Produktivnější vytváření otvorů a závitování

Ne vždy je snadné zharmonizovat typické požadavky, které je zapotřebí splnit pro vytváření otvorů a pro závitování: Ve strojním inženýrství, automobilovém průmyslu nebo leteckém a vesmírném či energetickém průmyslu patří k standardním požadavkům zejména maximální přesnost a dodržení těsných rozměrových tolerancí až v řádu mikrometrů. Řezání otvorů a závitů je však současně považováno za jistý typ „hromadné výroby“, a proto je předmětem odpovídajících cenových tlaků. Z tohoto důvodu musí společnosti zabývající se obráběním kombinovat maximální spolehlivost a efektivitu procesu. Ústřední úlohu ve snaze o dosažení těchto cílů hrají používané nástroje. Nástroje vhodné k univerzálnímu použití mají přímý dopad na náklady na provoz strojů, jelikož s sebou nesou menší počet výměn nástrojů – ale pouze tehdy, pokud lze zachovat požadovanou spolehlivost procesu. Společnost Walter dosahuje z tohoto hlediska vynikajících výsledků: Tato specializovaná společnost se sídlem v německém Tübingenu nabízí ucelenou řadu řešení na vytváření otvorů a závitů, která využívají vrtáky uzpůsobené tak, aby odpovídaly příslušným rozměrům závitů. Společnost Walter nabízí rovněž různé digitální nástroje, jako je například webová aplikace Walter GPS, které jejich uživatelům poskytují podporu v procesech výběru, objednávání a logistiky nástrojů a rovněž při plánování a programování jejich strategií obrábění.

Walter klade zvláštní důraz na požadavky sériové a hromadné výroby. Dobrý příklad tohoto náhledu představují VHM – vrták X treme Evo DC160 Advance a závitníky Paradur Eco Plus a Prototex Eco Plus. Lze je používat univerzálně v téměř všech skupinách materiálů ISO, pokrývají široký rozsah aplikací řezání závitů a otvorů a jsou kompatibilní s různorodými typy strojů a obráběcích center.

Dokonce i natolik zavedená technologie, jako je řezání otvorů v kovových materiálech, zahrnuje široké spektrum oblastí, které skýtají možnost optimalizace za účelem dosažení významných zlepšení výkonnosti. Ústředními kritérii kvality otvorů jsou rozměrová správnost a přesnost – udržované konzistentně v rámci velkého počtu jednotlivých operací podílejících se na vytváření otvorů. Maximální přesnost je zvlášť důležitá u otvorů, v nichž se mají následně vytvářet závity. Přesnější otvor umožňuje vyšší spolehlivost procesu a vyšší kvalitu z hlediska následující operace závitování. Experti na řezání otvorů ze společnosti Walter vyvinuli VHM – vrták X treme Evo DC160 Advance speciálně pro sériovou a hromadnou výrobu. Tento nástroj nabízí bezpečné a spolehlivé použití v typických materiálech ISO, jako například v nelegovaných až vysokolegovaných ocelích, nerezových ocelích, litině a neželezných slitinách. Speciální geometrie vrtáku zaručuje vynikající přesnost a kruhovitost otvoru – strmý úhel nastavení snižuje sílu vyvíjenou při posuvu a zvyšuje polohovou přesnost. Čtvrtá fazetka je umístěna v hlubší pozici, a zaručuje proto rychlejší záběr do obráběného materiálu. Tím se významně zvyšuje kontrola nad nástrojem, a vrtáky X treme Evo jsou díky tomu rovněž velice vhodné i pro šikmé vstupní a výstupní úhly. Velká geometrie čela vytváří také velký prostor pro třísky v prostřední části a dále zlepšuje odvod třísek v měkkých materiálech, zvláště například v konstrukční oceli. Zajištění nejlepšího možného odvodu třísek je důležitým faktorem z hlediska spolehlivosti procesu a kvality výsledného otvoru – speciální geometrie vrtáku Walter X treme Evo minimalizuje riziko zachytávání třísek uvnitř vrtaného otvoru. Spolehlivé, přesné řízení postupu vrtáku a nízká síla posuvu zaručují nejen dodržování rozměrových a kvalitativních specifikací, dokonce i v náročných podmínkách záběru v materiálu, ale zaručují rovněž udržování kontroly nad opotřebením vrtáku. Tato kontrola hraje důležitou úlohu při zachovávání trvalé kvality až k poslednímu otvoru v aplikacích sériového vrtání otvorů. Vrták Walter X treme Evo dosáhl například podstatně delší životnosti než konkurenční výrobky při stejných řezných parametrech při zkušebním nasazení v podobě obrábění ventilového pístu (průměr otvoru 7,3 mm, vstupní úhel 120°, slepý otvor) s výsledkem 6 000 otvorů na jeden vrták. Řezný materiál WJ30ET tvořený jemnozrnným karbidem s vícevrstvým povlakem vyrobeným z TiSiAlCrN/AlTiN a vyvinutým interně u společnosti Walter dále zvyšuje odolnost vrtáků proti opotřebení a propůjčuje jim mimořádnou houževnatost, která významně přispívá k vyšší spolehlivosti a výkonnosti procesu.

Nejdůležitějším kritériem pro spolehlivost aplikací závitování je odvod třísek během obrábění slepých otvorů. Pro obrábění průchozích otvorů je nejdůležitějším faktorem běžné opotřebení, jelikož třísky propadávají ven z otvoru směrem vpřed, a proto nezasahují do procesu závitování. Při závitování mají specifické vlastnosti materiálu – zvláště pevnost v tahu a tvrdost – výraznější vliv na nástroj, a tím také na kvalitu vytvořeného závitu. Z toho vyplývá, že není snadné vyvinout „univerzální“ závitník. To znamená, že ne všechny komerčně dostupné závitníky, které jsou uváděny jako univerzálně použitelné, jsou schopné poskytovat uživatelům příslušnou spolehlivost procesu v reálných aplikacích závitování. Zlomený závitník, který je nutné složitě odstranit z vyvrtaného otvoru, nebo součást, kterou je zapotřebí kvůli vadám vyřadit – to je přesně ten typ nepříjemných překvapení, kterým se provozovatelé strojních zařízení chtějí pokud možno zcela vyhnout, zvláště v sériové výrobě.

Vysoká procesní spolehlivost závitníků Walter Paradur Eco Plus a Prototex Eco Plus byla ověřena v bezpočtu aplikací v reálném prostředí u zákazníků: Jeden výrobce držáků kol z tažné železné litiny (pevnost v tahu 1 000 N.mm^-2) například ohlásil 42% prodloužení životnosti nástrojů při výrobě závitů M16 se shodnými řeznými parametry po přechodu na závitníky Paradur Eco Plus v porovnání s dříve používanými nástroji. K zásadním faktorům, které zaručují vysokou spolehlivost závitníků Walter, náleží speciální mikrogeometrie, snížení efektu vyhlubování drážek v profilu závitu a rovněž univerzální povlak. Tyto vlastnosti zaručují ideální utváření třísek a zachování pevnosti nástroje.

Podobných zvýšení produktivity lze dosáhnout se závitníkem Prototex Eco Plus: Přechod na závitník Walter pro vytváření závitů M16 v korozivzdorné konstrukční oceli na výrobu forem umožnil zvýšení řezné rychlosti z 149 min^-1 na 199 min^-1. Současně významně prodloužil životnost nástrojů: Jediný závitník Prototex dokáže stabilně vytvořit 406 závitů při zachování stálé kvality. Povlak THL závitníku a geometrie lamače s náběhem, optimalizovaná pro zvlášť vysokou odolnost proti opotřebení, udržují nános na řezné hraně na minimální úrovni a zaručují dlouhou životnost.