Témata
Reklama

Upínače s tlumením vibrací

Vibrace mají negativní vliv na celý obráběcí proces. Zejména při komplikovaných podmínkách - například při vnějším obrábění dlouhých součástí nebo při frézování hlubokých kapes - vibrace výrazně ovlivňují kvalitu povrchu obrobku, jakož i produktivitu a spolehlivost procesu. Firma Walter vyvinula pro nástroje s dlouhým vyložením patentované upínače s tlumením vibrací Accure·tec, které spolehlivě snižují vibrace při soustružení a frézování.

Soustružnické držáky Walter Accure·tec A3000 jsou vhodné pro hospodárné vnitřní soustružení s nástroji s dlouhým vyložením do 10x D. (Zdroj: Walter)

Zejména u drahých součástí se musí pracovat přesně a rychle. Vibrace přitom představují velkou překážku – nejenže zapříčiňují viditelně horší kvalitu povrchu a tvorbu otřepů, ale nejsou dosahovány ani požadované tolerance. Vibrace se vyskytují také na nástroji a na stroji: mohou způsobit vylomení na řezné hraně nebo dokonce prasknutí vyměnitelné břitové destičky a zkrácení životnosti vřetena stroje. K tomu se přidává někdy velmi nepříjemný hluk při obrábění.

Reklama
Reklama

Délka vs. průměr držáku

Čím delší je soustružnický držák, tím větší jsou vibrace, které se vyskytují vpředu na nástroji, protože vibruje celý systém. Při soustružení otvorů lze obvykle obrábět s klasickými ocelovými soustružnickými držáky, až do poměru délky k průměru 4x D. Větší stabilitu zabezpečují soustružnické držáky ze slinutého karbidu, ale i ty narážejí na limity výkonnosti od 6x D. Příliš silné vibrace snižují produktivitu stroje a v konečném důsledku zvyšují náklady na vyrobení jednoho kusu: Pro spolehlivé obrábění se pak totiž musí snížit řezná rychlost, hloubka řezu a posuv.

Jedna možnost, jak dosáhnout toho, aby byl obráběcí systém stabilnější a odolnější proti vibracím, spočívá ve zvětšení průměru nástroje. Pokud se například soustružnický držák o průměru 16 mm prodlouží z délky 1x D na 2x D, je vychýlení osmkrát větší. Pokud se při stejné délce zmenší průměr, například ze 40 na 20 mm, je faktor vychýlení na řezné hlavě 16x větší. „Efekt je dvojnásobný než při zdvojnásobení délky,“ říká Gerd Kussmaul, globální produktový manažer pro soustružení ve firmě Walter. „Podle tohoto příkladu by jednoduše stačilo zvětšit průměr soustružnického držáku. To však v praxi většinou není možné, protože vnitřní průměr obrobku představuje omezující faktor.“

Dlouhá životnost nástroje a vřetena

Obrábění s nástroji, které s ohledem na požadovanou konturu součásti musí pracovat při velkém vyložení, klade před obráběcí firmy výzvy. Musí své kompletní obráběcí procesy plánovat tak, aby vibrace byly co možná nejmenší. Jen tak lze totiž splnit požadavky na produktivitu, procesní spolehlivost, životnost a optimální kvalitu povrchu. Upínač s tlumením vibrací umožňuje vyšší obráběcí výkon a snižuje náklady na výrobu jednoho kusu.

S tlumicím systémem je dosahováno znatelně lepších povrchů. (Zdroj: Walter)„Naše nová technologie pro tlumení vibrací se nazývá ‚Accure·tec‘ (z anglického accurate, tj. přesně) a přesně takový je náš program: přesnost, spolehlivost a opakovatelnost,“ říká Ralf Bopp, produktový manažer pro upínače ve firmě Walter. „Poskytujeme zákazníkům rozsáhlou nabídku upínačů s tlumením vibrací jak pro frézování, tak i pro soustružení. Aby byl systém použitelný co možná nejmnohostranněji, pokrýváme všechna rozhraní strojů. V následujících měsících budeme antivibrační program navíc průběžně rozšiřovat, od září 2020 tak přibudou další rozsahy průměrů a řešení pro soustružení závitů s tlumením vibrací.“

Patentovaný tlumicí systém přednastavený z výroby

Srdcem antivibrační technologie Walter Accure·tec je tlumicí systém v tělese nástroje z těžkého kovu. Patentovaný tlumicí prvek je axiálně a radiálně pružně uložený na O-kroužcích. To zabezpečuje maximální tlumení vibrací. Tlumiče jsou už z firmy Walter přednastaveny tak, aby uživatelé mohli soustružnické držáky rovnou používat.

„Naše antivibrační řešení se vyznačuje velmi vysokou tuhostí, což zabezpečuje přesné výsledky. Tlumič jsme umístili velmi blízko řezné hrany, proto je řešení tak účinné. Díky přednastavení upínače soustružnického držáku neztrácejí zákazníci čas se seřizováním a mohou hned začít s obráběním,“ říká Gerd Kussmaul.

Rychlovýměnný systém QuadFit zkracuje doby přípravy

Firma Walter inovativně vyřešila nejen tlumení vibrací, ale také rozhraní mezi soustružnickým držákem a výměnnou hlavou. Pro upnutí nové výměnné hlavy QuadFit stačí pouze převlečná matice, nejsou nutné žádné volné díly, jako například šrouby. Řeznou hlavu lze zcela jednoduše vyměnit přibližně za 20 sekund, čímž se výrazně snižují neproduktivní vedlejší časy. Přesnost opakování činí ±2 µm, což zabezpečuje vysokou přesnost. Pro optimální odvod třísky jsou výměnné hlavy vybaveny vnitřním chlazením. Výšku špičky je možné jednoduše vyrovnat pomocí vyrovnávací plochy na řezné hlavě. Výměnné hlavy QuadFit jsou k dispozici pro negativní a pozitivní vyměnitelné břitové destičky v různých základních tvarech.

Upínače Accure·tec s tlumením vibrací jsou optimalizovány pro soustružení a frézování.

Tlumič je přednastaven již z výroby firmou Walter a spolehlivě redukuje vibrace. (Zdroj: Walter)

Soustružnické držáky Accure·tec A3000

Nové soustružnické držáky Accure·tec A3000 jsou vhodné pro široké spektrum aplikací, zejména pro obrábění hlubokých otvorů, například při vnitřním nebo kopírovacím soustružení. Již se osvědčily při soustružení tolerancí H7 nebo při vnitřním soustružení hřídelí generátorů s Rz 6,3 µm. Upínače Walter jsou vyvinuty pro aplikace v hloubkách od 6x D do 10x D. Takovéto otvory už nelze bez upínačů s tlumením vibrací hospodárně obrábět. K důležitým oblastem aplikací patří například součásti pro pohony nebo podvozkové nohy v leteckém a kosmickém průmyslu nebo pro čerpadla v ropném a plynovém průmyslu a dále oblast všeobecného strojírenství. Objem odebraného materiálu za jednotku času, kterého lze dosáhnout s novými soustružnickými držáky Walter Accure·tec, je výrazně větší než u běžně používaných řešení pomocí ocelového soustružnického držáku, neboť se soustružnickými držáky Accure·tec je možné díky spolehlivému tlumení vibrací pracovat až 10x rychleji než s ocelovým soustružnickým držákem.

Při vnitřním obrábění součástí pro ropný průmysl zabezpečují upínače s tlumením vibrací (Ø 40 mm, 8x D) velmi dobrý povrch v široké oblasti aplikací a velmi dobrou spolehlivost (Rz 6,3 µm) s řeznými parametry vc = 180 m.min-1, f = 0,3 mm, ap = 2,5 mm při hrubování a vc 250 m.min-1, f = 0,12 mm, ap = 0,8 mm při dokončování.
Soustružnické držáky lze ve standardním provedení obdržet v délkách 6x D, 8x D a 10x D. Mezi skladové položky patří průměry soustružnických držáků 32, 40 a 50 mm, další průměry a délky lze obdržet na vyžádání. Díky širokému sortimentu jsou soustružnické držáky k dispozici s následujícími rozhraními: válcová stopka, Walter Capto C6, C8 a HSK-T 100.

Pro upnutí nové výměnné hlavy QuadFit postačuje převlečná matice. (Zdroj: Walter)

Upínače pro frézy Accure·tec AC001

Problémy a požadavky na frézování s dlouhým vyložením jsou srovnatelné s těmi, jaké se vyskytují při soustružení: je vyžadována vysoká kvalita povrchu s minimální tvorbou otřepů, dlouhá životnost, zabránění vysoké hlučnosti při obrábění a poškození vřetena stroje. Při frézování se upínače s tlumením vibrací používají především při obrábění komplexních obrobků, například s hlubokými kapsami. K cílovým odvětvím patří výroba nástrojů a forem, letecký a kosmický průmysl, všeobecné strojírenství a automobilový a energetický průmysl. S upínači pro frézy Accure·tec AC001 lze dosáhnout stabilního procesu až do vyložení 5x D s menší hlučností.
Vysoká produktivita nové technologie byla prokázána v laboratorních testech při obrábění klikové hřídele, kdy dosažitelná hloubka řezu (ap) byla při rohovém frézování s upínačem s tlumením vibrací Accure·tec AC001 třikrát delší než u konvenčního upínače. Množství odebraného materiálu bylo rovněž třikrát větší.

Při frézování se upínače s tlumením vibrací používají především při obrábění komplexních obrobků. (Zdroj: Walter)

Použití v kombinaci s HPC frézami

Ideální je kombinace upínačů s tlumením vibrací s frézami pro vysoké posuvy, jejichž hlavní řezná síla vede ve směru vřetena. „S HPC frézami bez upínače s tlumením vibrací lze sice při rovinném frézování s vyložením 5x D (vztaženo k průměru upínače) ještě dosáhnout správných výsledků obrábění, při ponorném frézování dokonce do 6x D. Při těchto délkách vyložení se však použitím upínače s tlumením vibrací výsledek obrábění výrazně zlepší, a to při vyšších řezných parametrech. Pro obrábění tenkostěnných, nestabilních obrobků je použití nástrojů s úhlem nastavení 90° vlastně jedinou alternativou. Při odpov ídající délce vyložení uplatní upínač s tlumením vibrací optimálně své vlastnosti. Výrazně se tak zlepší procesní spolehlivost a kvalita obrábění,“ říká Ralf Bopp.

Výsledky testu frézování s upínačem s tlumením vibrací Accure·tec AC001. (Zdroj: Walter)

Dostupná rozhraní pro frézování

Rozhraní na straně nástroje je vhodné pro všechny nástrčné frézy s příčnou drážkou podle DIN 138 a je optimálně uzpůsobeno pro použití s frézami Walter Xtra·tec XT. Navíc je vhodné pro zabránění vibracím při malé a střední rozteči zubů. Ve spojení s upínači s tlumením vibrací jsou preferovány vyměnitelné břitové destičky s pozitivními geometriemi (pozitivní základní tvar, fazetka, PVD povlaky) pro snížení řezného tlaku. Na straně stroje jsou dostupná rozhraní Walter Capto, HSK, SK a MAS-BT.

Walter CZ

Reklama
Související články
Nový upichovací systém pro dlouhotočné soustruhy

Upichovací procesy hrají zejména ve velkosériové výrobě důležitou roli. Jednou z hnacích sil je tendence k miniaturizaci i složitých geometrií součástek, a to hlavně v oblasti upichovacích a zapichovacích nástrojů.

Zaměřeno na povrch

Vývoj výrobních technologií a metod ověřování jejich kvality si vynucuje plynulé zdokonalování způsobů kontroly jakosti výrobků. Společnost Taylor Hobson, přední výrobce metrologických prostředků, rozšířila řadu svých měřících přístrojů pro měření a hodnocení textury, tvaru a kontury povrchu.

Stroje a technologie: letět ještě výš

Okolo nás pole, před námi malá obecní silnice a nápis „Business Park Holzhausen“. Nic nenaznačuje, že v tomto malém městě poblíž letiště v Linci za okamžik objevíme obrovský technologický potenciál. Společnost Peak Technology byla založena v roce 2007 Dieterem Grebnerem. Zaměřuje se na dodávky komplexních ultralehkých kompozitů na bázi karbonových vláken pro Formuli 1 či letecký průmysl.

Související články
MSV ve znamení měření a seřizování

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci špičkových měřicích a seřizovacích přístrojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Karla Suchny, jednatele společnosti Zoller Czech.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
RCMT - 20 let ve výzkumu obráběcích strojů

Před 20 lety se začaly psát dějiny novodobé tuzemské výzkumné základny strojírenské výrobní techniky. Tento příspěvek nahlíží na klíčové milníky na jeho cestě očima aktérů, kteří stáli a stojí po jeho boku. Vydejme se společně na cestu, která formovala dnešní podobu Výzkumného centra pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT (Research Center of Manufacturing Technology) při FS ČVUT v Praze.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

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.

Frézy pro obrábění tvrdých materiálů

S frézami ISO H řady Advance MC183, MC187, MC281, MC480, MC482, MC388 a MC089 přináší Walter na trh hned sedm nových skupin fréz ze slinutého karbidu, které jsou speciálně uzpůsobeny pro požadavky obrábění tvrdých materiálů.

Nové keramické destičky pro obrábění litiny

S novým keramickým řezným materiálem Si3N4 pro vyměnitelné břitové destičky WCK10 doplňuje firma Walter svůj sortiment pro obrábění šedé litiny.

Znalost procesů zefektivňuje obrábění

Kompletní řešení vyvinutá pro obrábění jednotlivých dílů v oblasti leteckého a kosmického průmyslu zvyšují efektivitu využití nástrojů od společnosti Walter.

Management nástrojů pro efektivnější výrobu

To, že digitální transformace je vhodná ke zlepšování výrobních procesů, je dávno známé. Často však zůstává otázkou, jak potenciál digitalizace optimálně využít. Specialisté na management nástrojů ve firmě Walter z Tübingenu proto vyvinuli koncepci pro rozsáhlou optimalizaci aplikací nástrojů a procesů, která je založena na využití digitalizovaných informací. Její přednosti v současné době již využívá několik zákazníků.

Jedna na vše, vše s jednou

Firma Walter AG rozšířila svou řadu fréz M4000 o jednu drážkovací frézu a jednu frézu na T drážky. Další novinkou je, že systémová vyměnitelná destička pro všechna těla nástrojů je nyní k dispozici v dalších velikostech, geometriích a z nového typu řezného materiálu. To umožňuje cílené a přesné přizpůsobení individuálním obráběcím úkolům.

Automaticky ke speciálnímu nástroji

Speciální nástroje hrají v moderní výrobě stále větší roli. Vhodná řešení však často ztroskotávají na faktoru dodací lhůty. Walter Xpress proto bere svůj vlastní název doslova: plně automatizovaný proces od zaevidování zakázky přes konstrukci až po výrobu ušetří čas a hotové nástroje jsou u zákazníka dříve.

Symbol nové výkonové třídy

V podobě nástroje DC170 představuje společnost Walter prvního zástupce nové výkonové třídy vrtáků ze slinutých karbidů. Nástroj je charakteristický novým designem fazetek a povrchovou úpravou v barvě mědi s nezaměnitelnou drážkovanou strukturou. Je určen pro vrtání materiálů tříd ISO-P a ISO-K.

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