Témata
Reklama

Vysokotlaké chlazení pro obrábění

Výroba součástí obráběním představuje velmi složitý proces, který se uskutečňuje v soustavě „stroj – nástroj – obrobek“. Společným působením funkčních vlastností jednotlivých částí této soustavy jsou vytvořeny podmínky pro úběr materiálu řezáním. Řezným nástrojem je postupně oddělován materiál ve formě třísek do požadovaného rozměru a tvaru obrobku.

Zajistit technicky a ekonomicky nejúčinnější proces obrábění je předmětem neustálého výzkumu a vývoje. Jednou z možností jak zvýšit efektivitu obrábění materiálu je použití velkého množství vysokotlaké chladicí kapaliny.
Reklama
Reklama
Reklama

Soustružení

Při konvenčním soustružení je nastavení chlazení (směrování i množství) prováděno zpravidla ručně. Směr proudu chladicí kapaliny není vždy přesný, v průběhu operace se nezřídka mění a musí se při výměně součásti znovu seřizovat. Často tak chlazení neplní zcela svoji funkci. Výrobce chladicích prostředků odhaduje, že po uplynutí asi 40 % doby obrábění není místo oddělování třísek správně chlazeno. Přesné směrování chladicí kapaliny umožní její přívod kanálky v nožovém držáku. Takto je zajištěno přesné chlazení břitových destiček ze slinutých karbidů, které jsou u nových soustružnických systémů optimalizovány pro vysokotlaké chlazení. V průběhu obrábění není třeba upravovat seřízení, což je významné zejména pro automatizované bezobslužné výrobní systémy. Nožový držák se systémem ChipBlaster umožní u všech běžných metod obrábění nastavení směru paprsku chladicí kapaliny s přesností 10 minut v celém sektoru použití (tj. 1800 v rovině vodorovné, 900 v rovině svislé).
Vysoký tlak a velké množství chladicí kapaliny přiváděné přesně do místa styku nástroje s obrobkem zajišťují chladicí a mazací účinek, zabraňují odpařování kapaliny a odplavují vytvořené třísky. Je třeba zdůraznit, že výsledný efekt chlazení je podmíněn společným působením vysokého tlaku a velkého množství kapaliny. Vysoký tlak nejen udržuje teplotu v místě řezu na nízké úrovni, ale současně příznivě ovlivňuje i další aspekty řezání, např. brání vytváření „mikrosvarů“ mezi nástrojem a materiálem obrobku, nedochází k poškození povrchu chemickými reakcemi, zvýší se mazací účinek kapaliny, což vede až k dvojnásobnému zvýšení kvality obrobeného povrchu, apod. Vhodný vysokotlaký chladicí systém s velkým množstvím kapaliny umožní zvýšení řezné rychlosti min. o 30 %, v některých případech až o 300%. Výsledky zkoušek ve výrobě zaznamenávají 150% zvýšení řezné rychlosti, 25% zvýšení posuvu a 100% zvýšení počtu součástí obrobených jednou řeznou hranou. Při běžném chlazení (malým tlakem) se třísky zachycovaly na sklíčidle a musely být ručně odstraňovány při každé výměně obrobku, což znemožňovalo operaci automatizovat. Při použití vysokého tlaku chladicí kapaliny jsou třísky odstraňovány bez zásahu obsluhy a proces může být automatizován. Výsledky zkoušek obrábění stejné součásti: Pro soustružení ocelí s malým a středním obsahem uhlíku, s použitím nízkého tlaku chladicí kapaliny je charakteristické vytváření dlouhých nedělených třísek. Při obrábění stejných materiálů, při stejných řezných podmínkách (vc, vf), ale s použitím velkého množství vysokotlaké chladicí kapaliny lze očekávat tvoření lámaných třísek, které jsou odplavovány z místa řezu. Odstraňování a manipulace s nedělenými třískami jsou problematické, zejména u automatizovaných obráběcích strojů. Dlouhé třísky se mohou navíjet na vrtací nástroje, sklíčidla, vyplňovat vyvrtané díry, svou neskladností ztěžují manipulaci a často musí být ručně odstraňovány, jsou nebezpečné pro nástroj i obrobený povrch – jsou tedy potenciálním zdrojem vzniku nepředvídatelných poruch procesu obrábění. Z tohoto hlediska je předností použití vysokotlakého chladicího systému zvýšení spolehlivosti procesu obrábění a současně i zvýšení trvanlivosti řezného nástroje.

Frézování

U konvenčního frézování s běžným chlazením se výrazně zvyšuje teplota na řezné hraně v průběhu záběru každého zubu. V okamžiku vyjetí ze záběru je zub působením chladicí kapaliny vystaven tepelnému šoku. Přestože většina výrobců řezných nástrojů doporučuje soustružit s chlazením, v případě frézování dává přednost obrábění za sucha. Zejména jde-li o obrábění stejného materiálu obrobku stejným řezným materiálem (slinutým karbidem a povlakem). Při soustružení je většinou břit zatížen 3 až 4 úběry za minutu a tedy stejným počtem tepelných šoků. U frézování je každá břitová destička ohřátá a ochlazena při každé otáčce frézy. Např. při čelním frézování řeznou rychlostí odpovídající n = 1000 ot.min-1 to znamená pro každou vyměnitelnou destičku 1000 tepelných šoků za minutu. Výrobci řezných nástrojů doporučují frézování za sucha a vycházejí z předpokladu, že stabilní tepelné zatížení nebo možnost poškození břitu třískami je pro břitové destičky přijatelnější než namáhání tepelnými šoky. Starší generace stále používaných fréz byly konstruovány pro pomalé nezakrytované frézky s ruční obsluhou. Při frézování těmito nástroji z rychlořezné oceli při nízkých řezných rychlostech se chladicí kapalina často nedostávala do místa řezu a teplota v této oblasti zůstávala velmi vysoká.Použití většího množství chladicí kapaliny přiváděné do místa řezu pod tlakem tak při frézování podstatně sníží teplotu v oblasti oddělování třísek. Vydatný proud kapaliny plynule odplavuje třísky, čímž se minimalizuje možnost vzniku problémů s třískami v mezerách mezi zuby nebo poškození řezných hran. Při frézování lze využít vyšších řezných rychlostí a posuvů při větší trvanlivosti nástrojů. Přednosti vysokotlakého chlazení při frézování ukazuje následující příklad:Uvedené příklady aplikací vysokotlakého chladicího systému jednoznačně dokumentují jejich přednosti při obrábění. Bezchybné provedení operací obrábění vyžaduje, aby tyto systémy v provozu splňovaly určité kvalitativní parametry. Proto je třeba přípravě a provozu chladicího systému věnovat náležitou pozornost, a to nejen z hlediska tlaku a množství chladicí kapaliny, ale i z hlediska některých dalších aspektů, které mohou ovlivnit kvalitu výsledku operace obrábění. Pro návštěvníky veletrhu IMT 2002 Brno byla připravena prezentace této technologie na stánku firmy Newtech ve spojení s obráběcími centry japonského výrobce Mori Seiki
Reklama
Vydání #10
Kód článku: 21096
Datum: 07. 10. 2002
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
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.

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.

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.

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.

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.

Technologie pro firmu s dobrou tradicí

Společnost Jihlavan je tradičním výrobcem letecké i pozemní hydrauliky. Má vlastní vývoj leteckých hydraulických přístrojů. Navíc vyrábí pro významné evropské společnosti přístroje dle jejich dokumentace. S jeho výrobním ředitelem Liborem Babákem jsme si povídali zejména o technologiích a trendech a „vychytávkách“ v této oblasti výroby.

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.

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