Témata
Reklama

Produktivní vrtání otvorů do hliníku

Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů v součástkách z hliníkových slitin. Musejí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

Při vrtání do hliníku je nutno zkombinovat inovativní materiálové třídy a technologie povlakování. Jedině tak lze totiž zajistit delší životnost nástrojů a menší nárůstek na břitech, což je přesně to, co potřebují velkovýrobci motorových bloků, hlav válců, skříní pro převodovky či turbodmychadla, čepů řízení nebo součástí brzdových systémů.

Reklama
Reklama

Technologie třídy PCD

Díky této výzvě se výzkumní pracovníci společnosti Sandvik Coromant pustili do vývoje optimalizovaného vrtacího řešení, které by se mohlo zařadit do kompletního portfolia řešení určených pro výrobce hliníkových automobilových součástek. Tajemství tohoto vrtáku spočívá ve správné volbě třídy. Za tím účelem byly pro novou nabídku vrtáků značky Sandvik Coromant vyvinuty třídy ze slinutého karbidu a polykrystalického diamantu (PCD): CoroDrill 400 a CoroDrill 430.

Díky dostupnosti nové třídy N1DU z polykrystalického diamantu (PCD) získáváme opravdový náskok na trhu. Třída N1DU umožňuje použití PCD po celé délce břitu, takže zajišťuje mnohem delší životnost nástroje. Vzhledem k nízkému koeficientu tření a vysoké tepelné vodivosti PCD jsou břity nástroje méně náchylné k vytváření nárůstku na břitu (BUE). Kromě toho je u produktů CoroDrill 400 a 430 drážka navržena s ohledem na lepší odvod třísek v monolitním či kompozitním materiálu.

Vrtáky značky Sandvik Coromant ze slinutého karbidu a polykrystalického diamantu (PCD): CoroDrill 400 a CoroDrill 430 jsou určeny zejména pro vrtání děr do dílů z hliníkových slitin.

Otočné čepy řízení

Abychom dokázali potenciál této technologie, nabízíme příklad zákazníka provádějícího zkušební obrábění otočného čepu řízení z materiálu N1.3.C.AG, což je slitina hliníku s 6% až 8% obsahem křemíku. Seznam požadavků zde byl pořádně dlouhý: zákazník potřeboval vyvrtat 180 000 otvorů (30 000 součástek) o průměru 12,3 mm s tolerancí +0,2/–0 mm. Prostřednictvím dvoupaletového obráběcího stroje Howa byly najednou založeny čtyři součástky, přičemž řezná kapalina se přiváděla pod tlakem 34,5 baru.

Byl nasazen nástroj CoroDrill 400 ve třídě N1DU PCD, přičemž protivníkem mu byl nástroj od místního výrobce. Cílem bylo vrtat otvory o hloubce 24 mm. Nasazení vrtáku od Sandvik Coromant umožnilo zákazníkovi zvýšit některé řezné parametry – například otáčky vřetena se mohly zvýšit z 8 000 na 9 500 min-1. Kromě toho došlo i ke zvýšení řezné rychlosti z 309 m.min-1 na 367 m.min-1, přičemž posuv se mohl zvýšit z 2 000 mm.min-1 na 3 325 mm.min-1.

Přestože i konkurenční nástroj zvládl obrábění 30 000 dílů, CoroDrill 400 dosáhl stejného výsledku při zachování výrazné části své životnosti. Kromě toho byly naplněny také všechny požadavky v oblasti tolerance a zákazník popisoval výsledný povrch obrobených otvorů jako „sametově hebký“. Největší dojem však učinila výsledná zpráva o produktivitě, která říká, že celková délka cyklu na součástku se snížila o 43 %, přičemž náklady na díl poklesly o 21 %. U série čítající 30 000 kusů tato čísla pro zákazníka představují významnou úsporu.

Skříně převodovek

Obdobného úspěchu se podařilo dosáhnout u skříní převodovek vyrobených z materiálu N1.3.S.UT s 9% až 12% obsahem křemíku. Zákazník, využívající horizontální obráběcí centrum Toyoda FA-550-2, požadoval jednorázové vrtání s vývrtem a zkosením. Od nástroje o průměru 7,3 mm se vyžadoval vstup do předem zhotovených otvorů o průměru 5 mm se zkosením a vrtání do hloubky 30 mm, to vše za pomoci vysokotlakého přívodu řezné kapaliny.

U produktů CoroDrill 400 a 430 je navíc drážka navržena s ohledem na lepší odvod třísek v monolitním či kompozitním materiálu.


Tým společnosti Sandvik Coromant na toto zadání odpověděl pomocí dvoustupňového vrtáku CoroDrill 400 (s vyvrtávací částí a zkosením) z materiálu třídy N1DU PCD. Nástroj byl následně nasazen proti místnímu konkurenčnímu produktu. Oba měly stejné řezné podmínky zahrnující mj. otáčky vřetena 9 500 min-1, řeznou rychlost 218 m.min-1 a rychlost posuvu 2 286 mm.min-1.

Konkurenční produkt zvládl dokončit pouze 250 převodových skříní, přičemž v této fázi už na povrchu otvoru začaly být patrné stopy po vytahování spirály a začal se rovněž občas objevovat „vejčitý tvar“ otvoru. Kromě toho se začala posouvat skutečná poloha.

Naproti tomu nástroj CoroDrill 400 zvládl vyrobit přes 2 000 součástek, to vše při dodržení rozměrových a geometrických tolerancí. Na konci testu zákazník informoval, že „polohování bylo stejně přesné jako na začátku… a nevyskytovaly se žádné stopy po vytahování nástroje“.

Polykrystalický diamant (PCD) nanesený po celé délce nástroje zabezpečuje jeho delší životnost.



Z hlediska produktivity šlo o více než dobré výsledky. Nejen že se podařilo zkrátit délku cyklu na jednu součástku o 14 %, ale náklady na vyrobený kus zároveň poklesly o celých 74 %. V souhrnu označil výrobce výkonnost za „vynikající“.

Jako doplněk vrtáků CoroDrill 400 a 430 vznikly rovněž řady závitníků CoroTap 100, 200, 300 a 400 určené speciálně k použití v materiálech ISO N.

Optimalizovaná geometrie drážky

Vrták CoroDrill 400 Pro se obecně doporučuje pro vrtání do plného materiálu, protože jeho drážky mají větší objem a umožňují lepší odvádění třísek. Pro vrtání do materiálu s předem zhotovenými nebo předlitými otvory je vhodnější vrták CoroDrill 430, protože má tři drážky pro odvod třísek, které zlepšují jeho stabilitu a udržuji správnou polohu vrtáku bez ohledu na odchylku souososti s předem zhotoveným otvorem. Mezi další optimalizované prvky vrtáků CoroDrill 400 a CoroDrill 430 patří leštěné drážky pro odvod třísek a přesné kanálky pro přívod řezné kapaliny, které podporují využití mikrolubrikace (MQL – minimum quantity lubrication).

Tyto nové nástroje patří do sortimentu optimalizovaných slinovaných rotačních nástrojů Sandvik Coromant, unikátní řady rotačních nástrojů pro speciální účely, které nabízejí výjimečnou účinnost, spolehlivost a trvanlivost. Tuto řadu optimalizovaných nástrojů by uživatelé měli volit v případě, že vyžadují nástroj pro konkrétní materiál nebo aplikaci.

Doplňkové závitníky

Jako doplněk těchto vrtáků vznikly rovněž řady závitníků CoroTap 100, 200, 300 a 400 určené speciálně k použití v materiálech ISO N. Tyto závitníky doplňují vrtáky CoroDrill 400 a 430 a zajišťují pro automobilový průmysl kompletní řešení určené k výrobě otvorů v hliníkových součástkách.

CoroTap 100 je závitník s přímými drážkami určený pro použití ve slepých i průchozích dírách, který se vyznačuje přerušovaným profilem zubu (přerušovanou šroubovicí) umožňujícím snížení krouticího momentu a lepší pronikání řezné kapaliny. CoroTap 200 a CoroTap 300 jsou závitníky se šroubovitým podbroušením drážky na špičce nástroje určené pro výrobu závitů v průchozích či slepých dírách. Tyto závitníky jsou k dispozici buď v provedení s 35° úhlem stoupání šroubovice a bez povlaku, které je určeno pro obrábění hliníkových slitin s nízkým obsahem křemíku, nebo v provedení s 15° úhlem stoupání šroubovice a s povlakem či bez povlaku, které je určeno pro obrábění abrazivních materiálů s vysokým obsahem křemíku. CoroTap 400 je tvářecí závitník vhodný pro použití v průchozích i  slepých otvorech, s optimalizovaným profilem zubu a délkou závitové části, což přispívá ke snížení krouticího momentu při obrábění hliníkových součástí.

CoroTap 200 jsou závitníky se šroubovitým podbroušením drážky na špičce nástroje určené pro výrobu závitů v průchozích či slepých dírách.



Vzhledem k tomu, že výrobci automobilových součástek jsou pod vzrůstajícím tlakem na dodávky špičkových dílů za čím dál nižší ceny, nabízí jim tyto nástroje možnost dosáhnout požadované zlepšení při vrtacích operacích. Vyšší spolehlivost, přesnost, nižší náklady na otvor či delší a konzistentnější životnost nástroje, lepší opakovatelnost či vyšší bezpečnost procesu tak již nejsou pouhým snem a stávají se skutečností.


Andrew Reynolds, Aaron Howcroft

Sandvik Coromant

nevena.rasic@publitek.com

www.sandvik.coromant.com/uk

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 190421
Datum: 10. 04. 2019
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Prestižní ocenění Zlatá medaile

Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

Od tlakové slévárny až po kompletní výrobu

Outsourcing u sléváren a kováren nabývá na důležitosti. Přesun obrábění od OEM výrobců do sléváren vedl k tomu, že se řada tlakových sléváren přeorientovala na kompletní výrobu. Příkladem je závod Ljunghäll v České republice, který s podporou firmy Grob rozšířil výrobu z tlakového lití na dodávky komplexních dílů pro automobilový průmysl.

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.

Související články
Kompletní obrábění v XL

Po úspěšné orientaci na komplexní obrábění především kusových dílů a malých sérií nyní salcburská společnost GMT Wintersteller vstupuje i do obrábění velkých dílů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

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.

Technologie pro firmu s dobrou tradicí

Společnost Jihlavan je tradičním výrobcem letecké i pozemní hydrauliky. Má vlastní vývoj leteckých hydraulických přístrojů. Navíc vyrábí pro významné evropské společnosti přístroje dle jejich dokumentace. S jeho výrobním ředitelem Liborem Babákem jsme si povídali zejména o technologiích a trendech a „vychytávkách“ v této oblasti výroby.

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.

Nové nástroje z opotřebovaných nástrojů

Není-li možné nástroje ze slinutého karbidu dále přeostřovat, zbývá většinou pouze jedna možnost – odho-dit je do šrotu. Použití nově vyvinuté metody recyklace však nyní umožňuje tyto opotřebované nástroje využít jako výchozí polotovar pro výrobu nástrojů nových.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

Dvacet let broušení vstřikovacích šneků

Na konci roku 2017 oslavila firma Slovácké strojírny, závod TOS Čelákovice, dvacetileté výročí spolupráce s jedním z evropských lídrů mezi výrobci vstřikovacích lisů, firmou Engel Austria.

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.

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