Témata

Unikátní vystružovací nástroje

Sauer Danfoss patří k předním světovým výrobcům a dodavatelům hydraulických systémů pro mobilní pracovní stroje. Jedná se o axiální pístové hydrogenerátory, hydromotory, rozvaděče, hydrostatické pohony, servořízení a mnoho dalších příbuzných produktů. Do výrobního závodu na Slovensku v Považskej Bystrici byla průběžně od roku 1995 koncentrována výroba dílů hydromotorů řad 51/H1B a 90/H1P. Zajištění plánovaných objemů výroby v požadované kvalitě vyžadovalo inovaci procesu výroby.

V rámci inovace procesu výroby bloků válců hydromotorů došlo k velmi komplexním změnám:

  • byly nakoupeny a zprovozněny nové obráběcí stroje Grob;
  • byly inovovány technologické postupy obrábění včetně aplikace nově vyvinutých nástrojů;
  • byly inovovány postupy kontroly a měření včetně pořízení nových měřicích zařízení.

Mezi klíčové oblasti, které zajistily úspěšné zvládnutí procesu výroby bloků válců hydromotorů, patří obrábění velmi přesných pístových děr. Na rozměr, tvar i drsnost povrchu obrobených děr jsou kladeny velmi vysoké požadavky nejen z důvodů správné funkce, ale i z pohledu stoprocentně zaručené smontovatelnosti. To konkrétně vyžaduje vyrábět díry o průměrech 16,1 až 25,9 mm a hloubkách 3÷4x D ve stupni přesnosti IT5-IT6 s drsností povrchu Ra = 0,25 µm.

Původní technologie

Původní technologie dokončování děr byla postavena na využití dvoubřitých vystružovacích nástrojů se seřiditelnými vyměnitelnými břitovými destičkami z cermetu s PVD povlakem mechanicky upevněnými v ocelovém tělese se třemi napájenými vodicími lištami z PKD. Nastavování polohy řezných destiček se provádělo v toleranci 0,002 mm na speciálním zařízení. Výsledky přesnosti vystružených děr a trvanlivosti břitů výstružníku byly velmi ovlivněny lidským faktorem.

Průměrná trvanlivost břitů výstružníku dosahovala 24 obrobků (tj. cca 10 m vystružené díry). Při produkci 88 000 obrobků znamená cca 3 600x vyměnit výstružník a nastavit polohu řezných destiček v tělese výstružníků. Seřizování výstružníků, prostoje stroje, výměna nástrojů a odladění prvního obrobku, to vše výrazně ovlivňovalo produktivitu práce. Po vystružování následuje konečná operace válečkování povrchu.

Inovace vystružování děr

Se žádostí o spolupráci na inovaci vystružování děr v tělese hydromotorů byli osloveni přední světoví výrobci nástrojů, jako například Sandvik Coromant, Mapal, Dihart a další. Nejlepší výsledky včetně splnění požadovaných parametrů nakonec přinesla spolupráce s firmou Ham-Final - aplikace jejích nově vyvinutých vystružovacích nástrojů řady MT.

Ham-Final, s. r. o., je německo-česká společnost, kterou založili v roce 1997 Stanislav Fiala se svou firmou Final v Brně a Dipl. Ing. Andreas Maier jako majitel firmy HAM GmbH z Německa, což je tradiční celosvětově zavedený výrobce řezných nástrojů. Ham-Final je v rámci skupiny HAM samostatným ekonomickým subjektem zaměřeným na vývoj, výrobou a prodej nástrojů pro dokončování velmi přesných děr s břity z produktivních řezných materiálů, jako jsou cermety, PKD, CBN. Většina nástrojů nabízených společností Ham-Final je výsledkem vlastního výzkumu a vývoje.

Technické řešení

Firma Ham-Final v roce 2005 nabídla pro vystružování pístových otvorů svou nově vyvinutou vystružovací hlavici MT3. Již první výsledky přesahovaly výkony doposud používaných výstružníků. V následujících 5 letech pracovníci Ham-Final a Sauer Danfoss spolupracovali na optimalizaci vystružovací hlavice MT3, její konstrukce, materiálu břitů, povlaku atd. Garanty projektu byli za Sauer Danfoss manažer týmu Motor Miroslav Martikáň a za Ham-Final ředitel společnosti Stanislav Fiala. Konstrukce výstružníku je výrazně odlišná od tradičních výstružníků a je patentově chráněna v sedmi zemích Evropy.

Vystružovací nástroje řady MT3 jsou určeny pro vystružování velmi přesných děr především tam, kde jsou kladeny požadavky na toleranci průměru 0,006-0,012 mm, tvarovou přesnost děr do 0,005 mm a kvalitu povrchu do Ra 0,5. Vystružovací nástroj MT3 se skládá z ocelového držáku a vyměnitelné vystružovací hlavice.

Vystružovací hlavice je vyrobena z tělesa ze SK, ke kterému jsou připájeny tři řezné břity na jedné polovině řezné části výstružníku a na druhé polovině jsou připájeny dvě vodicí lišty. Řezné břity a vodítka lze kombinovat z různých materiálů, např. CBN, Keramika, CVD, PKD aj.

Výsledky

Po dlouhodobém testování a vyhodnocování v podmínkách Sauer Danfos se prokázalo, že výsledky s nástroji Ham-Final řady MT převyšují 7,5x výsledky původních nástrojů. Nasazením vystružovacích hlavic MT3, úpravou technologie přípravy díry a optimalizací pracovních podmínek obrábění bylo dosaženo:

  • vyšší spolehlivosti výrobního procesu (snížení zmetkovitosti);
  • vyšší trvanlivosti břitů výstružníku - způvodních 24 ks na 180 ks;
  • snížení neproduktivních časů výroby (odstranění seřizování VBD, zvýšení posuvu výjezdu zřezu). Nasazení vystružovacích hlavic MT3 spolu sostatními novými nástroji a optimalizace procesu přispěly kezvýšení využití obráběcích center ze75,3 % vroce 2007 na 85,5 % vroce 2011;
  • zvýšení provozní spolehlivosti a životnosti hydromotorů při praktickém zatížení prostřednictvím sledování integrity povrchu obrobených děr.

Integrita povrchu jako vyšší úroveň sledování vlastností obrobku

Pojem integrita povrchu popisuje stav a vlastnosti povrchové vrstvy obrobku s ohledem na způsob obrábění (volbu nástroje, pracovních podmínek atd.) a následné užitné vlastnosti a životnost výrobku. Především v hydraulických komponentech je v mnoha případech kvalita zhotoveného povrchu díry přímo úměrná užitným vlastnostem výrobku, jako je účinnost, výkon (propustnost), životnost apod.

V povrchové vrstvě materiálu se koncentrují vlivy napětí a zdroje únavových trhlin od provozního zatížení, vliv koroze, účinky tepelného namáhání, chemické vlivy aj. Stav povrchové vrstvy materiálu má zásadní vliv na kluzné vlastnosti třecích ploch, na jejich únosnost, odolnost proti opotřebení atd. Pojem integrita povrchu shrnuje komplexní hodnocení vytvořeného povrchu, například hodnoty drsnosti, povrchové charakteristiky, zbytková napětí, povrchové a podpovrchové vady a další kritéria hodnocení povrchu.

Pečlivým sledováním užitných vlastností a trvanlivosti výrobku (hydromotorů) se v procesu inovace výroby stala integrita povrchu novým komplexním kritériem kvality obrobených děr bloků válců hydromotorů . Rozšířila tak původně sledované parametry tvarové, rozměrové přesnosti a drsnosti povrchu o další parametry, které zajistí vyšší užitnou hodnotu hydromotorů.

Závěr

Dlouhodobá spolupráce pracovníků Sauer Danfoss a Ham-Final při zavádění inovací technologie výroby s využitím nově vyvinutých nástrojů MT3 umožnila dosažení plánované výroby při zajištění vysoké reprodukovatelnosti kvality. Inovovaná technologie s nástroji Ham-Final splňuje komplexní požadavky na integritu povrchu zajišťující lepší užitné vlastnosti a životnost hydromotorů.

Úspěšná spolupráce obou firem se neomezila jen na obrábění děr bloků válců hydromotorů . Nově vyvinuté a inovované nástroje Ham-Final v současné době nahrazují v inovovaném procesu obrábění 20 původních tradičních nástrojů. Zavedením nástrojů Ham-Final se v letošním roce oproti původní technologii z roku 2005 dosáhne ve firmě Sauer Danfoss úspory cca 9 000 Nh. Uvedené je dokladem, že inovace procesů výroby a výrobků, je velmi reálná cesta k zvyšování produktivity a snižování nákladů.

Ing. Karel Kouřil, Ph.D.

kouril@ham-final.cz

Ham-Final

Sauer Danfos

On-line verzi časopisu MM Průmyslové spektrum si můžete zakoupit v digitální trafice PUBLERO.COM

Vydání #10
Kód článku: 111024
Datum: 20. 09. 2011
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Související články
MM Podcast: Každé vítězství má svůj příběh

Olga Girstlová byla v 90. letech nepřehlédnutelnou součástí vznikajícího podnikatelského prostředí tehdejšího Československa. Společně se svým otcem a manželem založili v květnu 1990 společnost GiTy. Vsadili na komoditu s obrovským potenciálem technologického růstu. Po 15 letech manželé Girstlovi však dospěli k rozhodnutí společnost prodat a dále se věnovat jiným komoditám, jako například ekologickému stavitelství. 

CIMT 2021 plně prezenční

Zatímco je celý svět paralyzovaný restrikcemi proti šíření koronaviru covid-19, v Pekingu byl dnes zahájený veletrh obráběcích a tvářecích strojů China International Machine Tool Show CIMT 2021 v plné prezenční formě a téměř shodného rozsahu, jako ročníky předešlé. Ve stejný den a po celý týden, jako Hannover Messe Digital Edition – průmyslový veletrh v plně digitální platformě.

Hannover Messe 2021

Inovace, vytváření sítí a sdílení zkušeností ve věku průmyslové transformace – to jsou klíčová motta, která představují letošní ročník digitálního Hannover Messe, na kterém více než 1 800 vystavovatelů představí svá řešení pro výrobu a energetické systémy budoucnosti. Od umělé inteligence po robotiku, od ochrany klimatu po vodík. Nejdůležitější světový průmyslový veletrh plní svoji roli jako inovační a síťová platforma a vytváří uprostřed koronové pandemie globální platformu pro výměnu zkušeností v době průmyslové transformace.

Související články
MM Podcast: Glosa - God Save the Queen

V naivní představě ekonomického perpetuum mobile zaměstnáváme v poměru k reálné ekonomice nejvyšší počet lidí ve státní a veřejné správě v rámci nejrozvinutějších zemí OECD. Rakovinotvorný rozbujelý a nevýkonný úřednický aparát, vědomě bojkotující vznik e-státu, dokonale paralyzuje správu věcí veřejných. A jeho solidarita s aktuálně zdecimovaným privátním sektorem? Home office na 100 % mzdy, její valorizace, statisícové odměny na MF za ušetřené miliardy (…). 

Související články
V hlavní roli strojař

Fakulta strojní VŠB-TUO se pro letošní rok v rámci náborové kampaně vrací k úspěšné sérii V hlavní roli strojař. Kampaň komunikuje myšlenku, že strojaři jsou hvězdy hrající hlavní roli v moderním světě. Jejím cílem je zlepšit vnímání oboru strojírenství, posílit brand fakulty, a samozřejmě také nalákat uchazeče ke studiu strojařiny.

Chytrá kombinace systémů

Vývoj obráběcích technologií v minulém století nabral na obrátkách. Dnes jsme tuto technologii dotáhli téměř k dokonalosti – jsme schopni vyrobit předměty libovolných tvarů v přesnostech na tisíciny milimetru. Dalo by se říct, že pro zlepšení zde už příliš prostoru nezbývá, přesto nás přední výrobci obráběcích strojů a nástrojů pravidelně přesvědčují o opaku. Progresivní a inovativní přístup společnosti Ceratizit je toho jen dalším důkazem. Nedávno na trh uvedla přesnou vyvrtávací hlavu Komflex z produktové řady Komet, která umožňuje automatickou korekci průměru v případě vyvrtávání přesných otvorů. Jak to nástroj dokáže, upřesňuje v následujícím rozhovoru technický ředitel společnosti Ceratizit Česká republika Ing. Jan Gryč.

MSV ve znamení materiálů i technologií

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro Mekku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, mimo lidi z dalších oborů, setkají i výrobci plastů a též špičkových zařízení pro plastikářskou výrobu. Na naše otázky odpovídají Pavel Tuláček, jednatel společnosti Gorilla Machines, a David Svoboda, jednatel Sumitomo (SHI) Demag Plastics Machinery Česko.

Aditivně s nadzvukovou rychlostí

Společnost Hermle je známá především pro svá přesná pětiosá obráběcí centra a nadstandardní servis. Už málokdo ví, že vyvinula také stroj pro aditivní výrobu kovových dílů. Přestože je i tato technologie založena na postupném vrstvení kovového prášku na součást, nedochází zde ke spékání prášku laserovým paprskem, ale kovový prášek je tryskou doslova nastřelován na díl nadzvukovou rychlostí. Na detaily jsme se zeptali technického zástupce společnosti Hermle Pavla Němečka.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Svařování mědi pomocí vláknového laseru

Rychlý rozvoj v oblasti elektromobility vede ke zvýšení poptávky po svařování mědi. To, co ji činí pro danou aplikaci ideální (tj. vysoká elektrická a tepelná vodivost), ji zároveň činí obtížně svařitelnou konvenčními vláknovými lasery. Díky vyšší efektivitě, zhruba dvojnásobné, někteří výrobci zkoušejí používat zelené pevnolátkové lasery. Výsledkem je stabilnější a méně citlivý proces, než jaký byl možný u standardních vláknových laserů.

Procesně stabilní zpracování recyklátů

Do roku 2025 si Evropská unie klade za cíl ročně více než zdvojnásobit používání recyklátů při výrobě plastových výrobků [1, 2]. K dosažení tohoto cíle jsou kromě závazku firem působících na trhu a vyšší kapacity při zpracování plastového odpadu zapotřebí především nové technologie zpracování. Recykláty je nutné používat v daleko větší míře a v ještě vyšších poměrech. S novými procesy vstřikování na jedné straně a inteligentní podporou na straně druhé sleduje výrobce vstřikovacích strojů Engel různé a často velmi slibné přístupy. Výroba boxů a kontejnerů ukazuje na velký potenciál.

Uplatnění kovového 3D tisku

Společnost Misan z Lysé nad Labem se aditivními technologiemi kovových dílů zabývá a tato zařízení v České republice distribuuje už osm let. Dalo by se říct, že je jedním z průkopníků s těmito technologiemi na českém trhu. Z toho pochopitelně vyplývají také její bohaté zkušenosti s touto relativně mladou výrobní disciplínou. Na otázky, kde tyto technologie nacházejí uplatnění a v jakých oblastech mohou vyniknout, jsme se ptali aplikačního inženýra pro kovové aditivní technologie Jana Hudce.

Aditivní výroba velkých dílů

Porto patří k největší průmyslové oblasti Portugalska. Od roku 1956 zde sídlí přední světový výrobce strojů technologie tváření – společnost Adira.

Fórum výrobních průmyslníků

Jaké zásadní problémy vám současná doba přináší do chodu firmy, jak se je snažíte řešit a s jakým výsledkem?

Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členy 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