Témata
Reklama

Zvyšování efektivnosti broušení

Broušení je charakterizováno možnostmi výkonu obrábění, vyjádřeného množstvím odebraného materiálu za časovou jednotku, i dosažením vysoké kvality povrchu. Vzhledem k uspořádání operace a podmínkám broušení se jedná o velmi složitý proces. Proto zvyšování efektivnosti, příp. optimalizace broušení není jednoduché. Vyžaduje posouzení a zlepšování nejen jednotlivých článků operace, ale současně i jejich vzájemného působení na konečný výsledek obrábění

Rozsáhlé aplikační možnosti broušení lze členit podle oblasti využití, např. výroba automobilů, turbín, ložisek, nástrojů apod., typu procesu broušení, např. broušení válcové vnější a vnitřní, rovinné broušení apod., a typu technologie, např. zapichovací, s vratným posuvem atd. Realizace každé operace broušení vyžaduje odpovídající nástroj - brousicí kotouč, brousicí stroj, systémy zajišťující orovnávání, chlazení/mazání a technologické podmínky, které zajistí splnění požadavků uživatele. Vývoj metod broušení je třeba pojímat komplexně z hlediska požadavků na dokončený povrch (rozměrová a tvarová přesnost, jakost povrchu), i když často reagují na problémy určité oblasti výroby. Dále uvedené vybrané novinky z broušení jsou zajímavé nejen svým konkrétním řešením, ale současně ukazují na zaměření inovačních procesů.
Reklama
Reklama
Reklama

Technologie Neptune X10

Novou technologii broušení pod názvem Neptune X10 uvedla na trh společnost Norton. Brousicí kotouče Neptune mohou dosáhnout až dvojnásobného výkonu, v porovnání se standardními kotouči i vyšší životnosti při dokončovacím broušení ve výrobě automobilů a ložisek. Předností technologie X10 je zvýšení odolnosti pryskyřičného pojiva proti poklesu tvrdosti působením vodního chladicího média, což je typický problém standardních kotoučů. Její uplatnění zajistí zvýšení životnosti kotoučů o 30 až 50 %, při udržení stálého výkonu v průběhu celého broušení. Současně se sníží neproduktivní časy věnované orovnávání a seřizování strojů při kompenzaci opotřebení kotoučů. Podmínky použití kotoučů Neptune jsou stejné jako u běžných nástrojů. Úspora času znamená snížení nákladů, což s vyšší životností kotoučů příznivě ovlivní cenu výrobku. Výrobce uvádí, že při ročních nákladech na brousicí kotouče ve výši 100 tisíc dolarů představuje 30% zvýšení výkonu broušení úsporu až 9 tisíc dolarů v nákladech na brusivo za rok.
Brousicí kotouče Neptune jsou vyráběny ve třech typech pryskyřičného pojiva, takže pokrývají celý rozsah aplikací broušení:
  • Neptune SD (Soft Disc; měkký kotouč) je univerzální typ pro aplikace, které vyžadují vysokou kvalitu dokončeného povrchu, např. součásti automobilních motorů (hlavy válců, ojnice, ventily, výměnná ventilová sedla, převodová kola, pístní kroužky);
  • Neptune MD (střední kotouč) je nástroj, který má vyšší trvanlivost než typ SD, je určen pro lehčí úběry materiálu, např. dokončovací broušení oběžných drah ložisek;
  • Neptune HD (tvrdý kotouč) je připraven pro aplikace, které vyžadují vyšší trvanlivost, např. ruční nástroje (kleště, klíče maticové i nástrčné).
  • Všechny brousicí kotouče jsou vyráběny až do třídy tvrdosti "P", v rozsahu zrnitosti 36 - 120 a průměrech 190 - 1000 mm.
    Vlastnosti nových kotoučů využívajících technologie X10 byly ověřovány praktickými porovnávacími zkouškami s následujícími výsledky:
  • test broušení ventilových sedel z různých slitin oboustranným kotoučem Neptune, průběžným způsobem s vydatným chlazením, ukázal zvýšení životnosti o 38 % a rovnoměrný výkon v celém průběhu broušení;
  • při výrobě brzdových kotoučů ze šedé litiny oboustrannými kotouči Neptune, zapichovacím způsobem, bylo zaznamenáno zvýšení výkonu o 40 %. Navíc nové kotouče vyžadují polovinu úprav než ostatní nástroje;
  • u nového typu kotoučů bylo zjištěno zvýšení životnosti o 30 % při výrobě 52 100 kusů válečkových ložisek z kalené oceli, při jednostranném broušení všech čel válečků.
  • Velmi dobrých výsledků bylo dosaženo při broušení nebo úpravách dlouhých válců velkých průměrů, používaných pro válcování kovů, nebo při výrobě a zpracování papíru. Broušení se provádí na jednoúčelových strojích a častým problémem je dodržení rozměrové a tvarové přesnosti válce. Zvýšená životnost (o 15 - 35 %) i odolnost proti poškození při broušení novými kotouči se ukázaly jako mimořádně přínosné. Kotouče jsou vhodné pro broušení válců z litiny, lité nebo kované oceli i slitin na bázi chromu. I pro tuto aplikaci jsou připraveny kotouče s různou tvrdostí: Neptune SR (Soft Roll) pro volné broušení, vhodný pro broušení velmi tvrdých válců a brusky s menším výkonem (<7 kW na 1" šířky kotouče); Neptune MR (Medium) s univerzálním pojivem, který je určen pro všechny typy válců a brusky s větším výkonem (?7 kW na 1" šířky kotouče) i Neptune HR (Hard) s nejvyšší trvanlivostí, určený pro těžké řezy a vysoce výkonné stroje. Kotouče pro broušení válců jsou vyráběny ve třídách tvrdosti až do "P", zrnitosti 30 - 220 a velikostech průměru v rozmezí 200 až 840 mm.
    Provozní zkoušky také potvrdily lepší výkon nového typu kotoučů v porovnání se standardním provedením. Při broušení válců z šedé litiny (O 736 x 2135 mm), při úběru 0,2 - 0,6 mm, bylo zaznamenáno zvýšení životnosti o 32,5 %, při stejné spotřebě energie i jakosti povrchu. Prakticky stejnou úroveň zvýšení (31,4 %) ukázaly i zkoušky broušení litinových válců (O 914 x 3340 mm) s úběrem v rozmezí 0,6 až 9,8 mm.

    Diagnostika a optimalizace

    Technologie broušení jsou využívány v širokém spektru odvětví, zpracovávaných materiálů i aplikací (od ručního broušení až po automatické systémy). Zlepšení výrobního procesu předpokládá přesné informace o podmínkách a průběhu obrábění. Proto je v současné době věnována zvýšená pozornost progresivním monitorovacím technologiím diagnostiky a optimalizaci procesu broušení. V této oblasti společnost Norton nabízí následující inovační technologie:
    Provozní měřicí systém (FIS) je systém (hardware a software) připravený pro měření a záznam parametrů vlastního procesu broušení. Obsluha stroje může přímo sledovat změny výkonu, průměrný čas broušení, rychlosti přísuvu, rychlosti úběru materiálu, seřízení stroje a další parametry. Získané poznatky umožní uživateli optimalizovat systém broušení, snížit čas cyklu, stanovit kapacitní možnosti stroje nebo ekonomické nasazení nových abrazivních materiálů. Výsledkem využití uvedeného systému je snížení celkových nákladů na výrobní proces.
    Servisní systém pro chlazení jsou aplikační služby pro uživatele technologií broušení, výrobce obráběcích strojů, dodavatele chladicích prostředků a další související odvětví. V rámci nabídky lze zajistit návrh trysek upravující rychlost a tlak chladicí kapaliny, doporučení typu chladicího média, vhodných čerpadel, způsobu filtrace a vedení chladicího média - vše s cílem optimalizace chlazení z hlediska požadovaného výsledku broušení. Firma je připravena řešit konkrétní problémy uživatelů, jako je např. broušení těžkoobrobitelných materiálů nebo nástrojových materiálů citlivých na tepelné ovlivnění, vnitřní a vnější válcové broušení ložiskových ocelí apod.
    Monitorovací systém akustické emise (AE) - jedná se o přenosnou jednotku, určenou k měření vysokofrekvenčních signálů vznikajících při broušení. Systém "mapuje" chování kotouče a umožní grafické znázornění vzájemného působení skupiny brousicí kotouč/orovnávač nebo kotouč/obrobek. Takto lze dokumentovat a optimalizovat operace čištění/orovnávání a detailně sledovat aspekty, které ovlivňují kvalitu a produktivitu broušení, např. vývoj chvění v průběhu broušení.
    Broušení zadních povrchů desek integrovaných obvodů je jednou z posledních výrobních operací desek integrovaných obvodů, kdy případné poškození téměř vyrobené součásti představuje vysokou ekonomickou ztrátu. Nebezpečí poškození se zvyšuje u výroby rozměrnějších a tenčích desek z křehčích materiálů. Nová technologie zmenšuje možnost poškození lepším řízením dokončovacího broušení a optimalizovaným výběrem diamantových brousicích nástrojů.
    Zlepšení chlazení při broušení - podstata inovace spočívá v úpravě přívodu chladicího média do místa řezu při broušení jemnozrnnými kotouči DIA a KNB. Tímto způsobem je možné brousit kovový prášek, ocel a další železné materiály, bez obvyklého tepelného nebo jiného metalurgického poškození. Při zachování výkonu je dosahováno takové kvality povrchu, že není třeba zařazovat dokončovací lapování nebo broušení. Lze tak až 10násobně urychlit dokončení součástí a při vysoce přesném oboustranném broušení snížit náklady na součást až o 30 %.
    Optimalizace čištění a orovnávání brousicích kotoučů. Účinnost čištění a orovnávání kotoučů je závislá na výběru vhodných prostředků a podmínek, např. typu orovnávače, uspořádání orovnávací operace, parametrů orovnávání. Nabízená služba zahrnuje pro hlavní způsoby orovnávání (rotační a stacionární) výběr vhodných čisticích a orovnávacích nástrojů i podmínek provedení. To vše pro konkrétní podmínky výroby - na konkrétní brousicí stroj, obráběný materiál, předepsanou přesnost i jakost obrobku.
    Nová vřetena s proměnnými otáčkami pro zapichovací a podélné orovnávání kotoučů DIA a KNB. Jejich vývoj dokumentuje pozornost věnovanou stavu povrchu kotouče, který ovlivňuje efektivnost broušení. Firma Norton uvedla na trh orovnávací vřetena MaxTorq, která se snadno a přesně upevní na všechny typy brusek. Oboustranný rotační pohyb vřeten umožňuje univerzální použití pro orovnávání všech kotoučů z konvenčních i progresivních abrazivních materiálů. Vysoký momentový výkon a rozsah otáček (1000 až 20 000 min-1) zajišťují konstantní obvodovou rychlost při nejvyšších zatíženích. Kompaktní konstrukce vřeten vyžaduje minimální pracovní prostor. Vřetena MaxTorq jsou připravena v délkách 100 až 400 mm, s obvodovým házením na úrovni 0,08 µm. Všechna provedení vřeten mají vodotěsné uložení elektrického motoru, takže mohou pracovat i v prostředí chladicí kapaliny.

    Vnitřní broušení

    Příkladem praktického řešení problémů vnitřního broušení jsou brousicí kotouče BRG s abrazivními zrny XG pro broušení malými řeznými silami (malé tlakové zatížení). Ideální abrazivo se v průběhu broušení plynule vylamuje a je nahrazováno novými ostrými zrny. Konvenční typy brusiva nejsou často vhodné pro vnitřní broušení, poněvadž vzhledem k jejich trvanlivosti je třeba větší síly k vytržení zrna. Tím vzniká nadměrné teplo v místě řezu, které negativně ovlivňuje vlastnosti povrchové vrstvy. V důsledku většího kontaktu mezi kotoučem a obrobkem u vnitřního broušení vznikají poměrně malé tlakové síly v oblasti řezání. Nová brousicí zrna XG byla vyvinuta speciálně pro aplikaci s mikrolomy při malém tlaku. Tato zrna zůstávají déle ostrá, broušení je energeticky méně náročné, vzniká méně tepla a snižuje se celkové opotřebení kotouče. Při porovnávacích zkouškách broušení ložisek bylo kotoučem Norton BRG vyrobeno více než dvojnásobné množství součástí s vyšší přesností a jakostí povrchu v porovnání s klasickým nástrojem. Současně se snížily časy na orovnávání a úpravy kotouče. Tyto kotouče jsou připraveny v průměrech 5 - 114 mm, šířkách 1,6 - 102 mm a zrnitosti 46 - 150 (zrnitost 46 je pro kotouče s O D > 8 mm).
    Pokračování příště
    Reklama
    Vydání #11
    Kód článku: 31136
    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
    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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