Témata
Reklama

Zvyšování efektivnosti broušení

V listopadovém vydání jsme vás v první části článku o moderních technologiích broušení seznámili s materiály společnosti Norton Abrasives. Ve velké míře jsme se věnovali brusným kotoučům Neptune a BRG, kterými lze zajistit kvalitní vnější i vnitřní broušení při nízkém opotřebení kotouče a vysoké výkonnosti. Zkrátka nepřišla ani příprava kotoučů pomocí orovnávacích vřeten. Jaké další novinky v sortimentu broušení společnost Norton nabízí nebo jaké jsou výrobní strategie společnosti Tyrolit, se dočtete dnes

Vysoká tvarová přesnost

Mezi novinky, které mají vést k dosažení vysoké tvarové přesnosti (úchylek rovinnosti a rovnoběžnosti) i jakosti dokončeného povrchu, patří jemnozrnné brousicí kotouče DIA a KNB s inovovanou strukturou "button".
Progresivní technologie pojiva a zlepšení chlazení místa broušení dlouhodobě zajistí rovnoměrný výkon a vysokou jakost povrchu, takže není třeba zařazovat žádné následné dokončovací technologie, např. lapování. Použití těchto jemnozrnných kotoučů urychlí výrobu součástí (až 10x) a při oboustranném broušení sníží náklady na výrobu až o 30 %. Při broušení součástí vyrobených práškovou metalurgií byla dosažena úchylka rovinnosti 0,8 µm a drsnost povrchu Ra = 0,2 - 0,4 µm. Jemnozrnné kotouče Norton "button" jsou k dispozici ve tvaru 2A2TSSA, v průměrech od 115 do 1160 mm a zrnitosti v rozmezí 120 až 800.
Další novinkou jsou brousicí kotouče Altos vyrobené protlačováním upravených zrn oxidu hlinitého. Představují odklon od standardně zavedené "pórovité" technologie, tedy kotoučů s otevřenou strukturou, kterými lze odebírat velké množství materiálu. Největší účinnosti využití kotoučů Altos by mělo být dosaženo u operací s větší kontaktní plochou kotouč/obrobek, při broušení s velkými úběry, broušení těžko obrobitelných materiálů (např. slitin niklu v leteckém průmyslu) a broušení ozubených kol. Použitím protlačovaných keramických zrn s velkým poměrem jejich délky k průměru se dosahuje rovnoměrnější otevřené struktury, účinnějšího chlazení a zlepšení podmínek pro utváření třísek. Broušení těmito kotouči představuje novou výkonnostní úroveň, snížení operačních časů až o 50 % a zvýšení výrobnosti až na 3- až 4násobný počet součástí vyrobených jedním kotoučem. Zlepšené chlazení místa řezu umožní zvyšování rychlosti přísuvu až o 50 %, zvýšení rychlosti úběru materiálu bez "pálení" povrchu součásti nebo mimořádného opotřebení kotouče. Současně se zvyšuje stálost tvaru kotouče a zmenšuje potřeba jeho orovnávání. Při porovnávacích zkouškách se standardními kotouči na brusce Blohm Proimat byly broušeny stromečkové závěsy lopatek plynové turbíny ze slitiny Inconel 718, s celkovým úběrem 8 mm. Brousicími kotouči Altos se snížila doba broušení z 23 minut na 12 minut, za současného zvýšení počtu obroušených lopatek z 21 na 60.
Reklama
Reklama
Reklama

Prostředí řezného procesu

Průběh i výsledky operace broušení výrazně ovlivňuje prostředí řezného procesu. Chladicí, mazací, řezací a čisticí vlastnosti řezných kapalin spolurozhodují o produktivitě procesu, trvanlivosti nástroje a zejména o vlastnostech dokončeného povrchu. Proto se řada specializovaných firem věnuje vývoji a výrobě řezných kapalin, které by splňovaly všechny současné požadavky výrobních technologií.
Novou syntetickou řeznou kapalinu SintoGrid TTS pro rychlostní broušení ve výrobě přesných řezných nástrojů představila firma Hirschmann Engineering. Molekulární struktura kapaliny, synteticky připravené na bázi polyalfaolefínů (PAO), zajišťuje její neomezenou životnost. Proto stačí kapalinu v provozu jen filtrovat. Mazací faktor je 5x vyšší, než mají kapaliny na minerální bázi a 10x vyšší, než mají vodní emulze. Pro broušení je vysoká mazací schopnost kapaliny významná, protože zvyšuje životnost brousicího kotouče a omezuje tepelné zatížení obrobku, které se projeví vyšší jakostí broušeného povrchu a omezením možnosti vzniku povrchových trhlin. Výrobce uvádí i její další vlastnosti: rychlost odpařování je o 60 % menší než u minerálních kapalin, při změnách teploty má stabilní viskozitu, omezuje vznik pěny nebo mlhy, brání tvoření nebezpečných částic (karbidů apod.).
Příspěvkem k širšímu využití víceúčelových řezných kapalin je nový výrobek IonoGrind, vyvinutý firmou Oel-Held v Německu. Uvedená kapalina vyráběná patentovaným způsobem z mimořádně čistých syntetických produktů, je určena pro stroje kombinující broušení a rotační erozivní obrábění. Jedná se o vysoce výkonné dielektrické médium pro vysoké rychlosti úběru materiálu a dobrou kvalitu povrchu. I při použití pro broušení vysokými rychlostmi se vyznačuje minimální pěnivostí a odpařováním. Kapalina je vhodná pro erozivní obrábění a broušení polykrystalických diamantů, rychlořezných ocelí a tvrdých kovů, vzhledem k tomu, že její speciální složení omezuje vylučování kobaltu. Výrazně se rozšiřuje její využití při broušení nástrojů osazených břitovými destičkami s polykrystalickým diamantem.

Nové výrobní strategie společnosti Tyrolit

Snaha propojit využití nových poznatků vědy a techniky s požadavky strojírenské výroby vede přední výrobce brousicích nástrojů k vytváření nové výrobní strategie. Praktickým výsledkem je příprava nové řady výrobků, které představují vyšší kvalitu nástrojů, s jasnou aplikační orientací a jednoduchou specifikací. Ukázkou takové nové koncepce je nabídka programů společnosti Tyrolit, mezi které spadá: Tauro (vnější broušení do kulata), Centuria (čelní broušení), Strato (rovinné broušení a broušení s velkým úběrem), Tooltec (broušení nástrojů) a Mira (obrábění ozubených kol).
Tauro
Upínací a středicí části kotouče jsou z vysokopevné oceli, těleso kotouče je z nového kompozitního materiálu. Vlastnosti brousicí vrstvy byly optimalizovány s ohledem na speciální vlastnosti tělesa kotouče. Nízká hustota materiálu tělesa Tauro zajistila snížení jeho hmotnosti až na 60 % hmotnosti ocelového kotouče. Tím je méně zatěžováno vřeteno i ložiska brusky a zvyšuje se jejich životnost. Při uložení vřetena ve válečkových ložiskách lze snížit teplotu vřetena až o 20 %. Tlumicí vlastnosti kompozitního materiálu jsou výrazně lepší než u oceli. Účinnější tlumení spolu s menší hmotností minimalizují chvění a v řadě aplikací zlepšují kvalitu povrchu dokončovaného při vyšších rychlostech broušení.
Zvyšování řezné rychlosti nezanedbatelně ovlivňuje mechanické namáhání a rozměr brousicích kotoučů. Vnější i upínací průměr brousicího kotouče se zvětšuje s druhou mocninou obvodové rychlosti. Velikost změny rozměrů závisí jak na poměru průměrů (vnější/upínací), tak i poměru modulu pružnosti k hustotě. Podle údajů firmy Tyrolit se u kotouče O 610 mm, s keramickým pojivem, při obvodové rychlosti 125 m.s-1 zvětší jeho vnější rozměr až o 0,12 mm. Taková změna rozměru může způsobit problémy při přesném broušení. Brousicí kotouče Tauro byly porovnávány s klasickými ocelovými při broušení vaček (tvrzená litina, 48 HRC, radiální úběr 2,5 mm). Brousicí vrstvy všech kotoučů měly shodné vlastnosti. Na jedno orovnání bylo ocelovým kotoučem dokončeno 688 vaček a kotoučem Tauro 1168 vaček, což odpovídá zvýšení o 42 %. Kontrola drsnosti povrchu ukázala, že po dokončení 640 vaček byly oba nástroje srovnatelné. Po zjištění změn tvaru a výraznějších stop po chvění musel být ocelový kotouč orovnán. Naopak nástroj Tauro dále udržel předepsanou jakost povrchu. V průběhu zkoušky se drsnost povrchu změnila z Ra = 0,27 µm (1. vačka) na Ra = 0,66 µm (1168. vačka).Centuria
S využitím výsledků vývoje nového pojiva - syntetické pryskyřice, která má vyšší pevnost, lepší obrobitelnost, odolnost proti působení chladicí/mazací kapaliny -, připravila firma Tyrolit novou řadu brousicích kotoučů v programu Centuria. Kotouče v celém rozsahu tvrdostí a struktury jsou určeny pro čelní broušení - především oboustranné, kde se asi v 90 % aplikací používají nástroje s pryskyřičným pojivem. Novinka nabízí zlepšené řezací vlastnosti, menší řezné síly, vyšší rychlost úběru materiálu a vyšší životnost kotoučů. Oboustranné čelní broušení, tj. současné broušení obou čel součástí je používáno při obrábění funkčních ploch, u kterých jsou vysoké požadavky na přesnost tvaru, polohy a jakost dokončení. Hlavní oblast využití této metody je v hromadné automatizované výrobě, např. válečkových a kluzných ložisek (čelní plochy kroužků a válečků), v automobilním průmyslu (ojnice, pístní kroužky) i v běžné strojírenské výrobě (pily, těsnění). Pro představu požadavků na kvalitu oboustranného čelního broušení lze uvést předpis přesnosti čelních ploch vnitřního ložiskového kroužku: drsnost povrchu Ra < 0,4 µm; tolerance tloušťky ?x < 10 µm; úchylka rovnoběžnosti < 2 µm; úchylka rovinnosti < 2 µm.
Brousicí plocha kotoučů Centuria je opatřena radiálními drážkami nebo řadou otvorů, které zlepšují podmínky úběru materiálu a především zamezí tepelnému ovlivňování broušeného povrchu. K výrobě těchto kotoučů je využívána speciální technologie Tyrolit, která zajistí rovnoměrnější rozložení pórů kulového tvaru, což také přispívá ke zlepšení funkčních vlastností. V porovnání se standardními kotouči stejného určení mají nástroje programu Centuria přednosti představující větší úběr materiálu při relativně malé spotřebě energie, zlepšení dodávky chladicího/mazacího média do místa řezu a zlepšené utváření a odvod třísek.Mira
Výrazného zvýšení produktivity bylo dosaženo použitím progresivních brusiv, jako je kubický nitrid boru (broušení klikových a vačkových hřídelí). Velmi stabilní proces broušení a dlouhý interval mezi orovnáváním s krátkou dobou broušení přinesly vysokou efektivitu procesu. Využitím kompozitních materiálů (high-tech) a zcela nové koncepce brousicích kotoučů, patentované společností Tyrolit, byl připraven program nazvaný Mira.

Co dodat?

Současný vývoj technologií broušení probíhá v úzké spolupráci výrobců brousicích kotoučů s uživateli. Stává se proto samozřejmostí, že nový nebo inovovaný výrobek v této oblasti není uživatelům nabízen jen uvedením jejich vlastností, příp. předností, ale i doporučením jeho aplikací, včetně technologických podmínek nasazení. Přední výrobci nástrojů jsou proto vesměs připraveni k řešení všech oborových technologických problémů uživatelů. Společnost Tyrolit nabízí např. služby inovačního technologického programu IPC (Innovative Performance Consulting) nebo služby speciálního servisního oddělení Tyrolit E-Business (E-Commerce - the Online-Service-Portal).
Reklama
Vydání #12
Kód článku: 31211
Datum: 10. 12. 2003
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
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.

Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Související články
Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

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.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

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 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.

Multifunkční obráběcí centra

Tento typ obráběcích center patří do bouřlivě se rozvíjející skupiny CNC obráběcích strojů. Představuje typ obráběcího stroje, který reflektuje rostoucí požadavky uživatelů na obrobení součásti při jednom upnutí. Ve své podstatě jde o CNC stroje sdružující dvě základní operace třískového obrábění, a sice soustružení a frézování, do jednoho stroje. Kromě tohoto atributu mají tyto stroje i jiné vlastnosti, které budeme dále diskutovat.

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