Témata
Reklama

Výzkum a vývoj není cílem, ale cestou

Společnost TGS nástrojárna coby český výrobce obráběcích nástrojů sleduje pozvolný proces obnovy výrobkové základny v našem strojírenství. Bude to dlouhý proces. Nepochybujeme však o tom, že tradiční česká invence se v budoucnu tak jako tak prosadí. Je to naše obrovská konkurenční výhoda. Než se tak stane v uspokojivé a naší tradici odpovídající míře, buďme rádi i za tzv. práci ve mzdě, jinými slovy kooperaci se zahraničím. K pejorativní montovně Evropy si přiznejme, že jsme i její obrobnou. Pro profesi technologie obrábění je to ale vydatný kondiční trénink. Tento druh práce vyžaduje maximální míru přizpůsobení neúprosně vysoké kvalitě a především odběratelem nastaveným cenám. Pokud i zde má český výrobce vyprodukovat zisk, což má být smysl podnikání, racionalizaci obráběcích operací se nemůže vyhnout.

Tyto požadavky se přenášejí i na výrobce obráběcích nástrojů, jež jsou nuceni opouštět vyšlapané cesty a usilovně hledat originální řešení. O nějaké sériovosti nemůže být ani řeč. Jedná se vlastně o nepřetržitou vývojovou práci, ve které se prolínají dosavadní zkušenosti a materiálové a technologické možnosti. Poslední dva předpoklady má dnes i většina konkurentů na stejné úrovni. Rozhodující jsou proto dobré nápady a obchodní dovednost. Snaha o splnění některých extrémních požadavků trhu s sebou nese i určitou míru rizika neúspěchu, v případě úspěchu naopak zlepšení firemního renomé a cenné zkušenosti. Vybrané aplikace, kde společnost TGS nástrojárna vidí širší pole působnosti v alespoň částečné univerzálnosti, se snaží patentově chránit. Tři příklady takovýchto nástrojových aplikací jsou uvedeny níže.

Fréza SuperSlim

Fréza byla vyvinuta na základě požadavku obrábění velmi hlubokých průchozích dutin čtvercového průřezu 90 x 90 mm s předepsaným malým rohovým poloměrem 4 mm. Při požadované hloubce, rovněž 90 mm, byl velmi kritický štíhlostní vztah délky frézy k jejímu průměru 8 mm. Předpoklady na úspěch podle zadání byly opravdu malé. „To nemůže fungovat,“ byla asi nejčastější věta při prvních analýzách problému. Ukázalo se, že za pokus to stálo. Zákazník operaci dokončil v požadované kvalitě. Na obr. 1 a 2 jsou snímky z „místa činu“. Po této úspěšné realizaci fréza již dnes žije „vlastním životem“. Jednoduchý nápad nasměrovat proměnnou šroubovicí řezné síly co nejvíce ve směru relativně velké osové tuhosti nachází uplatnění v celé řadě dalších frézovacích nástrojů. Od té doby je fréza zařazena do katalogu TGS nástrojárna s charakterem semistandardu. Operace více než frézování připomíná jakousi variantu ševingování. Je to varianta, která minimalizuje vibrace při značném vyložení fréz.

Reklama
Reklama
Reklama
Obr. 1. Pohled na frézu SuperSlim.
Obr. 2. Obrobek obrobený frézou SuperSlim o průměru 8 mm.

Fréza TurboJet

I zde bylo vhodnou příležitostí ukázat kreativitu výrobce nástrojů pro zadání produktivně zhotovit ve vodicích a kotevních deskách střižného nástroje různě velké otvory od průměru 35 mm do 80 mm, a to ještě na slabém stroji, kde bylo nepředstavitelné vyvrtat otvor větší než 32 mm. Tak vznikla namísto vrtáku fréza TurboJet a návrh na vypichování otvorů místo jejich vrtání a zdlouhavé rozšiřování. Je jasné, že klíčovým problémem je vyprazdňování vznikající drážky od všudypřítomných třísek. I když se jako samozřejmost uplatnil vnitřní výplach stlačeným vzduchem, nezabránilo to trvalému zaklínění třísek mezi stěnu obrobku a odlehčený krček frézy. Pomoc přineslo až vybroušení jakéhosi šnekového dopravníku třísek po celé délce vyložené stopky frézy. Toto jednoduché opatření umožní nerušeně frézovat až do konečné hloubky obrobku, kdy dojde k vypadnutí jádra. Přínosem je významné zmenšení počtu operací a jejich nástrojů a zkrácení výrobního času.

Obr. 3. Fréza TurboJet z důvodu nižšího výkonu stroje nahradila technologii vrtání.
Obr. 4. Aplikace frézy TurboJet při frézování do konečné hloubky obrobku, díky vybroušenému šnekovému dopravníku.

Integrovaná mikrogeometrie břitu frézy IMG

Při nasazování stopkových fréz ze slinutého karbidu na těžkoobrobitelné materiály je zažitá praxe použití fréz se šroubovicí o velikosti okolo 45°. Frézy mají nesporné výhody ve schopnosti oddělování houževnatého materiálu, například austenitických ocelí, a různých druhů tzv. superslitin na bázi niklu. Jako vždy není ale nic zadarmo. Kritickým místem je zeslabení rohové oblasti frézy, kde takto vzniklý úhel sklonu ostří 45° neskýtá dostatečnou stabilitu řezného klínu proti vylomení. Tento ostrý klín je třeba probrousit dalším výbrusem na čele frézy na významně menší hodnotu. Tím však vznikne na čele v drážce, kde se utváří tříska, nespojitá lomená plocha s minimálně jedním extrémem, který pak na hřbetě frézy přináší opět extrém ve velikosti opotřebení.

Navržená mikrogeometrie tyto problémy minimalizuje. Zavádí v rohové oblasti frézy novou, spojitou, prostorově zborcenou plochu na čele, která plynule převádí úhel šroubovice 45°na 15°. Dochází ke zpevnění řezného klínu, který je nyní schopen přenášet větší řezné síly. Na obrázku 6 je taková fréza nasazena na výrobu drážek průřezu 13 x 26 mm na jeden záběr v materiálu 1.4301. Docílená životnost je 50 minut. Zmíněná integrovaná mikrogeometrie byla označena zkratkou IMG a skýtá možnosti použití v celém spektru stopkových fréz ze slinutého karbidu, kde je uplatněna šroubovice 30°–45° nebo větší. Pro široký potenciál aplikace bylo třeba zažádat o průmyslovou ochranu tohoto návrhu, a to s kladným výsledkem.

Obr. 5. Břit frézy s integrovanou mikrogeometrií IMG.
Obr. 6. Frézování drážek o průřezu 13 x 26 mm na jeden záběr v materiálu 1.4301.

Rovněž v tomto případě nevznikla tato varianta samoúčelně, ale byla vynucena na počátku zákaznickým požadavkem frézovat hluboké drážky v nerezavějící oceli na jeden záběr, neboť frézování po vrstvách vedlo k rychlému vyštípání fréz. Zvýšila se spolehlivost procesu, neboť se podařilo nalézt a odstranit kritické místo nástroje. Při investicích do produkčních strojů nelze zapomenout na prostředky umožňující monitoring a vyhodnocování řezného procesu a jeho důsledků v podobě opotřebování břitů (viz obr. 7).

Obr. 7. Zobrazení opotřebeného břitu na digitálním mikroskopu.

Spolupráce s výzkumným centrem

Ani v malých a středních podnicích nelze pominout nepřetržitý výzkum a vývoj. Není to prvoplánovým cílem společnosti TGS nástrojárna, ale je to cesta k větší existenční jistotě s šancí uspět v  soutěžení na trhu. Právě na této cestě se paradoxně nelze vyhnout nejistotě, jestli se výrobce nevydá do slepé uličky. Proto je dobré nebýt sám a hledat partnera, kterým je v tomto případě výzkumné centrum VCSVTT při ČVUT v Praze, kde s kolektivem odborně zdatných pracovníků jsou konzultována a společně řešena velmi různorodá zadání. TGS nástrojárna využívá spolupráci především v nalezení optimální varianty řešení prostřednictvím zavedených testovacích metod. Také jsou spoluvytvářeny a připravovány nástroje do projektů VCSVTT. Je to spolupráce, která je oboustranně výhodná, a právě proto zcela spontánně vznikla.

Ing. Václav Diviš
TGS nástrojárna
vaclav.divis@tgs.cz

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 140534
Datum: 13. 05. 2014
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
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.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nové rozšíření řady WTX vrtáků

TK vrtáky typu WTX jsou již dlouhá léta stálicí na trhu. Pod produktovou značkou WNT nabízí Ceratizit Group prémiovou řadu vrtáků WTX z produktové kategorie Perfomance. Díky realizovaným inovacím se v nedávné době podařilo výrazně zvýšit výkonnost a životnost u řady vrtáků WTX Feed a WTX Speed. Do rodiny WTX vrtáků od ledna přibude další výjimečný a jedinečný nástroj, a to TK vrták se čtyřmi břity.

Kompaktní horizontální seřizovací přístroj pro Průmysl 4.0

Systémový dodavatel Kelch představil na veletrhu EMO v Hannoveru inovativní výsledky vývoje pro optimalizaci procesů, mezi nimi poprvé nově koncipovanou konstrukční řadu H3 z úspěšné série seřizovacích přístrojů Kenova set line.

Nová generace tangenciálních rohových fréz

Nové tangenciální rohové frézy se vyznačují inovativním trojúhelníkovým tvarem okraje břitové destičky, který poskytuje řezným hranám výjimečnou pevnost.

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.

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.

Československá stopa u nového rekordu

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

Automatický systém hlídání použitého adaptéru

Společnost Kelch, která se specializuje na periferie a služby pro výrobce a uživatele strojů pro třískové obrábění, představuje plně automatické monitorování modulů MoDeTec. Tento patentovaný systém zabraňuje výběru nesprávných adaptérů ve výrobě, čímž se předchází vysokým následným škodám v podobě poklesu kvality, poškození stroje a zastavení výroby.

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.

Efektivní identifikace nástrojů a přenos dat

Systémový dodavatel Kelch GmbH uvádí na trh řešení Kelch QR pro kompletní, procesně spolehlivou identifikaci nástrojů, která zároveň přenáší data nástrojů do obráběcího stroje. Kelch QR je koncipováno jako jednoduché ekonomické řešení, které umožňuje podnikům zavést bez velkých dodatečných nákladů standardy Smart Factory a Průmyslu 4.0. Následující text představuje běžné metody, jako jsou tištěné etikety, postprocesor a moderní systémy, například RFID čipy a systémy pro správu nástrojů, a porovnává je s Kelch QR jako s jednoduchou a ekonomickou alternativou.

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