Témata
Reklama

Technologie přesného střihu

Výrobou přesných dílců technologií přesného střihu se zabývá zlínská společnost ANC Components. V současnosti disponuje zařízeními poskytujícími maximální lisovací sílu 4000 kN (? 400 t). Problematika přesného střihu se neustále rozvíjí. Proto v rámci čtyřletého dotovaného projektu Eureka společnosti ANC Components a Comtes FHT řeší zefektivnění a zproduktivnění výrobního procesu spojením zkušeností praxe a výzkumných prostředků. Řešení projektu bylo již dříve prezentováno ve vydání MM 10/2012 a dále v Hutnických listech č. 4/2013.

Ke zvýšení konkurenceschopnosti výrobního podniku je nevyhnutelné nabídnout zákazníkovi efektivnější výrobní proces. Obecně to znamená, že díl musí být vyroben v požadované přesnosti, ale za minimální možné náklady. Velký důraz na redukci nákladů je kladen zejména u dílů pro automobilový průmysl.

Aby bylo možné dosáhnout zmíněných aspektů, musí být díl vyroben s využitím minimálního počtu technologií, nejlépe jediné, bez potřeby využití sekundární, např. obráběcí, operace. K zefektivnění procesu přesného střihu vede začlenění objemového tváření za studena do procesu přesného střihu. V praxi to znamená zhotovení různých typů osazení, zahloubení, protlačených nebo tažených prvků, sražení a odjehlení hran přímo v sériovém nástroji.

Reklama
Reklama
Reklama

Začlenění objemově tvářených prvků

Jak již bylo zmíněno v úvodu tohoto článku, trendem výrobního průmyslu je zhotovit lisovaný díl s objemovými prvky v rámci jedné operace. V závislosti na geometrii dílu je nutné navrhnout správný postup prototypování, který vede k ověření vyrobitelnosti daného geometrického prvku. Nejvhodnější variantou prototypování je spojení CAD systémů, numerické simulace a zkušebního přípravku. Z výsledků prototypování lze zákazníkovi potvrdit, zda je požadovaná přesnost zhotovitelná v procesu přesného střihu s objemovým tvářením za studena a také lze představit, jak bude samotný tvářený prvek vypadat.

Postup prototypování objemového tváření za studena v procesu přesného střihu (Zdroj:a) návrh konstrukce zkušebního přípravku b) simulace objemového tváření za studena c) tvářecí trny a pás po zkoušce tváření ‒- ověření procesu

Prvním krokem je navržení koncepce a samotná konstrukce zkušebního přípravku (návrh nástřihového plánu), musí se ovšem správně zhodnotit, zda je vůbec účelné uvažovat o zkušebním přípravku u některých lisovaných dílců s objemovými prvky. Po zpracování dokumentace dojde k ověření procesu numerickou simulací, která poukáže na kritická místa, jak nástroje, tak i výrobku. Na základě výstupů simulace a případné optimalizace funkčních částí dojde ke zhotovení zkušebního přípravku a testování samotného procesu.

Konečným výstupem prototypování je vzorek s definovanou geometrií, na kterém jsou provedenay rozměrová měření, dále strukturní rozbor, představující náhled na ovlivnění základní metalografické struktury a v neposlední řadě se provede rozbor zpevnění jednotlivých oblastí dílce pomocí měření tvrdosti HV 0,5.

Dosažení optimální trvanlivosti nástroje

Vývoj a výroba progresivního postupového nástroje vedou k úspoře výrobních nákladů, ale nemusejí být zárukou rentabilního procesu. K zajištění rentability výroby je bezpochyby nutné optimalizovat sériový nástroj tak, aby reálná výrobní dávka odpovídala kalkulované, tzn. dosažení optimální trvanlivosti střižných a tvářecích částí nástroje.

K dosažení požadované trvanlivosti procesu je nutné přistupovat individuálně v závislosti na dané aplikaci. Nejdůležitějšími směry je volba vhodného nástrojového materiálu a vhodného typu povlaku. Konkurenceschopnost firem se zvyšuje spolu s nabízenými dovednostmi v technologické oblasti. Velká část zákazníků v automobilovém průmyslu požaduje, aby jejich výrobek byl zhotoven z nerez oceli (nejčastěji nerez ocel 1.4301). Zpracování nerez oceli je náročné vzhledem k jejím charakteristickým vlastnostem, ‒ vysokáé pevnosti, přitom vysokáé tažnosti a houževnatosti, špatnéá tepelnáé vodivosti. Všechna zmíněná fakta vedou k výrazně vyššímu opotřebení nástroje v kratším čase. Střižné a tvářecí části jsou více namáhány vzhledem k vyšší pevnosti zpracovávaného materiálu. Při stírání materiálu dochází k nárůstu stírací (tahové) síly, která negativně působí na střižnou a kotevní část střižníků. Stírací síla je většinou hlavní příčinou porušení střižníku. Střižné části jsou také velmi namáhány tepelně, materiál dílce neodvádí vzniklé teplo z funkčních částí nástroje.

Makrosnímek metalografické struktury tvářeného zahloubení v řezu, analýza zpevnění jednotlivých vrstev od povrchu geometrie do hloubky 1 mm, vstupní materiál DC01 C340 s tvrdostí 144 HV 0,5. (Zdroj: ANC Components).

Při zpracování nerez oceli je velmi důležitá volba vhodného povlaku. Společnost ANC Components testovala různé povlaky při zpracování nerez oceli 1.4301 tloušťky 6 mm. Povlaky na funkční elementy jsou zajišťovány ze strany povlakovací společnosti Liss. Výstupy z testování jsou interpretovány na uvedeném grafuobr. 3. Zpracování zmíněné nerez oceli v tloušťce 6 mm bez povlaků je téměř nemožné. Při střihu dojde ke vzniku studených mikrosvarů, střižník je zamčen v materiálu a dojde k porušení střižné nebo kotevní části střižníku. Dále byl testován povlak AlTiN (tepelná odolnost povlaku 850 °C, mikrotvrdost 3 300 HV), který je vhodný pro náročné tvářecí a obráběcí operace při nedostatečném chlazení., A aby byla jeho účinnost zvýšena, byla nanesena navíc speciální kluzná vrstva DLC na bázi uhlíku s koeficientem tření 0,15 vůči oceli. Trvanlivost procesu se podařilo zvýšit na 650 zdvihů, ale tento výsledek nevede k rentabilitě procesu. Vzhledem k vysokému otěru a tepelnému zatížení střižných části byl ze strany společnosti Liss doporučen nanokompozitní povlak nACo (tepelná odolnost povlaku 1 200 °C, mikrotvrdost 4 500 HV), trvanlivost procesu se podařilo navýšit již na přípustných 5 200 zdvihů. Toto číslo není konečné, v rámci dalšího výzkumu bude testován speciální povlak, který byl vyvinut ve spolupráci firem Liss a přímo mateřské společnosti technologie přesného střihu, společnosti Feintool Technologie.

Graf testování různých typů povlaků, přesný střih otvoru Ø 5 H12 do nerez oceli 1.4301 tloušťky 6 mm (Zdroj:

Dalším výzkumem v rámci zefektivnění procesu zpracování nerez oceli bude i volba základního (nástrojového) materiálu, další postup je plánován v rovině nástrojových materiálů, vyráběných práškovou metalurgií, (výrobce - společnost Böhler) nebo tvrdokovů s vhodnou kombinací pojiva a velikosti zrna (výrobce - společnost Ceratizit).

Co účast na projektu EUREKA přinesla? Přínosy zefektivnění technologického procesu

Hlavními přínosy řešení uvedeného projektu mají při výrobě přesných lisovaných dílců vést k vyšší produktivitě, díky progresivnějším nástrojovým materiálům a povlakům. Dalším hlavním záměrem společnosti ANC Components je výroba komplikovanějších lisovaných dílců se za studena tvářenými objemovými prvky z náročně zpracovatelných materiálů a zejména se zaměřením na oblast nerez ocelí a ocelí s výrazně vyšším negativním vlivem na trvanlivost procesu.
Dále je dDůraz je kladen nejen na úsporu nákladů sériového procesu, ale také na úsporu v rámci prototypování, aby byl proces vývoje nových progresivních nástrojů, co nejefektivnějším spojením výzkumných a praktických prostředků.

Tento článek vznikl v rámci programu EUREKA Eureka „LF12009 ‒- Výzkum a vývoj nové technologie přesného tváření za studena jako náhrada třískového obrábění“, za podpory Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy České republiky.

Ing. Martin Kulenda, Ing. Pavel Kubík, Ing. Miroslav Urbánek, Ing. Filip Tikal, Ph.D.

martin.kulenda@anccomponents.cz

ANC Components, COMTES FHT

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 150130
Datum: 11. 02. 2015
Rubrika: Trendy / Tváření
Autor:
Firmy
Související články
Moderní způsoby ochrany vysokopevných ocelí

V posledních letech je v automobilovém průmyslu kladen stále větší důraz na snižování hmotnosti vozu, potažmo spotřeby a z ní plynoucích emisí, za současného zvýšení bezpečnosti posádky. Jednou z možností, jak splnit tyto požadavky, je nahrazení starých materiálů používaných pro výrobu určitých komponentů za nové, pevnější. Díl z pevnějšího materiálu může být tenčí a potažmo i lehčí oproti dílu původnímu, ale současně je schopen vydržet stejné, nebo i větší namáhání.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

Lehké konstrukce automobilů - Specifické povlaky hlubokotažných ocelí

Na konstrukční materiály používané při stavbě automobilové karoserie jsou kladeny mimořádné požadavky. Specifické podmínky musejí splnit zejména vnější povrchové díly karoserie, které jsou nositeli designu vozu a které tím i do značné míry rozhodují o prodejnosti a úspěšnosti daného modelu. Kromě základních mechanických podmínek musejí povrchové díly splnit perfektní lakovatelnost, mimořádnou korozní odolnost, ale také musejí mít schopnost bezproblémového zpracování – ať už lisováním, nebo rozmanitými technologiemi spojování, jako je laserové pájení a lepení.

Související články
Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Téma: technologie pro výrobu forem

Díly, součásti či výrobky, které spatřily světlo světa díky tomu, že byly vylisovány, odlity či vykovány ve formě, jsou doslova všude kolem nás. Forma je zařízení často velmi složité a komplexní a k její výrobě je potřeba řada špičkových technologií. Následující článek představuje některé z nich.

Laserová i optická řešení a mnohem více

Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

Prostor pro laserovou automatizace je stále obrovský

Česká společnost Lascam systems se zabývá zejména dodávkami laserových zařízení pro obrábění kovů a plastů. Byla včas u rozvoje moderních laserových technologií a dnes pomáhá firmám s integrací laserových aplikací do výrobních procesů. Podle slov obchodního ředitele společnosti Karola Flimela se považují spíše za dodavatele řešení než distributora jednotlivých zařízení a za největší výzvu považují složité inovativní projekty, které přinášejí nový způsob výroby.

Optimalizace tvaru nástroje pro válcování

V současné době je velmi vyhledávaným strojem válcovačka typu ULS. A s rozvojem elektromobility se jeví velmi pravděpodobný požadavek na zvyšování produkce hřídelových součástí. Společnost Šmeral Brno se proto rozhodla inovovat a zlepšit nejen stroj ULS, ale i samotný proces tvorby nástrojů příčného klínového válcování (PKV).

Kapalina jako tvářecí medium

V dnešní době je stále více kladen důraz na sofistikovanost i ekonomickou efektivnost výrobních procesů. Současně je žádána výroba stále složitějších tvarů, vyplývajících především z designových návrhů lisovaných součástí, které dříve nebyly řešitelné jako např. výroba negativních tvarů, složitě prostorově i tvarově orientovaných trubkových dílců apod. V tomto případě lze s výhodou, namísto pevných konvenčních nástrojů, využít výrobní metody zaměřené na nepevné nástroje, jako je např. kapalina.

Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

Nekonvenční zpracování nové generace vysokopevných výkovků

Vysokopevnostní zušlechtěné výkovky se strukturou popuštěného martenzitu v současné době představují high-end skupinu kovárenských produktů. Díky nejnovějším poznatkům z oblasti fyzikálně-metalurgických dějů probíhajících v materiálu výkovků by skupina vysokopevnostních výkovků mohla být doplněna novou generací výkovků, jejichž struktura je tvořena nekonvenčním CFB (Carbide-Free bainitem) a QP martenzitem.

Vliv materiálu na kvalitu výlisku

Kvalita vstupního materiálu významně ovlivňuje výslednou kvalitu výlisku. Ověřování jeho vlastností je možné provádět různými zkouškami, mezi něž patří ověřování jeho mechanických vlastností či technologické zkoušky.

Nová řada vysekávacích lisů kombinovaných s laserem

V souladu s tradicí soustavného rozvoje produktových řad uvedla společnost Prima Power na trh kompletní novou generaci servoelektrických vysekávacích lisů kombinovaných s laserem.

Metodika kompenzace odpružení u velkoplošných karosářských výlisků

Dnešní doba je charakterizována rychlou reakcí na akceschopnost a poptávku a klade vysoké požadavky na konečné nízké provozní náklady a vysokou kvalitu všech výrobků. V ideálním případě by měly být výlisky vyráběny bez defektů. Takto dokonalého stavu ovšem není možné zatím dosáhnout. Již v minulosti bylo řadou autorů popsáno početné množství defektů, u kterých se dnes ví, jaký přístup pro jejich predikci a eliminaci zvolit. Jedná se například o zvlnění materiálu, vyčerpání plasticity, iniciace trhliny, ztenčení materiálu aj.

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