvládnutí chvění, které nepříznivě ovlivňuje kvalitu opracování a snižuje životnost VBD. Hliník má oproti oceli horší tlumicí vlastnosti. Konstrukce hliníkových ramen se proto od svého ocelového předchůdce liší mohutnějším provedením některých partií. Ramena jsou opatřena spojovacím uzlem D60, který vychází z normalizovaného frézovacího trnu podle DIN 6357. Ramena se pro krátká vyložení upínají přímo na základní držák, pro velká vyložení se používají prodlužovací moduly systému MultiBore s největším spojovacím uzlem MVS 100 - 56. K dispozici jsou již provedení prodlužovacích modulů z pevnostního hliníku a pro náročné aplikace dodává firma Wohlhaupter speciální antivibrační moduly. Nové provedení umožnilo zvýšení řezných rychlostí až o 100 % a snížení hmotnosti nástrojů až o 57 %.
    Jako příklad uvedeme nástroj pro obrábění otvorů v rozsahu o 350 - 430 mm do hloubky 400 mm. Starší ocelové provedení mělo "jeřábovou" hmotnost 48 kg. Takto těžký nástroj činil obsluze značné problémy při manipulaci, zejména při výměnách nástroje a při jeho seřizování. Neúměrně se z tohoto důvodu prodlužovaly vedlejší časy, a to i na strojích se zásobníkem nástrojů, kde je možné v automatické výměně použít nástroje s hmotností max. 25 kg. Nový nástroj sestavený z hliníkových dílů má hmotnost pouhých 22,5 kg. To již umožňuje jeho bezproblémové použití na strojích s automatickou výměnou nástrojů od velikosti vřetena SK50/HSK100.
    Je třeba otevřeně přiznat, že zákazníci zvyklí na ocelové provedení měli k novým nástrojům určitou skepsi. Po vyzkoušení však velmi rychle svůj názor změnili a ocenili podstatně lepší užitné vlastnosti řady ALU-line. Ostatně určitou podobnost můžeme vysledovat i u automobilů. První experimenty s celohliníkovou karoserií budily rovněž značné obavy. Dnes již jsou takto konstruovaná auta v autosalonech.
    Dodavatelem nástrojů firmy Wohlhaupter na český trh je plzeňská firma Unitool Europe, s. r. o.
    Reklama
    Vydání #4
    Kód článku: 10412
    Datum: 11. 04. 2001
    Rubrika: Trendy / Obrábění
    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.

    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.

    Související články
    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.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Vyvrtávání hlubokých otvorů

    V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

    Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

    Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

    Optimalizace obrábění zvyšuje trvanlivost

    Tři miliony malých součástí pro systémy ABS jsou spolehlivě vyráběny na soustruzích speciálním nástrojem. Řešení vyvinuté společně s výrobcem a uživatelem minimalizuje vedlejší časy a zvyšuje trvanlivost nástroje až o 300 %.

    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.

    Technologie pro úlohy rovinného broušení

    Klíčová odvětví průmyslu jsou odkázána na součásti broušené s extrémní tvarovou a rozměrovou přesností, i pokud jsou zhotovené z obtížně opracovatelných materiálů. K těmto účelům – od nejmenších (S) až po největší (XXL) součásti pro broušení malých i velkých sérií – nabízí pokrokovou technologii výrobce brusek Okamoto.

    Malosériová výroba ozubených kol

    Rostoucí nároky na rychlost a flexibilitu si žádají nová řešení pro výrobu ozubení. Pětiosé frézky a nejnovější funkce nabízené metodou InvoMilling otevírají nové možnosti pro výrobu malých dávek. V následujícím rozhovoru prof. Dr. Ing. Tillmann Körner z Aalen University hovoří o současných trendech v oblasti frézování ozubení.

    S novým katalogem k dlouhotočným automatům

    Společnost WNT rozšířila své nástrojové portfolio zaměřené na dlouhotočné automaty. Každý zasvěcený ví, že tento obor je svým způsobem specifický, a proto vyžaduje zvláštní přístup. S tímto vědomím WNT připravila nový samostatný katalog, který je zaměřen výhradně na danou technologii obrábění.

    Větší řádkování při obrábění načisto

    Při použití fréz s optimálně zakřiveným břitem pro frézování vnějších povrchů je možné časy na dokončovací obrábění značně snížit. Docílit toho lze vzájemnou souhrou stroje, nástroje a softwaru, jak ukazuje následující příklad.

    Frézy s kulovým čelem pro plochy v kvalitě leštění

    Optika vyráběná z plastů klade vysoké nároky na kvalitu povrchu nástrojů, respektive forem. Nově vyvinutá strategie obrábění umožňuje frézovat i velmi malé a náročné tvary hospodárně až na konečný rozměr s vysokou jakostí povrchu.

    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