Optimalizace procesu a sledování kvality: Prodloužení životnosti nástrojů ve spojení s upínací technikou

Vibrace jsou při obrábění nežádoucí! Proč?

Protože v jejich důsledku dochází k poškození povrchu obrobků a v nejhorším případě jsou pak obrobky již nepoužitelné. A protože zčásti značně zkracují životnost nástrojů. Pro řešení této situace existuje mnoho možností. Mimo jiné to jsou 5osé svěráky, jako je svěrák X5G-Z s elastomerovým tlumením od firmy CERATIZIT. V kombinaci s novým, odolným upínačem Heavy-Duty Chuck-HDC určeným pro těžké obrábění a s aktuálními frézami SilverLine musí nyní svěrák X5G-Z prokázat, že kvalita tlumení vibrací, která se od něj očekává, skutečně garantuje kvalitněji obrobený povrch. ToolScope přitom prostřednictvím senzoru instalovaného ve vřetenu monitoruje stav opotřebení nástroje na břitu i vznikající vibrace, a to neustále během procesu.

Zde si můžete přehrát přednášku DiMaP věnovanou problematice „Optimalizace procesu a sledování kvality - prodloužení životnosti nástrojů díky optimalizované upínací technice“:

Prezentace praktického použití

Abychom mohli demonstrovat funkční princip 5osého svěráku s tlumením vibrací a jeho vliv na kvalitu povrchu obrobeného obrobku, dva různé svěráky jsme podrobili příslušnému testu. Základní předpoklady v rámci tohoto testu jsou pro oba svěráky identické:

Namontovaly se se stejnou adaptérovou čelistí na mechanickém upínacím systému s nulovým bodem do 5osého frézovacího centra DMU 75 monoBLOCK od výrobce DMG MORI. Identický byl rovněž i upínač a fréza, přičemž se pro každou frézovací operaci použila vždy nová fréza.

Konkurenční 5osý svěrák se fixuje pomocí dvou šroubů s utahovacím momentem 100 Nm. Do jeho čelistí grip se upne obrobek z materiálu 1.2379 upínací silou 40 kN. V případě svěráku X5G-Z postačí dotáhnout pouze jeden šroub - utahovací moment činí 140 Nm. Obrobek se upíná do čelistí grip stejnou upínací silou 40 kN. Do upínacího pouzdra HDC, HSK-63 se upne stopková fréza z aktualizované produktové řady SilverLine, průměr 10 mm.

Řezné parametry jsou v případě obou testovaných sestav stejné:

vc 155 m/min
fz 0,1 mm/zub
ap 20 mm
ae 2 mm

→ Vibrace detekuje senzor samostatně instalovaný na vřetenu. Jedná se o senzor, který standardně monitoruje kolizní situace.

→ Nad a pod červenou křivkou zobrazující vibrace se nacházejí zelená toleranční pásma.

→ Pokud by se červená křivka dotkla některé zelené křivky, systém ToolScopeby okamžitě aktivoval zastavení stroje.

→ Černá čára označuje maximální hodnotu. Pokud dojde ke kontaktu s touto čárou, stroj na to automaticky zareaguje.

→ Aby se zajistilo spolehlivé monitorování procesu, maximální hodnota představuje dodatečné bezpečnostní opatření.

→ V rámci testu prováděného se svěrákem X5G-Z lze sledovat rovnoměrné vibrace, které jsou s ohledem na jejich intenzitu zanedbatelné. To ukazuje na skutečnost, že proces běží velmi dobře a svěrák vybavený elastomerovým tlumením odvádí dobrou práci.

Různou kvalitu obrobeného povrchu lze identifikovat již jen na základě optické kontroly, přičemž naměřená drsnost tento vizuální dojem pouze potvrzuje: Parametry dosažené pomocí svěráku X5G-Z jsou téměř dvakrát lepší než hodnoty zaznamenané u konkurenčního svěráku, čím konkrétní uživatel získá s ohledem na kvalitu obrábění obrovskou konkurenční výhodu. Dodatečně je zajištěn šetrnější provoz nástrojů, které se pyšní svojí delší životností. Tyto faktory jsou pro procesně bezpečné obrábění extrémně důležité a ovlivňují celkový výsledek.

Přednosti svěráku X5G-Z
  • kvalita povrchu
  • přesnost
  • životnost nástrojů
  • větší prostor vzhledem k objemu odebíraného materiálu / rychlosti posuvu / otáčkám
  1. Rychlonastavení upínacího rozsahu
    130 mm základní upínací zdvih bez přestavby
  2. Zcela zapouzdřené, mechanické vřeteno
    možnost snadného prodloužení až po upínací rozsah 690 mm
  3. Optimalizované provedení proti vibracím
    Integrované, interní elastomerové tlumení
  4. Možnost pětistranného a šestistranného obrábění
    ▲ integrovaná pružnice
    ▲ síla nepůsobí přes dosedací plochu

Shrnutí: Minimalizace vibrací v procesu obrábění s sebou přináší obrovské výhody

Povrch obrobku je kvalitnější a používané nástroje vykazují podstatně delší životnost. Tohoto výsledku se dosáhne mimo jiné pomocí promyšleného upínacího systému i 5osého svěráku X5G-Z s elastomerovým tlumením. Optimálních výsledků lze dosáhnout tehdy, když se zajistí ideální kompatibilita veškerých komponent systému - počínaje nástrojem přes upínací kleštiny až po svěrák. Je-li do systému současně zaintegrovaný i systém pro monitorování procesu obrábění, jako je systém ToolScope, který neustále měří relevantní parametry, pak se již jen stěží mohou vyskytnout jakékoliv problémy. Neboť ještě před tím, než by mohlo dojít k poškození nástroje nebo obrobku, zatáhne systém ToolScope za záchrannou brzdu a vypne stroj.