Témata
Reklama

Rychlejší výroba ozubených kol válcovými frézami

Odvalovací fréza z nového řezného materiálu se vyznačuje vysokou tvrdostí za tepla. Při frézování ozubených kol z materiálu 18CrNiMo7-6 určených pro planetový převod, který se používá pro stroje pracující v dolech, může být řezná rychlost zvýšena o 94 %.

Při použití nástrojů na výrobu ozubení jsou nejdůležitějšími hledisky produktivita, kvalita a spolehlivost výroby. Sdružení podniků LMT Tools, zejména pak LMT Fette Werkzeugtechnik, se již skoro 100 let specializuje na výzkum a výrobu nástrojů na výrobu ozubených kol ve vyšší kvalitě. Kromě vlastních odborníků, tj. celé řady inženýrů v Engineering Center, hledají inspiraci pro inovace také spoluprací se zákazníky, výrobci strojů a s vysokými školami.

Reklama
Reklama
Reklama
Hotové ozubené kolo a odvalovací fréza typ Speed Core

Největší uživatel nástrojů na ozubení, zejména odvalovacích fréz, je průmysl vyrábějící vozidla, včetně vozidel užitkových s podílem 50 % ze světové potřeby. Následuje energetika s asi 25 %, jejímž současným nejpopulárnějším představitelem jsou větrné elektrárny. Zbytkových 25 % se dělí do různých oborů, například do strojírenství nebo stavbu lodí. Všude, kde jsou potřebné převody, jsou používány nástroje na výrobu ozubení od firmy LMT Tools, a to jak malých, tak i velkých modulů.

Potřeba nástrojů na ozubení v budoucnu ještě dále poroste. Například v automobilovém prů-myslu je patrný trend používání automatických převodů. Nové automatizované převody obsahují osm nebo více převodových stupňů, případně ještě s malou hlučností. Nové konstrukce planetových převodů sestávají z mnoha malých ozubených kol. Dalším požadavkem na moderní převody je snížení škodlivin produkovaných motory, například snížení emisí CO2. Nové moderní motory budou mít méně válců a menší zdvihový objem, takže pohony převezmou klíčovou funkci pro přenos výkonu.

Odvalovací fréza Speed Core vyrobená z nového řezného materiálu si uchovává vysokou tvrdost za tepla

Zvláštním příkladem frézy orientované na výkon výroby ozubení pro pohony osobních automobilů je odvalovací fréza Speed Core Wälzfräser (obr. 2). Je vyrobena z nového řezného materiálu, jehož užitkové vlastnosti jsou mezi PM – práškovou rychlořeznou ocelí a slinutým karbidem. Jeho významnou charakteristikou je vysoká tvrdost za tepla, což umožňuje použít podstatně vyšší řezné podmínky. Ve spojení s novým povlakem Nanosphere 2.0 je možné zvýšení produktivity práce o více než 50 %. To znamená zkrácení času obrábění a drastické snížení nákladů na obrobek (obr. 3). V uvedeném příkladě bylo ročně frézováno 500 000 kusů ozubených kol mo-dulu 2,15, vyrobených z materiálu 20MnCr5 a určených pro pohon osobních automobilů.

Odvalovací frézy modulu 4 až 16

Dosavadní možnost použití odvalovacích fréz Speed Core do modulu 3,5 však vývojovým pra-covníkům firmy LMT Fette nestačila. Vynikající výkon tohoto nástroje měl být rozšířen na větší moduly ozubení. Výsledkem vývoje jsou odvalovací frézy pro moduly 4 až 16, které se používají například pro pohony užitkových vozidel, v těžkém strojírenství nebo pro větrné elektrárny.

Pomocí nové odvalovací frézy je možné zvýšit produktivitu obrábění a snížit výrobní náklady

Nyní tedy bylo možné provést praktické zkoušky odvalovacích fréz větších rozměrů. Byla frézována ozubení pro planetové převody používané v těžebním průmyslu o normálním modulu 9, vyrobená z materiálu 18CrNiMo7-6. Doposud se používaly odvalovací frézy z materiálu EMo5Co5 s povlakem TiN. S těmi ale uživatelé nebyli spokojeni, protože v novém nástroji viděli potenciál ke zkrácení výrobního času.

Řeznou rychlost můžeme zvýšit o 94 %

Odvalovací frézy typ Speed-Core o průměru 160 mm byly zkoušeny při následujících paramet-rech: hloubka frézování 21,15 mm, řezná rychlost 70 m.min-1 a axiální posuv 1,7 mm na otáčku ob-robku. Hloubka frézování a axiální posuv byly stejné jako u dříve používaných nástrojů. Řezná rychlost však byla dříve pouze 36 m.min-1. Nyní byla zvýšena o 94 % (obr. 4). Vzhledem k podstatně vyšší tvrdosti za tepla řezného materiálu u frézy typu Speed-Core, je zde možné získat ještě více. A to přináší vyšší rychlost výroby. Ozubení bylo vyrobeno za pouhých 26,2 min (obr. 1). U původního nástroje bylo potřeba 50,9 min. To představuje úsporu času přinejmenším o 49 %.

Nově vyvinutý povlak Nanosphere 2.0 je vhodný pro všechny substráty základních materiálů, od PM – práškové rychlořezné oceli přes Speed-Core až po slinutý karbid. Použít přitom lze PVD povlak na bázi CrAlN, který se vyznačuje vynikající žáruvzdorností. Proces povlakování je upraven přesně pro splnění rostoucích nároků kladených na frézování ozubení odvalovacími frézami.

Při použití odvalovací frézy Speed-Core bylo možné použít při praktických zkouškách značně vyšší řeznou rychlost.

U řezných materiálů, jako jsou slinuté karbidy nebo Speed-Core, vzniká při vysokých řezných podmínkách obrábění na břitu nástroje velké množství tepla. Právě zde prokáže nový povlak Na-nosphere 2.0 plně své přednosti. Výsledkem je zvýšení trvanlivosti břitu až o 40 %, oproti dosud používaným povlakům.

Ale rozhodující výhodou tohoto nového povlaku v kombinaci s odvalovací frézou Speed-Core a dalším vývojem jeho struktury povrchu jsou:

• řezné rychlosti více než 300 m.min-1;
• zvýšení produktivity práce až o 70 %;
• vyšší spolehlivost obrábění.

Odvalovací fréza s vyměnitelnými břitovými destičkami je mistrem světa u větších vnitřních ozubení.

První odvalovací fréza s vyměnitelnými břitovými destičkami pro výrobu velkých vnitřních ozubení

Zaměření F&E Aktivitäten je vedle produktivity přirozeně také na kvalitu a spolehlivost obrábění. Uvedené požadavky jsou u velkých ozubení splněny pomocí speciálních konstrukcí fréz. Gear Runner Internal (obr. 5) je na světě první odvalovací fréza s vyměnitelnými břitovými destičkami určená pro výrobu vnitřního ozubení u velkých ozubených kol od průměru 800 mm. Dosud byla takováto ozubení, která se používají například u větrných elektráren nebo u jeřábů, vyráběna tvarovými frézami. Uživatelé odvalovacích fréz s vyměnitelnými břitovými destičkami získají možnost kompletního obrobení ozubení na jednom stroji, vyšší kvalitu ozubení a podstatné snížení hlavního času obrábění. V první řadě lze docílit mnohem vyšší přesnost rozteče oproti dnešnímu způsobu obrábění ozubení. Za předpokladu stejného stroje byla dosud dosahována tvarovými frézami přesnost 10 až 12. S novým nástrojem je možné nyní pracovat plynulým odvalovacím způsobem, proto lze dosahovat přesnosti dělení 6 až 7 se současně lepší kvalitou obrobeného povrchu. Pro dosažení takovéto kvality bylo dosud nutné použít operaci broušení. Podstatný přínos pro uživatele spočívá tedy v dosažení značně lepší kvality obrobeného povrchu než dosud a v kompletním obrobení ozubení na stejném stroji.

Dále se dosahuje značného snížení hlavního času obrábění, až o 40 %, čímž se podstatně zvýší produktivita obrábění. Při praktickém použití bylo možné při obrábění ozubeného kola modul 12 s 176 zuby na odvalovací frézce Liebherr snížit čas obrábění z 80 na 48 minut.

Výrobní sortiment nástrojů je doplněn segmentovou odvalovací frézou typ Gear Runner External, určenou pro výrobu velkých vnějších ozubení. Tyto nástroje se rovněž vyznačují výrobou ozubení ve vysoké kvalitě, například při dokončovacím obrábění se dosahuje jakostní třídy AAA.

Zdroj: MM Das Industriemagazin č. 13, 2015

Diethard Thomas

zpracoval Ing. Jaroslav Řasa, CSc.

Jar.rasa@seznam.cz

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 150930
Datum: 01. 09. 2015
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Nová kuželová čelní stopková fréza s kónickou geometrií

Vrcholná řada fréz VQ od Mitsubishi Materials byla rozšířena o kuželovou čelní stopkovou frézu se šesti břity. Nová fréza je určena především pro vysoce efektivní dokončovací obrábění titanových slitin a dalších těžko obrobitelných materiálů, ale nezalekne se ani hliníkových slitin.

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.

Chytrá kontrola procesů s využitím cloudu

Systémový dodavatel Kelch GmbH vyvinul společně s inovativními partnery sledování procesu a stavu s využitím cloudu. Díky němu je od nynějška možné systematicky sledovat seřizovací přístroje Kelch a včas rozpoznat případné nesrovnalosti.

Související články
Vysokoposuvové frézy z Japonska

Japonský výrobce obráběcích nástrojů – společnost Mitsubishi Materials – rozšiřuje své portfolio frézovacích nástrojů o novou řadu fréz WJX. Frézy WJX se vyznačují svou všestranností a schopností pracovat při vysokých rychlostech posuvu, což jim zaručuje využití v celé řadě aplikací.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Hledání nástrojů? Neexistuje!

Když společnost Test-Fuchs GmbH, přední světový dodavatel testovacího vybavení pro letecký a kosmický průmysl, stavěla v roce 2012 novou výrobní halu, měla být také správa nástrojů zorganizována tak, aby vyhovovala i budoucím požadavkům. Po více než čtyřech letech zkušeností se správou nástrojových dat (Tool Data Management) od společnosti TDM Systems je jasné, že toto rozhodnutí bylo správné.

Aditivní výroba precizních nástrojů a upínačů

Mezi nejnovější technologické trendy současnosti patří aditivní výroba - 3D tisk. Tato technologie výroby zasahuje dnes téměř do všech oborů lidských činností. Dokážeme vytisknout například obytné domky, zdravotní pomůcky i celé náhrady, dopravní prostředky. Tato technologie nachází uplatnění i ve výrobě precizní nástrojů pro obrábění i jejich upínačů.

Revoluce v oblasti soustružení

Inovativní metoda soustružení, High Dynamic Turning (HDT), vyvolala v řadách odborné veřejnosti pozitivní reakce. A není divu, má totiž ambice doplnit, případně nahradit v budoucnosti konvenční soustružení. Toto jsou úvodní informace k danému produktu, který se bude rozvíjet a o kterém ještě bude hodně napsáno.

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.

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.

Inovace pro frézování drážek a zapichování

Firma Paul Horn GmbH, 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.

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.

Úspory především

Dnešní doba patří automatizaci a robotizaci. V průmyslových a výrobních podnicích se automatizace masivně rozšiřuje z výrob i do ostatních činností podniku. Obrovskou proměnou v posledních letech prošel celý obor logistiky a vnitřních procesů hospodaření s nástroji a zásobami. Současný trend velí spořit nástroje a materiál zejména s pomocí jeho dokonalé evidence a přehledu o jeho spotřebě. Je základním přikázáním skladovat pouze nejnižší bezpečný objem zásob, pokud možno v režii dodavatelských firem. Celý proces evidence a životního cyklu nástrojů, včetně objednávání, bývá svěřen softwarovým aplikacím. Samotné fyzické uskladnění nástrojů je řešeno výdejními automaty.

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