Témata
Reklama

Výkonové frézování

V předešlém čísle časopisu MM Průmyslové spektrum se čtenáři seznámili se základy funkcí pro dynamickou účinnost. Nyní si na příkladech ukážeme efektivitu využití funkcí řídicího systému Heidenhain, kdy jsou prakticky doloženy přednosti trochoidálního frézování ve spojení s adaptivním řízením posuvu, tedy základní funkce technologického paketu Dynamic Efficiency.

V dnešní době se musí řada firem vypořádat s úkoly obrábění těžkoobrobitelných materiálů, mezi něž patří také slitiny titanu pro letecký průmysl. Slitina TI6AL4V je dnes často používaný materiál, který se vyznačuje vysokou pevností a houževnatostí, ale současně je podstatně lehčí než konstrukční ocel. Materiály této kategorie se velice špatně obrábějí, mají vysoký řezný odpor a kladou velké nároky na nástroje a tuhost obráběcího stroje. CNC řízení Heidenhain poslední generace iTNC 530 a TNC 640 nabízejí funkci trochoidálního frézování, kdy se nástroj pohybuje po kombinované trajektorii. Tato funkce sleduje naprogramovanou křivku a současně vykonává podél své dráhy kruhové pohyby, díky nimž je v záběru vždy jen definovaná část nástroje. Tato technologie umožňuje nezaplnit zubovou mezeru v nástroji a současně využívat větší hloubky třísky, než při frézování do plného materiálu. V porovnání s řádkovým obráběním umožňuje trochoidální frézování hloubku řezu až do 2D nástroje. Stejně jako titanové slitiny lze stejným způsobem obrábět veškeré těžce obrobitelné materiály, jako žáropevné slitiny do leteckých motorů, materiály třídy 19 nebo nerezové oceli.

Reklama
Reklama
Reklama


Spojení přínosu trochoidálního frézování a adaptivního řízení je ukázáno v praxi na příkladu obrábění drážky monolitickou 4břitou frézou. Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Přínosem trochoidálního frézování kromě úspory času je:
■ snížení řezných sil – kontaktní úhel << 180°;
■ pokles zatížení nástroje;
■ hlubší řez (a > 2D nástroje);
■ efektivnější využití řezných břitů;
■ větší přesnost obrobku;
■ lepší odvod třísek.

Příklad pro použití trochoidálního frézování ve spojení s adaptivním řízením posuvu AFC dokumentovaný na frézované drážce.


Obrobek:
– Materiál: TiAl4V6
– Šířka drážky: 25 mm
– Hloubka drážky: 32 mm
– Délka drážky: 63 mm
– Nástroj: válcová čelní fréza ze slinutých karbidů

Na obrázku je vidět jiný tvar obrobku po obrábění (je to hrubování, proto nevadí stopy po nástroji) a v přiložené tabulce jsou vidět hloubky řezu ap a také opásání nástroje materiálem ae. Je vidět, že při trochoidálním frézování lze frézovat v titanových slitinách hloubku třísky 2D.

Vyšší objem odebraného materiálu za čas

Během obrábění nástroj vykonává dopředné kruhové pohyby a jede chvíli bez záběru, než se posune v dopředném směru na další kruhový pohyb. Software CNC řízení Heidenhain podporuje technologii, kdy systém podle zatížení vřetena umí zrychlit nebo zpomalit dráhu automaticky v návaznosti na proudovou zátěž pohonu vřetena.

Tato funkce se nazývá adaptivní řízení posuvu – AFC (Adaptive Feed Control). Kromě běžného ovládání posuvu závislého na tloušťce třísky dokáže AFC rozpoznat otupený nebo poškozený nástroj a nařídit jeho podmíněnou výměnu bez zásahu obsluhy.

Velikost posuvů nástroje je zobrazena spektrálním grafem.
Klasická metoda řádkového obrábění na 4 plné řezy a 2 částečné řezy po určitých krocích v ose Z. Doba obrábění je 96 s.
Trochoidální metoda s použitím AFC. Doba obrábění je v druhém případě 58 s. Při použití stejného nástroje a při obrábění stejného materiálu došlo ke snížení doby obrábění o 40 %. Rozměry drážky: délka 63 mm, šířka 1,5D a hloubka 1,9D, kde D je průměr nástroje.

Pro zvětšení klikněte na tabulku.

Na CNC obráběcích strojích vybavených řídicím systémem Heidenhain iTNC 530/TNC 640 lze dosahovat významných úspor v čase obrábění, což uživatelům umožňuje zvyšovat energetickou efektivitu své výroby, produktivitu a tedy i jejich konkurenceschopnost.

AFC lze využívat také bez trochoidálního pohybu, úspora času dosahuje cca 15 %. AFC přináší i další úspory. Nedojde ke zničení nástroje, protože obrábění je při nárůstu řezné síly z důvodů otupení nebo velké třísky automaticky zastaveno a operátor NC stroje může patřičně reagovat úpravou programu (velké přídavky) nebo výměnou otupených řezných destiček. AFC tedy zamezuje poškození obrobku a stroje.

Přínosem adaptivního řízení AFC je:
■ zvýšení produktivity a stability řezného procesu;
■ okamžité omezení posuvu bez zpoždění při první třísce;
■ zvýšení životnosti břitů řízeným zatížením nástroje;
■ minimalizace časů při frézování vzduchu.

Příklad čelního frézování:- stroj: 5osé vertikální obráběcí centrum- řízení: Heidenhain iTNC530- díl: CK45- nástroj: čelní fréza D80 Ceratizit A251.80.R.08-12- plátek: Ceratizit RPNX 1204MOSN-29 GM43+- suché frézování

• Doba obrábění:
- bez AFC : 24:30 min = 100 %
- s  AFC : 20:45 min = 84,15 %
- AFC zlepší produktivitu o 15 %

Parametr Hodnota
Radiální hloubka ap 5–80 mm
Řezná rychlost 300 m.min-1
Axiální hloubka ap 1–2 mm
Posuv na zub fz 0,25 mm (100 %)
Variace posuvu AFC 80–125 %

Na řezném plátku nástroje je vidět, že s AFC dojde ke stejnému opotřebení nástroje jako bez AFC, ale výrobek je hotový o 15% rychleji.


Na grafu lze vidět, jak se v závislosti na zatížení vřetena mění hodnota posuvu při obrábění. Protože CNC systém reaguje na výkyvy řezného odporu v procesu obrábění v IPO taktu (3 milisekundy), není možné nástroj přetížit a zničit nebo utavit při poškození řezných destiček. Pro zvětšení klikněte na obrázek.

Dokumentované příklady lze vyzkoušet v praxi na vlastním stroji nebo otestovat na vyráběných dílcích vašeho výrobního programu. Ovládání je velmi jednoduché a nevyžaduje žádné zvláštní znalosti, každopádně předvedení není na škodu, a pak už stačí pustit se do obrábění.

Jan Štědrý
Heidenhain s.r.o.
stedry@Heidenhain.cz

www.heidenhain.cz

Reklama
Související články
Možnosti využití vizualizace v ekodesignu

Stále rostoucí požadavky na snižování emisí skleníkových plynů, zejména emisí oxidu uhličitého (CO2), vyvolávají potřebu integrace principu udržitelného rozvoje i do již pevně zaběhnutých vývojových postupů u různých typů produktů. Z pohledu chystaných legislativních požadavků může být u nových výrobků významné prokázat, že při jejich vývoji byla zvolena strategie, která v rámci jejich celého životního cyklu nejméně zatěžuje životní prostředí.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

Role ekodesignu v konstrukci strojů

Žijeme v turbulentní době. To, co bude zítra, už pravděpodobně bude vypadat jinak než to, co bylo včera. Je to dáno různými aspekty, které však znamenají, že výrobní podniky nemohou mít vzorce chování odvozené na základě svých zkušeností z minulosti. Pokud chtějí firmy přežít, musejí se pokusit předvídat přání zákazníků, musejí být proaktivní a zejména musejí mít zaměstnance schopné inovovat a přebírat zodpovědnost za své činy a chování. V tomto seriálu popisujeme naše úvahy tímto směrem.

Související články
Syntetické estery a jejich použití nejen při obrábění

Syntetické estery jsou látky, které mohou být vyrobeny v nekonečném množství variací z běžně dostupných mastných kyselin a alkoholů a poskytují nekonečné množství strukturálních i výkonových možností. V současnosti vyráběné estery mohou být speciálně určeny pro specifický druh použití pro různé aplikace a prostředí. Ať již hledáte vynikající hydrolytickou stabilitu, oxidační stabilitu, biodegrabilitu, mazací schopnost, vysoký viskozitní index nebo vlastnosti fungování za nízkých teplot – to vše je možné s tím správným syntetickým esterem.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Energetická náročnost obráběcích strojů, část 2: Vliv výrobních strojů

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

Češi v říši středu a snů

Česká expozice společné účasti na veletrhu CIMT je stejně jako v předchozích ročnících realizovaná specializovaným úsekem a. s. Veletrhy Brno a organizovaná pod patronací Ministerstva průmyslu a obchodu ČR. Nutno podotknout, že letošní expozice, i když po dlouhé době beze strojů, byla po designové stránce s ohledem na její kompaktnost velmi povedená. Možná právě proto, že ji netříštily volné otevřené plochy kolem stroje.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Fórum strategického manažera v deseti zastaveních, Luboš Malý, Brück AM

V novém seriálu chceme oslovovat naše top manažery a hledat u nich tajemství jejich úspěchu, jež by mohlo být inspirací pro ostatní, kteří se na podobnou dráhu vydávají či již po ní jdou. Strategie prvního kroku často bývá přelomová – iniciuje další, následující kroky, rozhoduje a ovlivňuje činy budoucí a v žádném případě ji nelze podcenit.

Nejlepší inovátoři jižní Moravy

Cílem prvního ročníku soutěže NEJinovátor Jihomoravského kraje 2014, která odstartovala v polovině loňského roku, bylo najít organizaci s nejlepším řízením inovací. Zúčastnit se soutěže mohly všechny malé a střední inovativní společnosti se sídlem či významnými aktivitami na území Jihomoravského kraje s libovolným oborem podnikání.

Ohřevné skříně Amarc - skladujte své sudy v teple a bezpečí

Připravili jsme pro Vás přehledný web s ohřevnými prvky společnosti Amarc. www.ohrevneprvky.cz. Naleznete zde kompletní nabídku topných plášťů pro sudy a průmyslové (IBC) kontejnery i podlahové topné desky v klasickém a EX provedení pro výbušné prostředí.

Jak přispívají opakovaně použitelné čisticí utěrky k ochraně životního prostředí

Dne 5. června 1972, v den zahájení první světové konference o ochraně životního prostředí ve Stockholmu, inicioval program ochrany životního prostředí Spojených národů (United Nations Environment Programme, UNEP) oficiální světový den životního prostředí. Od té doby se každo-ročně 5. červen slaví jako mezinárodní den životního prostředí. Opakovaně použitelný systém čisticích utěrek MEWA k tomu každý den v dílnách a výrobních halách přispívá: Čistí stroje a zařízení a podporuje ochranu zdrojů.

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