Speciální nástroje jako cesta k produktivitě

Použití speciálních nástrojů směřuje především do velkosériové výroby, ale to není rozhodně podmínkou. V kritických aplikacích je například sdružený dokončovací nástroj nutností pro dodržení souososti dvou či více otvorů. I v ostatních případech, jako jsou komplikované tvary, zpětné obrábění a extrémní vyložení, představují tyto nástroje mnohdy jedinou volbu.

Zdánlivou nevýhodou speciálních nástrojů je vyšší cena a delší dodací termín, což je způsobeno složitostí a malou sériovostí výroby. I v této oblasti však renomovaní výrobci nástrojů udělali velký krok dopředu a vytvořením specializovaných výrobních buněk a použitím nejnovějšího 3D konstrukčního softwaru, které automaticky generuje CNC program a následnou výrobou nástroje, byl tento problém významně zredukován.

Speciální nástroje můžeme v zásadě rozdělit na tvarové a kombinované. U tvarových nástrojů převládají vrtáky a frézy ze slinutého karbidu, pájené nástroje a nástroje z HSS. Výjimkou nejsou ani vyměnitelné břitové destičky vyrobené technologií slinování a případně broušené na požadovaný tvar.

Mezi významnou skupinu v oblasti speciálních nástrojů patří nástroje kombinované. Použitím stupňovitých či sdružených nástrojů se nejen zkracuje strojní čas, ale také odpadají vedlejší přejezdy a výměny nástroje, přičemž dochází k redukci počtu potřebných poloh v zásobníku a snížení sortimentu nástrojů. Nejčastějšími představiteli kombinovaných nástrojů jsou vrtáky do plna zahrnující též operace srážení či zahlubování nebo stupňovité nástroje, jako jsou záhlubníky, výstružníky a soustružnické držáky.

Často se používají sdružené nástroje pro dvě rozdílné technologické operace (např. čelní fréza s vrtákem ze slinutého karbidu). Zde musíme mít na zřeteli rozdílné řezné parametry a s tím spojenou konstrukci nástroje včetně dynamického vyvážení.

U velkých či přesných průměrů je řešením kazeta. Tento prvek nachází uplatnění také u velkých průměrů kotoučových fréz či frézovacích hlav. Kazety jsou většinou axiálně a radiálně stavitelné, některé typy mají i mikromechanismus pro nastavování v setinách milimetru.

Speciální nástroje jsou dnes již nedílnou součástí obráběcího procesu a výrobci nástrojů jim věnují intenzivní pozornost. Intenzivním nasazením těchto zákaznicky a technologicky orientovaných řešení je tak možné jednoznačně přispět ke zvýšení produktivity procesů obrábění, uspořit na strojních časech a tím zvýšit kapacitu výroby. Třešničkou na dortu je pak možnost snížení počtu upnutí nebo dokonce nahrazování dokončovacích operací – nejčastěji broušení frézováním – využívající nových technických možností strojů (přesnost, tuhost) a moderních řezných materiálů v oblastech HSC a HPC.

Svět speciálních nástrojů je svázán s nesmiřitelným bojem o každou sekundu strojního času i o každý milimetr dráhy. Firma Walter CZ, s. r. o., si tuto skutečnost plně uvědomuje a nabízí svým zákazníkům i komplexní technologická řešení založená na speciálních nástrojích jak ze slinutého karbidu, HSS-E, tak i s vyměnitelnými břitovými destičkami. Jaké výhody tedy přináší používání speciálních nástrojů ve strojírenské výrobě? Jednoduše produktivitu, schopnost uspořit energie, lidské zdroje a především čas výroby. To je pro mnoho předních strojírenských firem u nás i v zahraničí hnacím motorem pro využívání speciálních nástrojů. Právě úspora času je tím nejlepším měřítkem, které ukazuje pravou sílu speciálních nástrojů.

Jednou z předních českých firem, která využívá v masovém měřítku speciální nástroje, je firma Linde Pohony, s. r. o., z Českého Krumlova. Značný podíl těchto nástrojů ve výrobě uvedené firmy jasně ukazuje na správnost nastoupené cesty. Vždyť při nákladovém rozboru obráběného dílce je jednoznačně nejvyšší položkou v ceně dílce právě čas strávený na obráběcím stroji, většinou vyjadřovaný v normohodinách. A právě na aplikaci z této firmy můžeme demonstrovat, jak použití speciálních nástrojů může zásadní měrou přispět ke značným úsporám při strojírenské výrobě, v tomto případě při výrobě komponent manipulačních vozíků.

Firma Walter CZ byla oslovena zástupci firmy Linde Pohony s požadavkem na snížení kapacitní náročnosti při výrobě dílců GG422-09. Jelikož takovéto aplikace nelze realizovat od stolu, byla nutná týmová spolupráce obou firem. Po detailní analýze stávající výroby byly zjištěny tyto skutečnosti:
• dílce jsou vyráběny na dvoupaletovém vertikálním soustružnickém stroji HESSAPP DVT400;
• výrobní proces se skládá ze dvou úseků, tak aby byl dílec obroben z obou stran;
• úsek č. 1 zahrnuje vnitřní i vnější obrábění 8 nástroji s časem výroby ta = 8,75 min;
• úsek č. 2 obsahuje vnitřní i vnější obrábění 6 nástroji s časem výroby ta = 6,66 min;
• roční produkce činí okolo 25 000 kusů;
• obráběný materiál: C45N o pevnosti Rm = 750 MPa;
• požadavek na opracování obráběných ploch: Rz =16.

Hlavním záměrem při realizaci požadavků firmy Linde Pohony bylo snížení počtu nástrojů a s tím spojených výměn, tak i zkrácení jednotlivých pohybů mezi vlastním obráběním. To směřovalo k nutnosti aplikace speciálních nástrojů v kombinaci s nejmodernějšími řeznými materiály firmy Walter CZ. Nutnost nasazení speciálních nástrojů včetně topproduktů z oblasti vyměnitelných břitových destiček i s přihlédnutím k poměru cena/výkon potvrdil výsledek teoretických výpočtů. Následným nasazením těchto nástrojů ve výrobě u firmy Linde Pohony byla správnost řešení plně prokázána.

Výrobní úsek č.1:

• redukce počtu nástrojů z 8 na 5;
• zkrácení času výroby ta z 8,75 na 6,9 min.

Výrobní úsek č. 2:

• redukce počtu nástrojů z 6 na 4;
• v průběhu doby, ve které se racionalizace této výroby prováděla, vznikla na základě konstrukční úpravy výkresu nutnost doplnit další nástroj. Navzdory této skutečnosti se podařilo na úseku č. 2 zkrátit čas výroby ta z 6,66 na 4,1 min.

Alikace speciálních nástrojů podpořená dlouholetými zkušenostmi firmy Walter CZ při řešení podobných aplikací se ukázala jako správné rozhodnutí. Celková úspora při výrobě komponent GG422-09 činila 1,85 minuty na dílec a roční úspora činila 770 normohodin. Došlo nejen k redukci časové náročnosti výroby, ale mimo jiné i k uvolnění strojních kapacit pro další výrobu. A to je opravdu to, co od speciálních nástrojů musíme očekávat – úspory napříč celým výrobním procesem.

Jiří Majer, Petr Ťoupal

Na zkušenosti se spoluprací se společností Walter CZ jsme se zeptali pana R. Wiltschka, vedoucího nákupu společnosti Linde Pohony, s. r. o.

Představil byste nám, prosím, několika slovy činnost vaší společnosti?

R. Wiltschko: Společnost Linde Pohony, s. r. o., se sídlem v Českém Krumlově je již od roku 1997 součástí koncernu KION, světové dvojky v oblasti výroby vysokozdvižných vozíků. KION sdružuje výrobce značek Linde, Still, OM, Feinwick, Baoli a Volta. Firma Linde Pohony se v rámci koncernu postupně rozvinula nejen ve výrobní, ale rovněž i technologické centrum výroby náprav. V současné době hospodaří podnik s obratem přesahujícím tři miliardy korun. Počet zaměstnanců se ustálil na čísle 280. S celkovým počtem bezmála 100 000 vyrobených náprav patří náš podnik ve své oblasti podnikání k největším výrobcům v celosvětovém měřítku.

Naším mottem je „Leading in Performance“ znamenajícím pro nás neustálou snahu o zlepšování a dosahovaní špičkových výsledků ve všech oblastech určujících úspěch firmy. Pro dosažení těchto cílů je důležité vytvořit podmínky pro rozvoj vlastních pracovníků, stejně tak jako systematický výběr dodavatelů a jejich začleňování do firemních procesů. Naši dodavatelé se postupně stávají našimi partnery při hledání a zavádění optimálních řešení do praxe.
Významnou součástí výrobního programu je rovněž CNC obrábění nejdůležitějších komponent pro vlastní výrobu stejně jako i obrábění dílů pro další koncernové společnosti. V oblasti obrábění se soustředíme na díly s vysokou přidanou hodnotou a technologicko-kvalitativními požadavky, jako jsou například hydraulické prvky. V současné době podnik disponuje více než 50 CNC obráběcími stroji.

Proč jste si vybral za partnera právě společnost Walter CZ, s. r. o.?

R. Wiltschko: Se společností Walter spolupracujeme od samotného počátku s jako již zavedeným koncernovým dodavatelem. Firma Walter nám neposkytuje pouze kvalitní obráběcí nástroje, ale hlavně komplexní technologická řešení. To nám umožňuje neustále zefektivňovat proces výroby.
Při naší spolupráci se snažíme maximálně využívat technologické know-how obou společností k dosažení co nejlepšího výsledku. Pro vyhodnocování takového druhu spolupráce je rovněž důležité odpovídajícím způsobem definovat projektové zadání. Následně dokázat implementovat takové controllingové metody, aby bylo možno celý proces monitorovat a komplexně vyhodnotit. Rentabilitu řešení vyhodnocujeme na základě komplexních pořizovacích nákladů a ne pouhým sledováním cen jednotlivých nástrojů. V této oblasti dosahujeme dobrých výsledků, je ovšem pravda, že na nás mnoho společné práce ještě čeká.

Co konkrétního vám tato spolupráce přináší?

R. Wiltschko: Jak jsem již zmínil, hlavním přínosem spolupráce se společností Walter jako předním dodavatelem v oblasti třískového obrábění je možnost implementovat nejmodernější technologická řešení.

Jsme přesvědčení, že vzájemná spolupráce přináší mnoho pozitivního pro obě společnosti. Rovněž si velice vážíme spolehlivosti a otevřeného přístupu našeho partnera. Se spoluprací s firmou Walter CZ jsme dlouhodobě velice spokojeni.

Valina Kuchtová

Walter CZ
valina.kuchtova@walter-tools.com
www.walter-tools.com