Témata
Zdroj: Sandvik Coromant

Vhodné nástroje a správné kalkulace

Podle zprávy zveřejněné společností McKinsey & Company čeká po skončení pandemie nemoci covid-19 na výrobce „nový standard“. Tím, že v některých odvětvích došlo k propadu příjmů, zatímco v jiných dochází k neočekávaným výkyvům poptávky, nutí krize průmyslové výrobce k diverzifikaci. James Thorpe, produktový manažer ze společnosti Sandvik Coromant, která zaujímá vedoucí postavení mezi výrobci obráběcích nástrojů, v tomto článku objasňuje, proč pro překonání problémů souvisejících s diverzifikací se jako zásadní projeví výběr vhodných nástrojů a určení správných výpočtových vztahů pro nástrojové vybavení.

Reklama

Ve své zprávě Covid-19: Briefing note společnost McKinsey & Company předpovídá, že výrobci mohou očekávat „nepředvídatelné a trvalé posuny v zákaznické poptávce“, a mají-li se „vydat hospodářsky a společensky životaschopnou cestou“, bude to od nich vyžadovat pružnost a přizpůsobivost. Jinými slovy, musí se všestranně rozvíjet, aby přežili.

Dnešní inženýři se naštěstí dobře orientují ve smíšené výrobě a většina z nich se propracovala mnohem dál než jen k zastaralým stereotypům „domácího kutila”.  To znamená, že diverzifikace výroby se neobejde bez problémů.

Za vhodný vrták je při jeho výběru obvykle považován nástroj schopný pracovat déle a vytvářet kvalitnější díry, zejména v obtížně obrobitelných materiálech. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Pro usnadnění změn ve výrobě je podstatná volba správného nástrojového řešení. To je důležité zejména pro inženýry, kteří pracují s obtížně obrobitelnými materiály, jako jsou duplexní korozivzdorné oceli, slitiny Inconel nebo žárovzdorné slitiny (HRSA), a pro společnosti, které pracují s více druhy materiálů.

Takové operace vyžadují použití optimalizovaných nástrojů a pečlivě vypočítaných hodnot řezných parametrů. Ukázkovým příkladem jsou nástroje určené pro vrtání. Rychlost penetrace se může u vrtáků běžně pohybovat od 50 do 1 000 milimetrů za minutu. Aby se předešlo problémům s nízkou životností nástroje a v nejhorším případě nedošlo k jeho náhlému lomu, přesné výpočty jsou u těchto nástrojů nutností. Zjednodušeně řečeno, jestliže se změní materiál obráběné součásti, musí se změnit také hodnoty řezných parametrů použitých při vrtání.

Reklama
Reklama

Nástroj pro obrábění všech typů materiálů

Co máme na mysli, když říkáme „vhodný“ nástroj? V případě vrtáků se to běžně týká nástrojů, které jsou schopny fungovat déle a vytvářet kvalitnější díry, zejména v problematických materiálech, jako jsou slitiny Inconel.

Společnost Sandvik Coromant vyvinula řadu monolitních karbidových vrtáků CoroDrill 860 s optimalizovanou geometrií, přizpůsobenou pro různé typy aplikací, které zahrnují jak houževnaté, obtížně obrobitelné materiály, tak i materiály tvárné, abrazivní a měkké, s jakými se lze běžně setkat ve skupinách ISO-K a ISO-N. Součástí této řady je i vrták CoroDrill 860-GM s vylepšenou geometrií GM, optimalizovanou pro různé typy obráběných materiálů a aplikací.

Další nástroje této řady, například vrták CD860-PM, jsou optimalizovány pro vrtání ocelí ISO-P. Vrták CD860-SM je optimalizován pro obrábění materiálů ISO-S, používaných při výrobě leteckých součástí. Použití vrtáku CD860-GM je obzvláště vhodné v oblasti všeobecného strojírenství, kde se uplatňují různorodé materiály, kde je důležitá produktivita a kde se inženýři snaží své výrobní postupy všestranně rozvíjet.

Monolitní karbidový vrták CD860-GM značky Sandvik Coromant je vhodný pro oblast všeobecného strojírenství, kde se v diverzifikovaných výrobních podmínkách uplatňují různorodé materiály. (Zdroj: Sandvik Coromant)

Pokroková konstrukce vrtáku CD860-GM s leštěnými drážkami pro odvod třísek zlepšuje odvádění třísek a přispívá k vyšší kvalitě děr. Vyrábí se z unikátního jemnozrnného karbidového substrátu, čímž je dosaženo zvýšení tvrdosti a zároveň je zachována houževnatost. Kromě toho je povrch vrtáku chráněn tenkým mnohovrstvým povlakem nanášeným odpařováním z pevné fáze (PVD), což je klíčem ke zvýšení produktivity a životnosti nástroje.

Zkoušky vrtáku CD860-GM prováděl jeden z jihokorejských automobilových výrobců. Firma použila vrták CD860-GM k obrábění spojovacího konektoru automobilové převodovky vyrobeného z materiálu ISO-P a poté výkonnost vrtáku porovnala s výsledky dosaženými konkurenčním vrtákem u stejné součásti. Použité hodnoty řezných parametrů byly tyto: řezná rychlost (Vc) 100 m.min-1, posuv do záběru (Fn) 0,21 mm.ot-1 a hloubka vrtání 10 mm. Nakonec zákazník ve své zprávě uvedl, že za použití vrtáku CD860-GM dosáhl o 1 150 % delší životnosti nástroje.

Reklama

Práce online

Posun v produktivitě, jakého se podařilo dosáhnout v Jižní Koreji, by mohl být rozhodujícím faktorem, který výrobcům pomůže diverzifikovat výrobu a přitom zůstat konkurenceschopnými. Stejně důležité jsou však i výpočty těch hodnot řezných parametrů, které je nutné pro danou aplikaci optimalizovat. Stanovení těchto hodnot u nového produktu však může vyžadovat odbornou expertizu. 

Vzhledem k omezeným možnostem cestování souvisejícím s pandemií nemoci covid-19 je nepravděpodobné, že by odborník na nástroje mohl vaše výrobní provozy navštívit. Jak tedy mohou dnešní inženýři nejenom vypočítat nejvhodnější hodnoty, ale také je aplikovat na nejvhodnější doporučený postup pro danou pracovní úlohu? A navíc jak to provést rychle a přesně, aby navzdory současným výzvám souvisejícím s diverzifikací zůstal zachován čas využitelný pro výrobu?

Vhodný způsob, jak se odlišit: Pro překonání problémů souvisejících s diverzifikací se jako zásadní projeví výběr vhodných nástrojů a určení správných výpočtových vztahů pro nástrojové vybavení.

Odpověď spočívá v online softwaru. Pro usnadnění výběru vhodného nástroje a hodnot řezných parametrů pro nové i stávající aplikace vyvinula společnost Sandvik Coromant softwarové řešení CoroPlus Tool Guide. Řešení Tool Guide nejenže vybere pro danou aplikaci vhodný nástroj, ale také poskytne hodnoty řezných parametrů a předpokládanou životnost nástroje.

Mají-li se výrobci všestranně rozvíjet a činit tak efektivně, je schopnost provádět tak důležitá rozhodnutí ve vztahu k nástrojům a souvisejícím výpočtům zásadní. Navíc možnost online přístupu k tomuto poradenství by mohla být zásadní pro inženýry adaptující se na situaci související s pandemií covidu-19.

V kombinaci s optimalizovanými nástroji, jako jsou ty z řady CoroDrill 860, by výzvy, které společnost McKinsey & Company nazvala „novým standardem“, mohly být příležitostí i pro inženýry a výrobce.

Související články
Další krok k bezobslužné výrobě

Studie čínské univerzity Beihang, publikovaná v časopise International Journal of Production Research, přímo spojuje prediktivní údržbu s kvalitou výrobků. Jak je však pro výrobce tato dosahovaná prediktivita a vynikající kvalita u operací využívaných při soustružení oceli slučitelná se snižováním počtu pracovníků na dílenských pracovištích nebo s bezobslužnou výrobou? Článek objasňuje důvody, proč jsou pro kvalitu obráběných součástí nezbytné vhodné nástroje ve spojení s procesy zabezpečenými proti selhání.

900 000 nástrojových datových záznamů navíc

Nové rozhraní výrazně rozšiřuje datovou nabídku pro uživatele systému TDM. Ti mají nově k dispozici nástrojová data od více než 40 výrobců, tedy téměř pro každou obráběcí operaci.

Inovace a zvýšení produktivity obrábění v leteckém průmyslu

Svět se pod tlakem pandemie mění a s ním se mění i pohled na letecký průmysl. Kvůli těmto změnám je třeba pomáhat zákazníkům jejich výrobu nejen znovu rozbíhat, ale i optimalizovat. O to důležitější je pro firmu Gühring dívat se do budoucnosti a nepodléhat krizovým tendencím. Gühring je tradičním dodavatelem pro letecký průmysl, a to nejen u nás v České republice, ale i celosvětově.

Související články
Na konstrukci záleží - maximalizace výkonu výrobní linky

V současné době moderních výrobních technologií požadují různá průmyslová odvětví rychlá a efektivní řešení pro hromadnou výrobu. Pro tento účel byly navrženy výrobní linky. Ty se skládají z několika zpravidla jednoúčelových strojů vybavených různými typy nástrojů pro různé obráběcí operace, jako jsou soustružení, vrtání, frézování anebo vyvrtávání. Každý jednotlivý stroj může být vybaven několika vřeteny s řeznými nástroji pro obrábění různých povrchů obrobku, což znamená, že současně může pracovat i několik desítek nástrojů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Produktivní obrábění velmi přesných válcových otvorů

Brněnská firma Final Tools s dlouholetou tradicí ve vývoji a výrobě obráběcích nástrojů ve spolupráci s plzeňskou ZČU ukončila vývoj nové nástrojové jednotky pro produktivní obrábění velmi přesných válcových otvorů, zejména v hydraulických komponentech.

Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Doplňkový katalog nástrojů

Specialista na třískové obrábění, společnost Ceratizit, vydává svůj nový doplňkový katalog Up2date, v němž opět představuje inovované nástroje, produktové doplňky i zcela nová nástrojová řešení - mezi nimi i čtyřbřitý vrták WTX HFDS.

Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

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.

Čištění upínacích kuželů nástrojů

Při obrábění je zpravidla věnována značná pozornost kvalitě řezných nástrojů a také způsobu jejich upnutí. Již menší pozornost ale bývá věnována rozhraní upínací kužel - vřeteno stroje. Přitom právě upnutí nástrojové sestavy ve vřetenu obráběcího stroje výrazným způsobem ovlivňuje jak celý proces obrábění, tak i trvanlivost ostří, bezpečnost a v neposlední řadě také životnost upínačů i drahých vřeten strojů.

Nástroje pro rychlejší a levnější obrábění CMC keramiky

Do středu pozornosti v oblasti nových konstrukčních materiálů se v současné době stále více dostává keramika se zesílenými vlákny (Ceramic Matrix Composites, CMC). Projekt společnosti Gühring, který probíhal ve spolupráci s Německým střediskem pro letectví a kosmonautiku (DLR), ukazuje, že s PKD nástrojem s monolitní hlavou v kombinaci s novou strategií frézování je možné významně zkrátit doby obrábění CMC materiálů a dosavadní finální operace broušení může dokonce zcela odpadnout.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Fréza pro vysokovýkonné obrábění hliníku

Společnost Hoffmann Group rozšiřuje svou produktovou řadu Garant Master o frézu Garant Master Alu určenou pro vysoce výkonné obrábění hliníku.

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