Témata
Reklama

Revoluční technologie tváření závitů

Již na veletrhu AMB 2014 byla prezentována revoluční technologie tváření závitů nástrojem Punch Tap jako výsledek společného vývoje firem Emuge-Franken a Audi. Tento revoluční nástroj zhotoví závit otočením vřetena stroje o 180°. Od 1. ledna 2018 přestalo platit omezení vztahující se na použití tohoto nástroje pouze v koncernu VW. Nyní je tedy tato novinka dostupná všem.

Vysoká očekávání od nové technologie závitování spojená s nástrojem Punch Tap panují nejen z hlediska porovnání se standardními závitovými nástroji, ale také ve spojení s představením nových závitových cyklů prezentovaných poprvé na veletrhu EMO. To dokazuje Dietmar Hechtle, vedoucí technického oddělení: „Zákazníci od nás v budoucnu obdrží komplexní balíček, kde hlavním argumentem pro Punch Tap je cyklový čas závitování kolem 0,3 s.“ Zeptali jsme se jej tedy na podrobnosti.

Reklama
Reklama
Reklama

Nové tvářecí závitníky Emuge Punch Tap jsou k dispozici ve velikostech M5 až M8 pro hloubky závitů 2,5x D až 3x D.

H. Klieber: Pane Hechtle, kompletní tváření závitů M5 až M8 za 0,3 sekundy není úplně běžné. Ale zanoření do předvrtaného otvoru, rotace o 180° a návrat zpět probíhají neskutečně rychle. Jaké jsou průměrné úspory dosažené vašimi zákazníky?

D. Hechtle: Výroba jednoho závitu standardním závitníkem řezacím či tvářecím trvá 1–2 sekundy, a to v závislosti na tvářeném materiálu, pracovním prostředí a délce závitu. Použitím nástroje Punch Tap tak můžete ušetřit až 75 % cyklového času závitování, což také znamená snížení potřebné strojní kapacity pro závitování o 75 %. Použití tvářecího spirálového závitníku Emuge Punch Tap proto rozhodně stojí za úvahu.

H. Klieber: To znamená, že tato technologie je určena zejména pro sériovou výrobu závitů – je to tak?

D. Hechtle: Ano, v současnosti je tato technologie určena zejména do sériové výroby. Náš vývojový partner Audi je samozřejmě nejlepším příkladem. Naše tvářecí závitníky Punch Tap se zde používají při výrobě bloků motorů od počátku roku 2016. Od té doby se ročně vyrobí bezpočet závitů M6, zejména v motorech V6-TFSI. A Audi ušetřilo kolem 0,7 sekundy na jednom závitu v porovnání s předchozím konvenčním tvářecím procesem.

H. Klieber: Blok motoru však znamená, že nástroj Punch Tap vytváří závity v hliníkových slitinách. Kdy bude nástroj Punch Tap dostupný pro další materiály, jako jsou oceli?

D. Hechtle: V současné době neplánujeme vyvíjet geometrie nástroje pro další materiálové skupiny. Naše stávající geometrie jsou dobře využitelné v tvárných i litých slitinách hliníku. Právě lité slitiny hliníku často bývají poměrně špatně tvářitelné. K dnešnímu dni jsme se však zatím nesetkali s hliníkovou slitinou, kde by Punch Tap selhal. Vysoký obsah křemíku dnes nepředstavuje žádný problém.

Způsob tváření závitu nástrojem Emuge Punch Tap. Pevnost v tahu takto vytvořeného závitu je srovnatelná s konvenční tvářecí technologií.

H. Klieber: Může přesto nějaký problém nastat?

D. Hechtle: K problému může dojít zejména při použití nesprávného typu maziva. Naše doporučení je použít emulzi, olej nebo chlazení mlhou MQL. Dodatečné chlazení pomocí CO2 nebo kryogenní chlazení není nutné, protože krátké dráhy nástroje jsou kryty převážně masivním tvářeným materiálem.

H. Klieber: Punch Tap ale v určitém okamžiku dosáhne také svého výkonového limitu. Jakou životnost mohou vaši zákazníci očekávat?

D. Hechtle: V současné době vyrobíme v litém hliníku jedním nástrojem Punch Tap ve velikosti M6 přibližně 50 000 až 100 000 závitů. Punch Tap má však stále ještě nevyčerpané výkonnostní rezervy. To dokazuje několik speciálních sériových aplikací, kde tyto nástroje výrazně překročily hranici životnosti 100 000 závitů.

H. Klieber: Jaký vliv má použitý nástrojový substrát a povlak?

D. Hechtle: Již jsme vyvinuli a optimalizovali vhodný materiál HSS-E PM – rychlořeznou ocel vyráběnou práškovou metalurgií. Nyní pracujeme především s novými povlaky. K dnešnímu dni máme dobré zkušenosti s povlaky na bázi TiN a TiAlN. Na veletrhu EMO jsme představili další varianty, které optimalizují životnost nástroje, protože povlak je velmi důležitý nejen z hlediska třecích vlastností, ale také pro vyhlazení finálního povrchu závitu.

H. Klieber: Jaká je maximální hloubka a délka tvářených závitů?

D. Hechtle: Již jsme tvářeli závity v hloubce 5x D. Po důkladných testech jsme však dosáhli spolehlivých výsledků u závitů s hloubkami do 3x D. Jedná se o použitelnou hloubku závitu 18 mm pro závit M6. Standardní tvářená hloubka těchto spirálových tvářecích závitníků ve velikosti M5 až M8 je tedy 2,5x D až 3x D.

H. Klieber: Je tato délka a tvar dostačující, aby se zabránilo uvolnění šroubů nebo dokonce jejich vytržení ze závitu navzdory dvěma přerušovaným drážkám?

D. Hechtle:
Vnitřní závit, který lze měřit běžným metrickým závitovým kalibrem (trnem), není slabým článkem tohoto spojení. Zkušenost ukázala, že při trhacích zkouškách s délkou šroubů 2x D a delších se obvykle šroub utrhne jako první. Pevnost závitu je tedy ovlivněna dvěma drážkami pouze nepatrně.

H. Klieber: To znamená, že závity vyráběné Punch Tap technologií nejsou v žádném případě horší než konvenčně vyráběné metrické závity. Je však tak snadný proces integrace do obráběcího stroje?

D. Hechtle: Máme vynikající spolupráci se známými výrobci obráběcích strojů a hlavními výrobci řídicích systémů. Uživatel tak může těžit z obrovského know-how týkajícího se procesu závitování s nástrojem Punch Tap. Například Siemens již nabízí vhodné tvářecí cykly ke stažení, v Heidenhainu provádí implementaci cyklu servisní oddělení a ve společnosti Fanuc pomáhá zákaznická podpora.

H. Klieber: Cykly? Existují různé varianty?

D. Hechtle: Existují tři varianty cyklů: performance (nejvýkonnější), medium a soft (silově nejpříznivější, ale nejpomalejší). Cyklus performance umožňuje na strojích dosáhnout nejkratších časů, ale vyžaduje nejvyšší dynamiku a maximální potřebnou sílu. Cyklus soft naopak výrazně snižuje síly. Zatížení vřetena, zejména v tahu, je velmi nízké. Cyklus medium lze doporučit tam, kde proces nevyžaduje dosažení mezních hodnot, což značně snižuje vznikající síly. Časově je téměř stejně rychlý jako varianta performance.

H. Klieber: Zdá se to být náročné. Takže celý proces je třeba přizpůsobit?

D. Hechtle: Ano, ale v případě potřeby nebo zájmu vám velmi rádi nabídneme naši podporu.

H. Klieber: Ale není to jen obráběcí cyklus, že?

D. Hechtle: Až dosud jsme vždy pracovali na tomto procesu společně se zákazníkem a přizpůsobili ho podmínkám stroje. V současné době však vyvíjíme balíček, který se skládá z nástroje a procesu, díky čemuž bude pro naše zákazníky velmi snadné tento nástroj integrovat do výroby. Pouze v případě potřeby nebo pokud se bude jednat o velkosériovou výrobu doporučujeme, aby byl proces nastaven a odladěn za pomoci našich specialistů. Rozhodně to stojí za to.

H. Klieber: Jaký očekáváte zájem o nástroje a technologii Punch Tap poté, co v lednu skončilo výhradní použití u Audi?

D. Hechtle: Věříme, že jsme s výše uvedeným balíčkem dobře připraveni na volný prodej tohoto nástroje mimo oblast automobilového průmyslu. Myslíme si, že potenciál je obrovský, jelikož o novou technologii zaznamenáváme velký zájem.

Detail závitového procesu: zanoření do předvrtaného otvoru, rotace o 180° a návrat zpět po stejné dráze – závit je hotov.

H. Klieber: Myslíte si, že se budete držet spíše velkosériové a hromadné výroby závitů? Nebo budete v budoucnu zvažovat také menší výrobní dávky, tzn. méně než 100 000 závitů ročně?

D. Hechtle: Opakované procesy se stejnými materiály jsou určitě bez problémů, pokud požadované CNC stroje mají k dispozici vhodný závitový cyklus a vhodný nástroj. Hlavní motivací k používání nástroje Punch Tap tak zůstávají masivní časové úspory. A vyšší nákupní náklady na Punch Tap v porovnání s konvenčními nástroji se rychle vrátí díky zkrácení cyklového času stroje.

H. Klieber: Aktuálním tématem je Průmysl 4.0. Jak zde vstupuje do hry nástroj Punch Tap?

D. Hechtle: Nejde samozřejmě o nástroj jako takový, ale o celý proces. Náš partner z-optimations nám pomáhá se zajištěním celého procesu. Proto můžeme v případě potřeby zajistit také kompletní monitorování procesu. To umožní našim zákazníkům celý proces snadno dokumentovat, zjišťovat opotřebení, optimalizovat a v důsledku prodloužit životnost nástrojů. Mohu to jen doporučit.

Emuge-Franken, umístění na IMT: pavilon F, stánek 59

Harald Klieber, překlad Ing. Miroslav Kala a Ing. Lukáš Novák

miroslav.kala@emugefranken.cz

www.emuge-franken.cz

Reklama
Související články
Rychlá výměna závitníků ve vřetenu stroje

Firma W. Wolf GmbH, která sídlí v městečku Kalchreuth (asi 10 km od Norimberku, a tedy kousek od sídla firmy Emuge), je rodinný podnik, který se specializuje na obrábění středních a velkých dílů. K jeho pravidelným zákazníkům patří přibližně 60 firem z různých oblastí, jako je železniční průmysl, energetika, ropný průmysl nebo výroba tiskáren. Při výrobě závitů firma sází výlučně na nástroje a technický servis společnosti Emuge. Ve spolupráci s jejími techniky se firma Wolf rozhodla nasadit ve svých obráběcích strojích unikátní řadu závitových držáků – výměnný systém SoftSynchro QuickLock, kdy při výměně závitníku zůstává tělo držáku ve vřetenu stroje a přednastavený nástroj se rychle vymění ručně.

Rychlost, kvalita a spolehlivost při obrábění monolitními frézami

Slovo inovace vládne v posledních letech napříč všemi technickými obory, řezné nástroje nevyjímaje. Toho si je dobře vědoma i skupina Emuge-Franken působící na trhu již téměř 100 let – skupina německých společností zaměřená na výrobu nástrojů nejvyšší kvality v oblasti závitování, kontroly otvorů, upínání a frézování.

Nové generace monolitních vrtáků

Společnost Emuge se za svou více než 100letou historii zapsala do povědomí strojařů a obráběčů svým sortimentem precizních nástrojů a technickým servisem v oblasti závitování. Při výrobě vnitřního závitu je první operací příprava otvoru. Proto skupina Emuge-Franken rozšířila již před mnoha lety své portfolio nástrojů i o vrtáky.

Související články
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
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výhody tangenciálního uložení

Nástroje řady WNT SOGX poskytují cenově výhodné a procesně bezpečné soustružení na dlouhotočných automatech. Uživatelé tak mohou profitovat z inovačního potenciálu společnosti Ceratizit Česká republika.

900 000 nástrojových datových záznamů navíc

Nové rozhraní výrazně rozšiřuje datovou nabídku pro uživatele systému TDM. Ti mají nově k dispozici nástrojová data od více než 40 výrobců, tedy téměř pro každou obráběcí operaci.

Doplňkový katalog nástrojů

Specialista na třískové obrábění, společnost Ceratizit, vydává svůj nový doplňkový katalog Up2date, v němž opět představuje inovované nástroje, produktové doplňky i zcela nová nástrojová řešení - mezi nimi i čtyřbřitý vrták WTX HFDS.

Čištění upínacích kuželů nástrojů

Při obrábění je zpravidla věnována značná pozornost kvalitě řezných nástrojů a také způsobu jejich upnutí. Již menší pozornost ale bývá věnována rozhraní upínací kužel - vřeteno stroje. Přitom právě upnutí nástrojové sestavy ve vřetenu obráběcího stroje výrazným způsobem ovlivňuje jak celý proces obrábění, tak i trvanlivost ostří, bezpečnost a v neposlední řadě také životnost upínačů i drahých vřeten strojů.

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.

Nové rozšíření řady WTX vrtáků

TK vrtáky typu WTX jsou již dlouhá léta stálicí na trhu. Pod produktovou značkou WNT nabízí Ceratizit Group prémiovou řadu vrtáků WTX z produktové kategorie Perfomance. Díky realizovaným inovacím se v nedávné době podařilo výrazně zvýšit výkonnost a životnost u řady vrtáků WTX Feed a WTX Speed. Do rodiny WTX vrtáků od ledna přibude další výjimečný a jedinečný nástroj, a to TK vrták se čtyřmi břity.

Kompaktní horizontální seřizovací přístroj pro Průmysl 4.0

Systémový dodavatel Kelch představil na veletrhu EMO v Hannoveru inovativní výsledky vývoje pro optimalizaci procesů, mezi nimi poprvé nově koncipovanou konstrukční řadu H3 z úspěšné série seřizovacích přístrojů Kenova set line.

Novinky v sortimentu nástrojů pro obrábění

Firma Paul Horn, kterou na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik, přichází na trh s novinkami a inovacemi svých produktů v oblastech zapichování, soustružení otvorů, frézování drážek, vrtání a vystružování. Nabízí také nové možnosti aplikací, vylepšení a zvýšení produktivity výroby.

Ve znamení produktivity i dlouhé životnosti

Firmy z různých průmyslových oblastí, mezi jinými výrobci velkých valivých ložisek, výrobci automobilů a jejich dodavatelé patří mezi zákazníky německého výrobce transferových obráběcích center a speciálních obráběcích strojů Elha-Maschinenbau Liemke KG.

Zásadní pokrok ve vyvrtávání válců motorů

Vyvrtávání válců je v automobilovém průmyslu všeobecně považováno za jednu z nejdůležitějších obráběcích úloh. Tradiční způsob výroby válců bloku motoru zahrnoval celou řadu hrubovacích, polodokončovacích a dokončovacích operací. Díky využití nejnovějších technologií obráběcích nástrojů však lze nyní hrubovací a polodokončovací nástroje zkombinovat do jediného řešení, kterým je vyvrtávací tyč určená pro obrábění na jediný průchod, což umožňuje úsporu drahocenného času cyklu bez jakýchkoli kompromisů z hlediska kvality. Dokonce i nepatrná úspora délky času cyklu může při výrobě válců znamenat významné snížení nákladů, protože objem výroby je velmi vysoký, takže dojde-li k zásadnímu pokroku z hlediska tohoto celkového objemu, lze s jistotou tvrdit, že u této kritické obráběcí operace bylo dosaženo skokové změny.

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