Témata
Zdroj: Mikron Tool

Úspora času v kombinaci s přesností a kvalitou

Jeden vrták, jedna fréza, optimální strategie obrábění a maximálně vyladěné parametry, to jsou podmínky nezbytné k dosažení významného zvýšení účinnosti při obrábění lékařských šroubů z titanu nebo nerezové oceli. Firma Mikron Tool vyvinula řešení na klíč, které zrychluje obrábění vnitřního tvaru hlavy šroubu známého jako Torx až o 50 %. Firmu Mikron Tool na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik.

Reklama

Ročně se na celém světě vyrobí 900 milionů lékařských šroubů a tento trend stále stoupá. Počítá se proto každá sekunda, kterou lze během výroby ušetřit. Většina těchto šroubů je vyráběna na dlouhotočných automatech: na jednom vřetenu závit, na protivřetenu profil Torx. Pokud je možné zvýšit efektivitu tohoto procesu, a to zkrácením výrobního času i o několik málo sekund, má výrobce vyhráno – jde o čas i peníze. Firma Mikron Tool nabízí v rámci programu Hexalobe řešení na klíč, které se neomezuje pouze na samotné nástroje, ale v jednom balíčku poskytuje i tu nejlepší strategii pro jejich použití a příslušné parametry obrábění, protože během vývoje se rychle ukázalo, že nejlepších výsledků lze dosáhnout jen tehdy, pokud se všechny tyto faktory spojí dohromady.

Typický vnitřní profil Torx pro lékařské šrouby. (Zdroj: Mikron Tool)

Titan, nebo Inox?

Dva materiály, z nichž je dnes vyrobeno 90 % všech lékařských šroubů, jsou titan a nerezová ocel. Ty se od sebe výrazně liší, pokud jde o jejich chování při obrábění – a to natolik, že se v průběhu vývoje ukázalo jako nezbytné samostatné zkoumání jak nástrojů, tak i strategie obrábění. Zejména titan, který má vysokou pružnost, vyžaduje velkou střižnou sílu, což vede k vysokému zatížení řezné hrany. Rozdíly se projevují i v použitém karbidovém materiálu nástroje. Rovněž strategie obrábění musí být pro tyto dva materiály posuzována samostatně. Zatímco při frézování titanu je možná jak spirálová interpolace, tak stranové frézování, společnost Mikron Tool pro nerezové oceli doporučuje pouze stranové frézování, i když tento proces obvykle trvá trochu déle.

Strategie obrábění

Dobře promyšlená strategie obrábění je stejně jako dokonale vyladěné nástroje součástí úspěchu, a proto musí být zohledněna již od začátku vývoje. Protože to, jak se budou nástroje používat, závisí na tom, jak jsou navrženy. Zpočátku byly zvažovány různé přístupy, ale jako nejefektivnější se ukázal ten, který využívá nejmenšího počtu nástrojů. Postup zahrnuje stupňovité vrtání, frézování vnitřního tvaru a konečné odjehlení. Jiné strategie, jako například předvrtání šesti průměrů a středu s následným frézováním a odjehlováním, byly skutečným kamenem úrazu, a to kvůli procesní spolehlivost mikrovrtáku, zejména při obrábění titanu.

Pro efektivní obrábění se doporučuje předvrtání se zkosením 120° (a), frézování pomocí spirálové interpolace nebo stranového frézování (b) a odjehlení (c). (Zdroj: Mikron Tool)

Proces frézování, což je časově nejnáročnější operace ve zvoleném postupu, lze provést buď spirálovou interpolací (s maximálním stoupáním 0,8x D), nebo stranovým frézováním (s posuvem max. 0,5x D). Každý postup má své výhody a nevýhody. Při spirálové interpolaci se na fréze vytváří pouze malé boční zatížení (Fx), protože současně působí i svislá síla (Fz). Je třeba však počítat s vyšším zatížením řezných hran, které byly proto geometricky vyztuženy. Obecně platí, že tento proces je hladší a také rychlejší. Při stranovém frézování je celkové hloubky dosaženo několika kroky, protože najednou pracují pouze dvě osy. Boční přísuv zůstává po celý proces nezměněn, ale v tomto případě je radiální zatížení frézy větší.

Dva nástroje na čtyři operace

Čtyři operace (vrtání, srážení hran, frézování a odjehlení) lze zvládnout ve třech krocích pomocí dvou nástrojů. V prvním kroku vyvrtá kombinovaný vrták jak středový otvor, tak úkos 120°, přičemž již nyní dosahuje povrch vysoké kvality (Ra 0,2 µm, Rz 0,8 µm). Po vyfrézování konečného tvaru se použije kombinovaný vrták znovu a zajistí povrch bez otřepů a odpovídající kvalitu povrchu. Fréza se třemi nebo čtyřmi zuby (v závislosti na průměru) je k dispozici ve dvou standardních délkách, aby bylo možné obrábět různé hloubky tvaru Torx. Její vysoká tuhost umožňuje obrábění s vysokými rychlostmi posuvu a velkým přísuvem, a přesto zaručuje potřebnou profilovou přesnost.

Pro kompletní obrábění vnitřního tvaru stačí dva nástroje (kombinovaný vrták + fréza). (Zdroj: Mikron Tool)

Pozornost věnovaná kvalitě

Kromě maximální efektivity, jejímž cílem je krátký čas obrábění a dlouhá životnost nástroje, je klíčovým faktorem kvalita výsledku. Tolerance jsou zde nastaveny velmi těsně a je nutné je v každém případě dodržet, aby byla u prvního i posledního vyrobeného šroubu respektována rozměrová přesnost profilu a pravoúhlost stěny vnitřního tvaru.

Reklama
Reklama

Důležitým tématem je také kvalita povrchu a tvorba otřepů. „Neexistuje jediný, ideální postup pro všechny případy,“ potvrzuje vedoucí vývoje firmy Mikron Tool Alberto Gotti. I když tento program na klíč s kombinací nástrojů a doporučením strategie a parametrů nabízí uživateli velkou podporu, je nutné vždy najít „svou“ rovnováhu mezi co nejefektivnějším obráběním a vysokou přesností a kvalitou.

Frézování vnitřního tvaru hlavy šroubu s frézou CrazyMill Hexalobe. (Zdroj: Mikron Tool)

Zkušenosti z praxe

První zkušenosti s novými nástroji CrazyDrill a CrazyMill Hexalobe na dlouhotočném automatu DMG Mori Sprint 32/8 ukázaly, že lze dobu cyklu zkrátit o 50 až 60 % ve srovnání s jinými doporučenými nástroji a současně i při vysokých rychlostech posuvu (0,03 mm na zub) je dosaženo vysoké kvality povrchu (Ra = 0,2 µm).

Přesnost profilu musí být zaručena od prvního do posledního šroubu. (Zdroj: Mikron Tool)

Provedení nástrojů

Frézy pro mikroobrábění CrazyMill Hexalobe jsou k dispozici pro Torx T4 až T30 v průměrech od 0,2 do 1 mm, pro hloubky frézování 3,5x D a 5x D a podle průměru s třemi nebo čtyřmi břity. Kombinované vrtáky Crazy Drill Hexalobe jsou k dispozici rovněž pro Torx T4 až T30 v průměrech od 0,9 do 3,8 mm. K dosažení vysokého výkonu a maximální kvality doporučuje firma Mikron Tool tyto nástroje používat společně. Pro optimální obrábění titanu a nerezové oceli byly vyvinuty dva typy geometrií. Oba nástroje (pro titan a pro nerezovou ocel) mají tepelně odolný a otěruvzdorný povlak neobsahující chrom.

Související články
Dynamické HPC frézování monolitními karbidovými frézami

Firma Paul Horn rozšiřuje své portfolio monolitních karbidových stopkových fréz typu DS o novou, vysoce výkonnou geometrii. Ta je zaměřena na HPC frézování (High Performance Cutting) vysokopevnostních ocelí. Systém ukazuje své přednosti zejména v dynamických hrubovacích operacích a také v klasických hrubovacích cyklech.

Know-how v obrábění konců trubek a nátrubků

Díky neustále probíhajícímu vývoji a získanému know-how se společnosti Paul Horn podařilo se svými nástroji přesvědčit přední výrobce strojů a výrobce trubek po celém světě. Firma nabízí ekonomické řešení v rámci specifikací API, GOST i prémiových spojení. Nástroje Horn dosahují produktivních výhod oproti jiným řešením, zejména pokud jde o manipulaci, životnost a náklady na jednotlivé závitové spojení.

Vrtání a zahlubování ve slinutém karbidu

Společnost Paul Horn rozšiřuje systém DDHM osazený CVD diamanty o nástroje pro ekonomické vrtání a zahlubování v karbidech a slinuté keramice s tvrdostí až do 3 000 HV. Rozšiřuje tak dále své portfolio nástrojů v oblasti obrábění hotových slinutých karbidů.

Související články
Rozšířená nabídka frézovacích nástrojů

Firma Paul Horn doplnila nabídku fréz systému M310 pro dělení materiálu a výrobu drážek. Zároveň představila nové břitové destičky pro frézovací systém M101 a nové průměry základních těles systému M383. Další novinkou tohoto výrobce je nová generace nástrojů pro frézování s vysokým posuvem.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Přesné obrábění pod kontrolou

Německá společnost Paul Horn je známá produkty, které se vyznačují především svými technologickými vlastnostmi, vysokou výkonností a spolehlivostí. V nabídce má nástroje pro zapichování, upichování, soustružení, frézování, vrtání a vystružování, které dnes zaujímají přední pozice na trhu.

Nová geometrie pro upichování vysokými posuvy

Firma Horn, kterou na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik, představuje nově vyvinutou geometrii EH pro upichování při vysokých rychlostech posuvu, která vychází z osvědčeného zapichovacího systému S100. Stabilní řezná hrana umožňuje dosažení rychlostí posuvu v rozmezí f = 0,25–0,4 mm.ot-1, a tím zkrácení doby procesu zapichování a upichování. Cíleným použitím utvařeče třísek je zaručen procesně spolehlivý odvod a lom třísek.

Novinky pro přesné obrábění otvorů

Firma Urma, švýcarský výrobce nástrojů známý svou vysokou technickou úrovní, představuje inovativní a flexibilní nástrojová řešení pro přesné obrábění otvorů. Na českém a slovenském trhu tohoto výrobce zastupuje společnost SK Technik.

Supersporty ukazují zuby

Stojí miliony - super sportovní auta. Představují technickou dokonalost, vysoké rychlosti a dechberoucí jízdní dynamiku. Mnoho jednotlivých high-tech komponentů proměňuje takové špičkové sportovní automobily v jakési umělecké dílo.

Inovativní nástroje pro obrábění zápichů

Firma Paul Horn, kterou na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik, přichází na trh s novinkami a inovacemi svých produktů v oblasti zapichování, upichování, soustružení závitů a podélného soustružení.

Nástroje pro efektivní obrábění

Německá společnost Paul Horn se prosazuje s produkty, které se vyznačují především svými technologickými vlastnostmi, vysokou výkonností a spolehlivostí.

Inovativní nástroje v obrábění

Firma Paul Horn, 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.

Novinky pro obrábění těžkoobrobitelných materiálů

Německá společnost Paul Horn se prosazuje s produkty, které se vyznačují především svými technologickými vlastnostmi, vysokou výkonností a spolehlivostí.

Spolehlivé výstružníky umožňují automatizovat výrobu

Upínací systémy s nulovým bodem od firmy Erowa jsou známé. Jejich přesná výroba je současně i časově náročná. Guido Schwarzentruber, zodpovědný v této firmě za nákup nástrojů, proto spoléhá na vysoce kvalitní výstružníky URMA RX. To mu umožňuje mnoho výrobních operací nechat automaticky běžet i přes noc.

Inovativní nástroje pro frézování

Německá společnost Paul Horn se prosazuje s produkty, které se vyznačují především svými technologickými vlastnostmi, vysokou výkonností a spolehlivostí.
Nabídku tvoří nástroje pro zapichování, upichování, soustružení, frézování, vrtání a vystružování, které dnes zaujímají přední pozice na trhu.

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