Témata
Reklama

Ve správný čas na správné místo

Který zákazník by si nepřál řešit speciální problémy při obrábění pomocí nástrojů konstruovaných na bázi normalizovaného nástroje, současně při dosažení nízkých výrobních nákladů?

Rolf Vogelbacher si na nedostatek práce nemůže stěžovat. Mistra provozu výroby lopatek u firmy Alstom Power, dříve ABB Kraftwerke AG ve švýcarském Birru, tlačí momentálně extrémní výrobní požadavky: "Do zimy bude zřízena nová výroba, pracujeme s využitím kapacit cca na 150 procent. Máme radost z každé minuty, kterou získáme z nevýrobních časů pro výrobu."
Nejen toto je však požadováno na Vogelbacherovi. Je také pod určitým tlakem z hlediska výrobkových inovací, jejichž program mu oznámilo vedení podniku: "Jsme nuceni zavádět v pravidelných časových intervalech nové výrobky a prokázat jejich pozitivní vliv na výrobu." Pan Vogelbacher přednese v tomto roce přednášku na téma úspory ve výrobě s názvem Quartec. S novou univerzální vyměnitelnou břitovou destičkou od firmy Walter AG z Tűbingenu vykonala výroba lopatek kvantitativní skok.
V Birru se vyrábí ročně okolo 180 000 turbínových lopatek různých velikostí. Jsou zabudovávány do rotorů parních i plynových turbín používaných v elektrárnách. Po sloučení firem ABB a Alstom hraje nově vzniklá firma Alstom Power přední roli v tomto oboru. Rotor je osazen lopatkami různých velikostí umístěnými až ve 35 řadách, přičemž v každé řadě může být až 250 lopatek. Lopatky jsou vyráběny ve třech základních řadách - malé, střední a velké, často z plného materiálu. Vogelbacher říká: "Podle typu lopatky se odebírají až dvě třetiny materiálu z polotovaru lopatky. Zde tedy skutečně vzniká velké množství třísek; přibližně okolo 600 tun za rok. Obrábění probíhá ve třech krocích: předobrobení frézou s kosočtvercovými vyměnitelnými břitovými destičkami, potom následuje dělícím frézováním předobrobení a obrobení načisto, přičemž pojem předobrobení je relativní, u firmy Alstom Power hovoříme o hrubování. Je otázka názoru, jak nazveme obrábění, při kterém se odebírá průměrná hloubka řezu 0,8 až 1,2 mm."
Vyměnitelná břitová destička Quartec se používá pro předobrobení - hrubování a obrábění na čisto paty a hlavy lopatky. Výsledek: při použití destičky Quartec a při využití znalostí pracovníků z Tűbingenu činí úspora času na operaci celých 60 procent. Současně se při stejných pracovních podmínkách zvýšila trvanlivost břitů oproti dříve používanému nástroji o 60 procent.
Ačkoliv vyměnitelné břitové destičky Quartec jsou ve srovnání s dříve používanými destičkami dražší, neměl Vogelbacher žádné problémy je nakoupit a u vedení obhájit jejich použití: "Když jsme viděli, co tyto destičky přinášejí, mohli jsme si rychle spočítat, že se nám náklady vynaložené na přebudování technologie včetně použití nových nástrojů za několik měsíců vrátí."
Reklama
Reklama

Snížení řezných sil

Co se zde tak rychle řekne, stálo ve skutečnosti mnoho potu. Materiál, ocel ST12T/70AH, se sice obrábí dobře, ale problematické je labilní upínání lopatek, jak vysvětluje Rolf Vogelbacher: "Abychom mohli lopatky hrubovat i obrábět načisto na jedno upnutí, upevňujeme je pouze za čelo. To znamená, že každý příliš velký axiální tlak vyvolá výrobní nepřesnosti."
A požadavky na přesnost nejsou malé: je požadována tolerance celkové délky 20 až 30 µm. Jakost obrobeného povrchu je ve třídě drsnosti N8, což odpovídá Ra = 3,2 µm.
Před pěti šesti lety se u tehdejší firmy ABB obráběly lopatky nástroji z rychlořezné oceli. Ostré nástroje vyvíjejí relativně malý tlak a umožňují dodržení poměrně úzkých výrobních tolerancí. Přechod na nástroje s břity ze slinutých karbidů proto nebyl bez problémů. Sotva existuje vyměnitelná břitová destička s požadovanou pozitivní geometrií a současně s dlouhou trvanlivostí břitu.
Rolf Vogelbacher přišel na nápad: "Otočili jsme lopatku o 0,05° z horizontální polohy a nástroj se pohybuje vzhůru ve směru osy Z. Tím zabráníme působení velkých řezných sil na obrobek a ani doběh nevyvodí žádný větší tlak."

Destička pro hrubování i na čisto

Přesto nebyli v Birru ještě s tímto výsledkem spokojeni. Důvodem bylo to, že pro hrubování a obrábění načisto potřebovali dvě frézy, a tedy i pro obrábění dva kroky. Výsledkem bylo, že vedlejší časy byly příliš velké. S vyměnitelnou břitovou destičkou Quartec nastala změna. Markus Eggler, odpovědný ve firmě Walter AG za zákazníka, firmu Alstom, vzpomíná: "V Birru jsme se již dlouho snažili provádět hrubování a obrábění na čisto paty a hlavy lopatky jedním nástrojem. Vyměnitelná břitová destička Quartec má odpovídající předpoklady: má velmi pozitivní geometrii s ostrým břitem a ve spojení s druhem materiálu WQM25 máme k dispozici obecně použitelnou destičku výborných vlastností."
Roland Beuchler, vedoucí vývoje a konstrukce nástrojů firmy Walter, hodnotí právě tento druh materiálu jako skutečnou novinku: "Vyvinuli jsme substrát s úplně novým charakterem. Zesílením pojicí složky jsme dosáhli velmi teplotně stabilní destičky. Tím jsou kompenzovány nepříznivé stavy při obrábění, které se mohou vyskytovat jako tepelné šoky při obrábění bez chlazení."
Když se specialista firmy Walter Markus Eggler a profesionál z výroby Rolf Vogelbacher zavřeli s tolik vychvalovanou vyměnitelnou břitovou destičkou do tiché komůrky, nebyla již cesta k vysněnému kombinovanému nástroji daleká. Vyšel standardní nástroj se standardní vyměnitelnou břitovou destičkou, který uspokojil specifické požadavky náročného zákazníka.
Markus Eggler říká: "U normalizované frézovací hlavy jsme modifikovali každou druhou kazetu tak, že vyčnívala asi o 50 µm. Do této kazety jsme upnuli vyměnitelnou břitovou destičku Quartec WQM-25, která měla malý poloměr špičky. Do ostatních kazet jsme upnuli stejné destičky, které však měly větší poloměr špičky, rozměr obvodové kružnice tedy vypadal menší než průměr frézovací hlavy."
S tímto určitě ne novým, ale účinným trikem je nyní možné na jeden průchod hrubovat a obrábět na čisto, neboť vzniká jen malý tlak na obrobek. U firmy Alstom Power je však momentálně nutná bezpečná výroba, proto se stále ještě obrábí na dva průchody: nejprve se hrubuje bez chlazení a potom obrábí na čisto s chlazením.

Ježení vlasů

Tato poněkud neobvyklá konstelace je důsledkem vlastnosti materiálu, kterou nazval Rolf Vogelbacher jako "ježení vlasů". Obrábění na čisto, s hloubkou záběru 0,1 mm, vyrovnává povrch a zaručuje dodržení požadované kvality.
To je možné pouze proto, protože vyměnitelná břitová destička Quartec má již zmíněné stabilní vlastnosti při vyšších teplotách. A ještě další znak nadchl Rolfa Vogelbachera: "Originálním řešením břitu této vyměnitelné břitové destičky jsme dosáhli skutečně dlouhé trvanlivosti břitu. Dokonce i když je povlak již dosti sedřen, je možné destičku i nadále používat."
Vedoucí vývoje firmy Walter Roland Beuchler vysvětluje, proč je tomu tak: "Patentované provedení břitu tzv. "zmrazí" opotřebení. Aby se dosáhlo stejné velikosti opotřebení břitu jako u konvenční vyměnitelné břitové destičky, je zde nutné odebrat podstatně větší množství slinutého karbidu, trvanlivost břitu se tedy podstatně prodlouží." S vyměnitelnou břitovou destičkou Quartec a zavedením upravené standardní frézy tedy v Birru skutečně přidali plyn. Mistr Rolf Vogelbacher říká: "Získali jsme možnost realizovat vše jedním nástrojem: výrobu v úzkých tolerancích, neboť na obrobek působí malé řezné síly, snížení času na obrábění, neboť se používá pouze jeden nástroj, a zvýšení trvanlivosti břitů."
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 10438
Datum: 11. 04. 2001
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Související články
Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

Optimalizace obrábění zvyšuje trvanlivost

Tři miliony malých součástí pro systémy ABS jsou spolehlivě vyráběny na soustruzích speciálním nástrojem. Řešení vyvinuté společně s výrobcem a uživatelem minimalizuje vedlejší časy a zvyšuje trvanlivost nástroje až o 300 %.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Technologie pro úlohy rovinného broušení

Klíčová odvětví průmyslu jsou odkázána na součásti broušené s extrémní tvarovou a rozměrovou přesností, i pokud jsou zhotovené z obtížně opracovatelných materiálů. K těmto účelům – od nejmenších (S) až po největší (XXL) součásti pro broušení malých i velkých sérií – nabízí pokrokovou technologii výrobce brusek Okamoto.

Malosériová výroba ozubených kol

Rostoucí nároky na rychlost a flexibilitu si žádají nová řešení pro výrobu ozubení. Pětiosé frézky a nejnovější funkce nabízené metodou InvoMilling otevírají nové možnosti pro výrobu malých dávek. V následujícím rozhovoru prof. Dr. Ing. Tillmann Körner z Aalen University hovoří o současných trendech v oblasti frézování ozubení.

S novým katalogem k dlouhotočným automatům

Společnost WNT rozšířila své nástrojové portfolio zaměřené na dlouhotočné automaty. Každý zasvěcený ví, že tento obor je svým způsobem specifický, a proto vyžaduje zvláštní přístup. S tímto vědomím WNT připravila nový samostatný katalog, který je zaměřen výhradně na danou technologii obrábění.

Frézy s kulovým čelem pro plochy v kvalitě leštění

Optika vyráběná z plastů klade vysoké nároky na kvalitu povrchu nástrojů, respektive forem. Nově vyvinutá strategie obrábění umožňuje frézovat i velmi malé a náročné tvary hospodárně až na konečný rozměr s vysokou jakostí povrchu.

Větší řádkování při obrábění načisto

Při použití fréz s optimálně zakřiveným břitem pro frézování vnějších povrchů je možné časy na dokončovací obrábění značně snížit. Docílit toho lze vzájemnou souhrou stroje, nástroje a softwaru, jak ukazuje následující příklad.

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