Témata
Reklama

Výroba nástrojů pro obrábění

Pokrok ve vývoji obráběcích strojů, řídicích jednotek, programového vybavení, propojení vřetena, upínání nástroje a řezných nástrojů poskytuje úspěšnější základ k tomu, aby strojírenské provozy používaly HSM. Existují ještě některá omezení, ale s těmi si poradí ústavy, výrobci a vývojoví pracovníci dotyčných výrobků, kteří činí HSM mnohem snáze použitelným a hospodárnějším.

Nástroje vyvinuté pro HSM

Pokud jde o nástroje s polohovatelnými břitovými destičkami, hlavní věcí je bezpečné upevnění destiček. Stále rostoucí otáčky vřetena, používané při obrábění hliníku, s sebou nesou větší odstředivé síly a následné vyšší zatížení prvků upevnění destiček. Metody konečných prvků (FEM) pro analýzu rozdělení zatížení jsou zvláště cenné pro vypracování uspokojivých řešení a rychlejší cestu k funkčním prototypům frézovacích hlav s přestavitelnými břitovými destičkami pro HSM. Lze také provést stanovení nejlepší konstrukce kanálků a vývodů v těle frézovací hlavy pro přívod chladicí kapaliny, aby nejlepším způsobem napomáhala odstraňování (měkké) třísky. Výsledkem je nová generace rychloobráběcích nástrojů pro obrábění hliníkových slitin.
Koncepce frézovacích hlav CoroMill 790 je příkladem nástroje, konstruovaného pro aplikace, v nichž se při obrábění hliníku používají vysoké otáčky vřetena. Válcová čelní fréza CM 790 je konstruována pro operace HSM, včetně zahlubování, obrábění hran, frézování drážek a tvarového frézování, mnohé z toho se objevuje ve výrobě letadel či v odvětví výroby zápustek a forem. Upevnění břitových destiček je zajištěno přesným ozubením zadní strany břitové destičky a lůžka břitové destičky v těle frézovací hlavy. Tato styčná plocha byla vyvinuta nejen pro maximální bezpečnost při vysokých otáčkách vřetena, ale také pro přesnost. Toto řešení nejenže zvyšuje jakost výsledku obrábění, ale zlepšuje také obráběcí schopnosti, díky rovnoměrnějšímu namáhání břitových destiček, které má za následek plynulejší obrábění a vyšší bezpečnost výroby v průběhu delší životnosti nástroje.
Pečlivě vypracované řešení ozubením koncepce 790 se také uplatňuje v řadě čelních fréz pro obrábění hliníku, zvláště hliníkových odlitků, jako jsou bloky motorů, převodové skříně atd. Pro střední obrábění až přehlazování při řezných rychlostech až 8000 m.min-1 bude mít čelní fréza CM 790 s pozitivní geometrií břitové destičky ze slinutého karbidu, břitové destičky PCD a CBN, které z ní činí vhodný nástroj pro široké spektrum hliníkových slitin a také pro litinu. Koncepce 790 je postavena na technicky dokonalé jednoduchosti, vyvážených řezných silách, širokých možnostech použití, dobře kontrolovatelných obráběcích vůlích a snadné manipulaci s dvourozměrným seřizováním břitové destičky ve směru výšky nástroje.
Reklama
Reklama
Reklama

Upínání nástrojů

Je často slabým článkem obráběcích soustav, ale při použití HSM jsou následky nedostatečného upnutí nástroje mnohem vážnější. Dobrá kvalita tu je nezbytně nutná a existují pouze dva systémy, které skutečně splňují nároky, jež na držáky kladou vysoké otáčky vřetena a vysoké rychlosti posuvu.
Je to nasazování za tepla (uložení 8. třídy), kdy je pro vsunutí nástroje držák zahřát a potom ochlazen, přičemž se stáhne kolem stopky nástroje. Tento způsob zajišťuje vysokou přesnost a dostatečně dobrý přenos krouticího momentu. Nevýhodné je, že to je nepřizpůsobivý systém, kvalita držáku se s počtem upínání zhoršuje a celý postup nasazování za tepla potřebuje čas, péči a vybavení.
Na druhé straně hydromechanické sklíčidlo poskytuje stejné výhody, jako nasazování za tepla, ale nemá jeho nevýhody. Při podobných hodnotách přesnosti a vhodnosti pro vysoké otáčky má toto sklíčidlo značně vyšší schopnost přenosu krouticího momentu. Dodává přizpůsobivost, když je schopno upínat všechny běžně používané stopky a používat kleštiny pro různé průměry. Nepotřebuje žádnou údržbu a upínání a seřízení se provádí snadno a rychle.
Frézovací hlava určená pro použití HSM, válcová čelní fréza CoroMill 790 pro obrábění hliníkových slitin.
A. Druh operace: těžké hrubování, hrubování, střední obrábění, dokončování. B. Schopnost přenosu krouticího momentu, která ukazuje nápadný rozdíl mezi hydromechanickým sklíčidlem s hodnotou 804 Nm a hodnotami 421 Nm pro držák s nasazováním za tepla a 365 Nm pro hydraulické sklíčidlo při průměru 25 mm. C. Přesnost (TIR 4x D mm). D. Vhodnost HSM. E. Přizpůsobivost při použití kleštin.
Aby bylo možné využívat velké potenciální možnosti, které nabízejí moderní nástroje z celistvého karbidu, zvláště pro použití v HSM, musí upínání splňovat některé základní požadavky: velkou upínací sílu, která eliminuje každý pohyb nástroje vyvolaný odstředivou silou a současně zajišťuje absolutní axiální oporu; minimální házení upnutého nástroje je pro úspěch kriticky důležité, protože při nadměrném házení ostří 0,01 mm se životnost nástroje zkracuje často až o 50 %; uspokojivé vyvážení nástroje a upnutí nástroje je nezbytné, protože nadměrná nevyváženost vyvolává vibrace, jež mohou způsobit předčasnou poruchu nástroje a poškození vřetena stroje.
Hydromechanické sklíčidlo CorGrip má velmi velkou upínací sílu, kterou během upínání nástroje vyvíjí vnější hydraulické čerpadlo. Pro obsluhu upínacího mechanismu se používá tlak 700 barů. Mechanismus je samosvorný a během obrábění není v mechanismu udržován žádný tlak. Sklíčidla jsou vyráběna s malými tolerancemi a zajišťují maximální házení ostří v rozsahu 2 až 6 mikrometrů (měřené na délce trojnásobku průměru nástroje).
Všechna velmi přesná hydromechanická sklíčidla CoroGrip se jednotlivě vyvažují na jakost G 2,5 při 25 000 otáčkách pro malé rozměry (kužel 40, HSK 32 - 63 a Coromant Capto C3 - C6) a nejméně na stejnou hodnotu pro větší rozměry při 14 000 otáčkách (kužel 50, HSK 80 - 100 a Coromant Capto C8).
Je důležité, aby celý systém od ostří až po obráběcí stroj byl pro HSM vhodný a aby měl dostatečnou stabilitu, výkon, otáčky a přesnost. Jedním z kritických míst je styčná plocha mezi držákem nástroje a vřetenem obráběcího stroje - může být důvodem drastického snížení použitelných otáček, použijí-li se prodlužovací, redukční nebo jiné nástavce. Také upínací mechanismus na tomto rozhraní musí být vhodný pro HSM a nesmí ztrácet (upínací) sílu při velkých odstředivých silách.
Coromant Capto je modulový systém upínání nástroje pro všechny kovoobráběcí operace bez jakýchkoli kompromisních řešení, a tak aplikace HSM do této oblasti dobře zapadají. Část tohoto programu se označuje "vyváženo konstrukcí". Menší spojka Coromant Capto C3 se může používat pro otáčky vřetena do 55 000 min-1 bez jakékoli ztráty upínací síly. Systém se také používá jako alternativní spojení vřetena a držáku nástroje k HSK.

Kdy je nevyváženost problém?

Vyváženost nástrojů, držáků a spojovacích prvků vřetena se stává mnohem důležitější, když se zvyšují otáčky, kvůli sklonu k vibracím, jehož je nevyváženost příčinou. Rozsah vibrací také skutečně často omezuje provoz. Ale kdy se nevyváženost stane skutečně problémem?
Modulový systém upínání nástroje Coromant Capto je velmi vhodný pro aplikace HSM se schopností vysokých otáček vřetena, přesné spojení a vysokou stabilitu. Držák nástroje C3 může být používán pro otáčky vřetena až do 55 000 min-1 bez ztráty své upínací schopnosti. Pro velký rozměr C8 mají podobné otáčky vřetena hodnotu 14 000 min-1.
Analýza FEM pro spojku Coromant Capto
Zkouška ukazuje, že když se (nevyváženost) udržuje po hodnotou 40 gmm, vážnost vibrací nepřesáhne 1,2 mm.s-1 a její následky nejsou významné.
Rozsah vibrací se mění v různých aplikacích a různých sestavách různě. Frekvence se různí a přístup k odstranění je normálně jiný než při potírání vibrací při "normálních" otáčkách. Pro zajištění jakosti, výkonnosti a bezpečnosti je často nutné zkoušet (celou) sestavu.
V jednom konkrétním příkladu bylo zjištěno, že nevyváženost nečinila potíže, dokud byla udržována po hodnotou 40, protože vážnost vibrací nepřesáhla 1,2 mm/s. Vliv nevyváženosti proto nemá být přeceňován, což je skutečnost potvrzená četnými zkouškami a pokusy. Vliv nevyváženosti na jakost obrobeného povrchu obrobku často nelze stanovit, když jsou úrovně vibrací nízké, jako jsou popsány shora.

Souhrn

Kdy má být HSM dnes používáno? Pokud jde o operace, materiály a strojní zařízení, je toto pole široké. Otázka zní, jaký druh HSM je třeba použít. Mohou to být otáčky vřetena, posuv stolu nebo nějaká kombinace pro zajištění rychlosti procesu. Potřeby a nezbytné předpoklady je třeba pečlivě analyzovat a pečlivě zvolit a vyzkoušet prostředky a metody. V ideálním případě má být doporučen schopný partner, nějak angažovaný v HSM, aby poskytoval podporu.
Je třeba si poradit se všemi základními faktory HSM - obrobkem, materiálem, přípravkem, strojem, ovládáním CNC, programovým vybavením CAM, vřetenem, styčnými prvky ("rozhraním") vřetena, školením obsluh, bezpečnostními problémy a úrovněmi jednotkových nákladů, kterých je nutno dosáhnout.
Pro úspěch při HSM je nezbytný správný postup, ve kterém se vyřeší všechny základní faktory, aby byla optimalizována jejich vhodnost, včetně odvádění ohromných množství třísky.
Klaus Christoffel,
Christer Richt
Reklama
Vydání #11
Kód článku: 31104
Datum: 12. 11. 2003
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Prestižní ocenění Zlatá medaile

Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

Brousicí centrum pro hospodárnou výrobu

Brousicí centrum UW II F od firmy Saacke v mnoha detailech předčí očekávání svých zákazníků. Z hlediska výkonnosti, velikosti a hmotnosti se řadí mezi již zavedené typy brusek UW I F a UW I D a vytváří tak ideální podmínky pro maximální přidanou hodnotu.

Produktivní vrtání otvorů do hliníku

Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

Související články
Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Automatizovaná upínací technika

Optimalizované technologie a procesy zajišťují ve výrobních firmách stále větší produktivitu. To platí i pro centrické svěráky, které se používají například pro stacionární upínání kulatých a čtvercových obrobků na nejrůznějších obráběcích strojích.

Univerzální brusky pro broušení na kulato

Úzké tolerance a obtížně obrobitelné materiály - pro hospodárnou výrobu velmi přesných válcových obrobků vertikálním, vnějším a vnitřním broušením na kulato je zapotřebí pokroková strojní technologie. Společnost Okamoto nabízí široké portfolio řešení, která vyhovují všem požadavkům průmyslové výroby. Příkladem jsou univerzální CNC brusky IGM4VSP a UGM5V, které při broušení na kulato dosahují přesností v řádu mikrometrů.

Inovace ve srážení hran velkých ozubených kol

Chamfer Contour Milling skýtá výrobcům velkých ozubených kol pro nákladní automobily flexibilní a hospodárný proces pro jejich stále důležitější operace zkosení hran / odstraňování otřepů.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

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.

Chytré měření upínací síly

Společnost Kelch uvede ve 3. čtvrtletí 2018 na trh novou generaci přístroje Safecontrol 4.0. Osvědčený systém měření upínací síly ve vřetenu obráběcího stroje je kompletně přepracován a poskytuje nyní uživatelům prostřednictvím vlastní aplikace maximální flexibilitu. Další výhodou je vysoká spolehlivost a v neposlední řadě moderní ergonomický design a jednoduché ovládání.

Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

Výsledky spolupráce akademické sféry s průmyslem

Pracovníci Ústavu výrobních strojů systémů a robotiky z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně usilují o těsné sepjetí školy s praxí, které nelze realizovat jinak než úzkou spoluprací s průmyslem. V předchozích vydáních MM Průmyslového spektra jsme avizovali, že budeme technickou veřejnost informovat o konkrétních výsledcích naší spolupráce. Zde jsou první poznatky.

Nové nástroje z opotřebovaných nástrojů

Není-li možné nástroje ze slinutého karbidu dále přeostřovat, zbývá většinou pouze jedna možnost – odho-dit je do šrotu. Použití nově vyvinuté metody recyklace však nyní umožňuje tyto opotřebované nástroje využít jako výchozí polotovar pro výrobu nástrojů nových.

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