Témata
Reklama

Příručka pro technology: Profesionální obrábění kovů … mýtus nebo realita?

Řezné procesy obrábění kovů představují jednu z nejvýznamnějších skupin metod používaných při výrobě obrobků, neboť přinášejí velmi vysokou přidanou hodnotu. Základními užívanými procesy jsou soustružení, vrtání, frézování, vyvrtávání a vystružování a některé další. Cílem využití těchto procesů je výroba obrobků s vysokým stupněm efektivity, tzn. dosažení požadované kvality v daném čase a s vynaložením přiměřených nákladů.

Tento článek je součástí seriálu:
Příručka pro technology
Díly

Vývoj v oblasti obrábění kovů byl zaměřen na zlepšení efektivity výroby a výkonnosti lepším pochopením možností, jak dosáhnout zvýšení kvality a zkrácení času potřebného pro výrobu a jak snížit výrobní náklady.

Reklama
Reklama
Reklama

Působení mezi řezným nástrojem a materiálem obrobku

Složitost procesu obrábění kovů je zřejmá. Dokonce i po mnoha výzkumech provedených v posledních 100 letech stále existují určité mezery ve znalostech potřebných k úplnému porozumění vzájemného působení mezi řezným nástrojem a materiálem obrobku, jakož i dalšími parametry procesu. Mnohem závažnější však je, že roste propast mezi celkovým množstvím dostupných informací a úrovní znalostí, které mají pracovníci v průmyslu. Nástroje vyvinuté na základě nejnovějších poznatků k dispozici jsou – mají však jejich uživatelé ty správné znalosti potřebné k tomu, aby je maximálně využili?

Spotřeba energie v přetvářeném materiálu obrobku

Řezné síly lze stanovit experimentálně a/nebo je modelovat pro různé podmínky obráběcího procesu, jako jsou např. řezné parametry, geometrie nástroje a materiál obrobku. Řezné síly působí podél celého aktivního povrchu řezného nástroje ve smyslu roviny, rozložení a polohy. Rozložení řezných sil způsobuje namáhání nástroje související s jeho výsledným mechanickým zatížením. Řezné síly spolu s řeznou rychlostí mají za následek spotřebu energie v přetvářeném materiálu obrobku a na kontaktních plochách mezi nástrojem a obrobkem. Při použití vhodného povlaku na ostří nástroje se převážná část energie spotřebovávaná v obráběcím procesu rozptýlí v materiálu obrobku a je soustředěna do deformačních zón obráběcího procesu. Spotřeba energie v deformačních zónách vede k nárůstu teploty, která vytváří tepelné namáhání působící na řezný nástroj. Tepelné namáhání může způsobovat pnutí, které dále zvyšuje mechanické zatížení. Materiál nástroje musí být schopen odolávat namáhání, které na něj působí, jak z hlediska mechanického zatížení, tak i teploty.

Podmínky procesu

Celkové zatížení působící na řezný nástroj může být ovlivňováno změnou podmínek procesu, a to zejména geometrií nástroje a řeznými parametry. Opotřebení, až případné poškození řezného nástroje není ovlivněno pouze jeho zatížením, ale také tribologickými podmínkami na stykové ploše nástroje a obrobku. Mechanické a tepelné zatížení v kombinaci s obráběcím časem a obrobenou vzdáleností má za následek i namáhání třením. V některých případech dojde i k chemickému namáhání ve formě reakcí a difuze, která bývá zpravidla urychlena působením tepla. Síly působící na povrch nástroje spolu s procesní teplotou a dobou záběru nástroje (vzdáleností) určují míru jeho opotřebení, kterou definujeme jako funkci trvanlivosti. Rovnováha mezi vlastnostmi materiálu nástroje a celkovým zatížením působícím při procesu obrábění určuje výslednou trvanlivost nástroje, úběr materiálu a tím i celkový objem materiálu odebraný nástrojem v poměru na jedno jeho ostří. Trvanlivost nástroje a reálně možný úběr materiálu rozhoduje o cyklovém času a nákladech na nástroje vynaložené na výrobu konkrétní součásti. Pokud se započítají i mzdové náklady, náklady na strojní vybavení, atd., lze zjistit celkové výrobní náklady na každý dílec.

Komplexní proces obrábění kovůObráběč kovů musí pochopit všechny tyto souvislosti a správně vyhodnotit veškerá vzájemná působení různých prvků obráběcího procesu a jejich důsledky. Schopnost technologa pracovat na této úrovni je na jedné straně otázkou procesu získávání znalostí a na straně druhé záležitostí reálných zkušeností. Ty se získávají postupně, včetně ponaučení se z chyb, a vedou k hlubšímu pochopení procesu. Pokud je však počáteční úroveň znalostí vysoká, není nutné ztrácet čas dlouhým experimentováním. Vzdělávání a školení mladých techniků v oboru obrábění kovů je klíčovým prvkem každého podniku, který se chce pohybovat v přední linii průmyslové výroby.

Proces výběru nástroje

Nejdůležitější částí technologie obrábění je proces výběru nástroje. Zásadou je mít k dispozici ten nejvhodnější nástroj pro danou aplikaci. Je-li již od počátku používán „špatný“ nástroj, ztrácejí následné činnosti jakýkoliv smysl a nelze nikdy docílit nejlepšího celkového řešení. Výběr nástroje lze provést několika způsoby. Předně je třeba nástroje posoudit technologicky, tedy zda splňují předpokládané požadavky, což je zejména výroba kvalitně opracovaných (dokončených) komponentů. Z makroekonomického hlediska však musí nástroj také sloužit vytčenému cíli. Může být například volen podle kritéria produktivity, a pak je třeba vybrat nástroj co nejvýkonnější. Dalším hlediskem pro volbu nástroje může být dosažení co nejlepší celkové ekonomické výhodnosti – zde je cílem nákladová efektivita nástroje. Třetím kritériem je schopnost zvoleného nástroje vyrobit dílec v nejvyšší kvalitě. A v neposlední řadě je možný i přístup pro volbu takového nástroje, který umožňuje co nejširší oblast použití – to jsou nástroje univerzální. Volba nástroje, který bude pro danou aplikaci nejvhodnější, si zaslouží řádné úvahy a analýzy. To je předmětem bádání v oblasti výrobní ekonomie.

Vzdělávání odborníků v kovoobráběcím průmyslu

Společnost Seco má rozsáhlé znalosti a zkušenosti s procesem obrábění kovů a s nástroji v tomto procesu používanými. Ve vzdělávacím programu STEP tyto znalosti sdílíme. Neustálým vzděláváním vlastních techniků chceme zajistit, aby byli naši zákazníci v kontaktu s odborníky co nejlépe vyškolenými v této oblasti. Program STEP ale slouží také k tomu, aby umožnil uživatelům držet krok s rychlým rozvojem průmyslu a také jim pomáhal dosahovat maximální efektivity výroby. STEP napomáhá v oboru obrábění kovů ke zvýšení konkurenceschopnosti podstatným zvýšením produktivity, kvality obráběných komponentů, snížením nákladů a univerzálnějším přístupem. Výhody jsou nasnadě: snížení výrobních nákladů a doby cyklu díky optimalizovaným řezným podmínkám, nižší výdaje na nástroje jako důsledek snížení rizika jejich poškození a zlepšení kvality obrobku díky optimalizaci procesu. Zaměstnancům se tak dostává většího pracovního uspokojení, dalšího profesního rozvoje, zvýšené bezpečnosti a mimořádné motivace.

Výběr řezného nástrojeDíky programu STEP může společnost Seco poskytovat odborníkům v kovoobráběcím průmyslu vzdělávání a školení o možnostech použití řezných nástrojů tím nejefektivnějším a nejúčinnějším způsobem ve smyslu „Co dělat“ a „Jak na to“. Technikům tak pomáhá zajistit, aby procesy obrábění kovů byly spolehlivé, produktivní a nákladově efektivní. STEP je veden formou lekcí, seminářů, školení a publikací. Právě publikace vydané společností Seco, jako např. Metal cutting, theories and models (Obrábění kovů, teorie a modely) a Metal cutting, theories in practice (Obrábění kovů, teorie v praxi), spolu se souvisejícími vzdělávacími programy slouží jako zdroj informací pro školení odborníků. Seco tak vzdělává profesionály po celém světě, a to způsobem lepšího porozumění procesů obrábění kovů.

Složitost procesu obrábění kovů

Podrobné informace k této problematice lze získat také v rámci vzdělávacího programu STEP (Seco Technical Educational Programme). V případě zájmu kontaktujte zastoupení společnosti SECO. Pravidelně jsou společností SECO pořádána vzdělávací setkání k tomuto i dalším tématům.

Patrick De Vos, MSc.

Seco Tools CZ
www.secotools.com/cz
seco.cz@secotools.com

Reklama
Vydání #12
Seriál
Související články
Odborné vzdělávání v rukou praxe

Znalosti kvalifikovaného personálu a poznání všech firemních souvislostí hrají mj. jednu z klíčových rolí při zavádění nových technologií a jejich efektivního využívání směrem k ekonomické stabilitě daného subjektu. Kdo je však nositelem oněch potřebných znalostí? Stát v oblasti odborného vzdělávání bohužel dlouhodobě pokulhává a důsledky nekoncepčnosti práce ministerstva školství především v oblasti středního stupně se aktuálně projevují v plné míře.

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.

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.

Související články
Nástroje pro přesné a výkonné obrábění

Společnost WNT v nedávné době uvedla na trh celou řadu novinek v oblasti technologie obrábění, které mají pro své uživatele řešení pro svoji univerzálnost v použití, stabilitu procesu obrábění, ekonomičnost provozu a v neposlední řadě procesní spolehlivost.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

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.

Proč používat strategii trochoidního frézování?

Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

Rychlovýměnný upínací systém

Společnost v-tech v minulém roce představila modulární rychlovýměnný systém pro CNC obráběcí stroje. Slouží jako rozhraní mezi stolem CNC stroje a upínačem obrobku, který může být v podobě svěráku, univerzálního sklíčidla či přípravku.

Zero point - efektivní způsob upínání obrobků

Soustava stroj–nástroj–obrobek předurčuje, jak přesné a kvalitní bude obrobení polotovaru obrobku. K významným, ale bezesporu velmi podceňovaným prvkům tohoto procesu patří také upínání obrobku. O trendech v upínání obrobků pomocí technologických palet pojednává tento příspěvek.

Na cestě k nulové chybě upínání

I ta nejmenší cizí tělíska (prach, třísky apod.) mezi dutinou vřetena a stopkou nástroje mohou zapříčinit nepřesnost upnutí vrtáku nebo frézy, což má za následek výrobu zmetků nebo poškození nástroje a tím přerušení výroby. Toto mohou odstranit měřicí systémy se senzory.

Jak úspěšné soustružit tvrzené součástí

Soustružení tvrzených součástí (HPT) se v průběhu posledních 10 -15 let stalo respektovanou a cenově efektivní alternativou k broušení. Bylo prokázáno, že díky této metodě lze zkrátit dobu obrábění a snížit náklady o 70% i více. Ale vedle výhod souvisejících se zkrácením vlastního času cyklu, nabízí HPT i celou řadu dalších výhod. HPT je definováno jako soustružení ocelí s tvrdostí vyšší než 45 HRC (obvykle v rozmezí 55-68 HRC), přičemž jako typické příklady obráběných součástí lze zmínit brzdové kotouče, převodová kola, pastorky řízení, sedla ventilů, písty, vložky válců nebo tělesa spojek.

Bezdotykové orovnávání brousicích kotoučů

Exaktní orovnávání diamantových brousicích kotoučů musí zajistit jak vytvoření požadovaného tvaru, tak i optimální topografii povrchu. U mechanických technologií vznikají vždy síly mezi nástrojem a kotoučem. Bezkontaktní strategie nyní používá pro orovnávání kotoučů technologii elektroerozivního řezání drátovou elektrodou.

Automatizace výroby s minimálními personálními nároky

Ať už s možností frézování, nebo soustružení, 4osého, nebo 5osého obrábění, s výměnou palety, či bez ní, s kruhovým zásobníkem palet, věžovými upínacími přípravky pro vícenásobné upínání obrobků, automatizací a progresivním ovládacím panelem, univerzální 5osá obráběcí centra lze flexibilně přizpůsobit a rozšířit pro každou aplikaci.

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