Témata
Zdroj: Walter AG

Jednoduše lepší vrtáky z tvrdokovu

Vrtání je jedna z nejstarších a nejrozmanitějších technik obrábění, kterou lidé vyvinuli, a pravděpodobně i jedna z nejstarších technik obrábění vůbec. Nejstarší vyvrtané otvory, o kterých víme, vznikly asi před 40 000 lety. Vrtáky ve tvaru spirály, jaké dnes používáme, byly vyvinuty až v polovině 19. století. Jsou tedy produktem průmyslové revoluce, v níž se také značně rozšířilo vrtání do kovu.

Reklama

Nejčastější techniku při obrábění kovů dnes představuje vrtání. Možná proto je vrtání také aplikací, na kterou se při plánování nového obráběcího procesu myslí méně často. A ještě méně často, pokud již tak funguje víceméně úspěšně. Ve skutečnosti i u vrtání stojí za to se kriticky podívat na probíhající procesy.

Od řešení problémů k optimalizaci procesů

Většina uživatelů ale tak učiní až ve chvíli, kdy se v průběhu procesu začnou hromadit problémy: Například se výrazně zhorší kvalita obráběných otvorů, značně se prodlouží doba obrábění nebo dojde k nejhoršímu scénáři a vrták se zlomí. Ve snaze o rychlé vyřešení problémů se však mnoho vedoucích procesu spolehne na jiný nástroj nebo se o úpravy parametrů obrábění pokouší metodou pokus-omyl. To obvykle na určitou dobu zafunguje. Dokud se však nevyřeší základní rizikové faktory procesu, v určitém okamžiku se zase znovu objeví.

Pro dobré výsledky vrtání slinutého karbidu je třeba analyzovat celý proces vrtání. (Zdroj: Walter AG)

Nejdůležitějším tipem, který aplikační technici společnosti Walter nabízejí, je analyzovat celý proces, nikoli pouze použitý vrták. To zahrnuje také kontrolu základních parametrů, jako je pevnost v tahu obráběného materiálu, řezná rychlost (vc) a posuv (f). Je aktuálně používaný vrták vhodný pro danou operaci obrábění? Zároveň je vhodné zkontrolovat podmínky obrábění s ohledem na následující skutečnosti: Je upnutí stabilní, nebo lze vrták upnout pouze nestabilně kvůli složitosti dílu či stávajícímu stroji? A pro vše následující je pravděpodobně nejdůležitější otázka: Které parametry je nutné nebo vhodné optimalizovat? Chcete dosáhnout delší životnosti vrtáků, nebo optimalizovat dobu obrábění otvorů? Je třeba zlepšit kvalitu jednotlivých otvorů, aby se dostaly zpět do tolerančního rozmezí? Nebo je třeba zvýšit spolehlivost celého procesu?

Vrták je určen procesem

Odpovědi na tyto otázky určí parametry pro výběr vrtáku z tvrdokovu. Rozhodujícími faktory jsou vlastnosti obráběného materiálu, předpokládaná doba obrábění, životnost nástroje a požadovaná kvalita otvoru. Dodavatelé vrtáků z tvrdokovu obvykle uvádějí optimální posuvy v technických specifikacích (tabulka posuvu). Proces by se měl řídit těmito doporučeními. Při rozhodování o délce vrtáku platí následující: Optimálních výsledků lze dosáhnout s co nejkratším designem. Nezapomeňte vzít v úvahu rezervu na přebroušení. Pokud je poměr hloubky vrtání a průměru větší než 12 × D, je nutné vyvrtat pilotní otvor.

Výběr vrtáku z tvrdokovu ovlivňuje materiál, doba obrábění, životnost nástroje a kvalita otvoru. (Zdroj: Walter AG)

Na kvalitu otvoru má také vliv geometrie daného vrtáku. Menší průměr jádra snižuje řezný odpor, což se doporučuje pro materiály, jako je nerezová ocel, v kombinaci s mírnějším zaoblením hrany. Nicméně menší průměr jádra má také u některých materiálů negativní vliv na stabilitu obrábění. Pokud je cílem vytvářet otvory s vysokou produktivitou, např. v ocelových materiálech, je vhodné použít větší průměr jádra s výraznějším zaoblením řezné hrany.

Reklama
Reklama
Reklama

Cíl: Optimalizace životnosti nástroje

Pokud se životnost nástroje po určité době snižuje nebo pokud je třeba vylepšit produktivitu procesu, doporučujeme postupovat po krocích. Prvním z nich by mělo být snížení řezné rychlosti (vc), aby se zmírnilo opotřebení hřbetu. Dalším parametrem je posuv (f). Pokud se posuv zvětší, zkrátí se doba, po kterou jsou řezné hrany v záběru. Důležité: Nepřekračujte standardní hodnoty stanovené výrobcem. Ve třetím kroku je cílem minimalizovat opotřebení fazet. Toho dosáhneme snížením posuvných sil působících na vrták při vstupování a vystupování z materiálu obrobku. Toho se nejlépe dosáhne snížením posuvu při vstupu do otvoru a výstupu z něj.

Položky znázorněné na obrázku ovlivňují výsledek vrtání v odpovídajících materiálech. Menší příčný břit snižuje řezný odpor, ale má negativní vliv na stabilitu. (Zdroj: Walter AG)

Ponechání rezervy na přebroušení

Velkou výhodou vrtáků z tvrdokovu je možnost jejich přebroušení, a tím také prodloužení jejich použitelnosti. Společnost Walter tuto renovační službu nabízí již řadu let. Vrták z tvrdokovu Walter lze standardně třikrát přebrousit. Walter tím zaručuje nekompromisní účinnost vrtáku. To vede ke snížení nákladů na nástroj přibližně o polovinu.

Protože se přebroušením změní některé rozměry vrtáku, je nutné jej zohlednit při návrhu procesu. Délku vrtáku lze zpravidla určit takto: Hloubka vrtání + 1,5 × D + 2 mm na plánované přebroušení.

Přebroušení může výrazně snížit náklady na nástroje. (Zdroj: Walter AG)

A v neposlední řadě: upínací zařízení

Základem každého úspěšného otvoru je v pravém slova smyslu upnutí vrtáku z tvrdokovu. Cokoli ne zcela optimálního (např. odchylky soustřednosti) má přímý dopad na kvalitu otvorů a v nejhorším případě na celou součást nebo stroj. Pro použití s vrtáky z tvrdokovu značky Walter se zcela osvědčily hydraulické upínače nebo tepelné upínače. Zaručují vysokou soustřednost a nabízejí vysoké svěrné síly. Pokud se používá mnoho různých vrtáků, může být praktičtějším řešením kleštinový systém, který nabízí větší flexibilitu. Nevýhodou kleštinového systému je, že v závislosti na procesních parametrech zde může docházet k výrazným odchylkám od tolerancí soustřednosti. Upínače Weldon jako upínací zařízení pro vrtání nedoporučujeme.

A na závěr ještě jedna poznámka: Upínací zařízení na vrtáky pravidelně čistěte. Když jsou upínače znečištěné, mohou na nich uvíznout částečky a zbytky maziv, což může za určitých okolností ovlivnit soustřednost a svěrné síly.

Související články
Velká přesnost pro malé díly

Uvedením nových dvoubřitých vyměnitelných břitových destiček WT26 společně s odpovídajícím systémem soustružnických držáků nabízí společnost Walter řešení speciálně určené pro výrobu drobných dílů na dlouhotočných soustruzích. V těchto případech se obrábějí především tyče o průměru menším než 20 mm, což vyžaduje vysokou přesnost.

Optimalizace pro frézy ze slinutého karbidu

Frézy ze slinutého karbidu se vyznačují vysokou stabilitou a přesností, a to i v případě zvláště tvrdých či houževnatých materiálů. Pro plné využití jejich potenciálu a životnosti je však nutné dodržet správné rámcové podmínky, co se týče stability frézovacího procesu, a přizpůsobit je konkrétním specifikům výroby.

Inovativní geometrie řezné hrany pro hliník

Hliník je jedním z nejdůležitějších materiálů v automobilovém a leteckém průmyslu. Široké využití mají zejména rozličné hliníkové slitiny, které umožňují snoubit nízkou hmotnost s relativně vysokou houževnatostí a dalšími vlastnostmi. S těmito specifickými kombinacemi materiálu je však spojeno i náročnější obrábění, které vyžaduje použití specializovaných řezných nástrojů.

Související články
Praktické tipy pro lepší závitování

Každý, kdo má nějaké zkušenosti s optimalizací nebo zaváděním obráběcích procesů, ví, jak konzervativně se vedoucí výroby obvykle stavějí k závitování. Dokud vše probíhá přiměřeně hladce, procesy používané k vytvoření závitu v obrobku se nemění. V této oblasti obrábění mají nejvyšší prioritu stabilita a spolehlivost procesu. Zdrženlivost má často dobré důvody, někdy je však třeba od tohoto přístupu upustit a v zájmu optimalizace výroby přejít na nákladově efektivnější nebo robustnější proces závitování.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Náročné frézování hospodárně

Frézování se používá k mnoha různým účelům, od obrábění velkých ploch ve volných formátech v leteckém a kosmickém průmyslu přes výrobu větrných turbín až po frézování dutin a vysoce automatizovanou velkosériovou výrobu. Složité součástky už v současné době nejsou výjimkou, naopak se stávají pravidlem. Rozsah používaných frézovacích nástrojů je velmi široký.

Produktivnější vytváření otvorů a závitování

Vytváření otvorů a závitování - ačkoli tyto dva procesy nejdou vždy ruku v ruce, jeden z nich často navazuje na druhý. Při společném pohledu tvoří tyto dva procesy velkou část obráběcích operací v průmyslovém sektoru. Společnost Walter pro tyto operace nabízí řešení v podobě nových nástrojů. Jde o VHM - vrták X treme Evo DC160 Advance a o závitníky Paradur Eco Plus a Prototex Eco Plus.

O polovinu delší životnost při soustružení

Společnost Walter představila vyměnitelné břitové destičky Tiger·tec Gold, určené speciálně pro soustružení. K dispozici jsou v jakostech WPP10G, WPP20G, WPP30G s vícevrstvým, silně texturovaným povlakem MT-TiCN.

Jedna fréza (téměř) na všechno

Univerzální použití a vysoká procesní stabilita jsou pro obráběcí nástroje ideální kombinací - z technického hlediska se jí však velmi těžko dosahuje, zejména v případech, kdy mluvíme o univerzálním použití s ohledem na materiály a na obráběcí strategie. Uživatelé v současné době najdou v nabídce fréz mnoho různých nástrojů, které jsou určeny na univerzální použití. Odborník na obrábění, společnost Walter, nyní uvádí na trh řešení s frézou Xill tec, vyrobenou ze slinutého karbidu a pocházející z rodiny produktů MC230 Advance.

Ekonomicky výhodné obrábění hliníkových dílů

Před několika lety byly hliníkové části podvozku vyhrazeny pouze pro prémiový segment automobilového průmyslu. Čepy náprav, závěsná ramena a držáky kol pro střední a malá vozidla se vyráběly převážně z litiny nebo z kované oceli. To se za posledních několik let změnilo. Nejvyšší priorita při konstrukci vozidel je nyní co nejvyšší míra snižování emisí CO2. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je redukovat hmotnost vozidla. Snížení hmotnosti o 100 kilogramů představuje nižší spotřebu paliva o 0,3 až 0,4 litru. Také u elektromobilů, které jsou alternativou ke spalovacím motorům, je hmotnost vozidla klíčový faktor – čím je vozidlo lehčí, tím vyšší řadu akumulátorů lze použít. Materiály jako tvářené slitiny hliníku s nízkým obsahem křemíku nyní nacházíme ve vozidlech všech komerčních tříd stále častěji.

Průvodce výběrem břitových destiček

Kdo chce obrábět kov a být přitom konkurenceschopný, potřebuje kombinaci nářadí a řešení nástrojů, která je optimálně uzpůsobená pro příslušnou součást a materiál. Klíčovou roli hraje součást, která je v přímém kontaktu s obrobkem: břit – respektive vyměnitelná břitová destička, tedy jeho vyměnitelná součást.

Udržitelná výroba obráběcích nástrojů

U společnosti Walter, odborníka na obráběcí nástroje, je udržitelnost důležitou součástí firemní strategie. Již od roku 2013 firma nabízí pod značkou Walter Green obráběcí nástroje s plnou kompenzací CO2. Prostřednictvím svého renovačního servisu Walter již několik let rovněž poskytuje službu, která může až ztrojnásobit životnost vysoce kvalitních obráběcích nástrojů. Firma si stanovila i ambiciózní cíle pro tuto dekádu: Do roku 2030 se emise CO2 celé společnosti mají snížit na polovinu a produkty i obaly se budou vyrábět z 90 % z recyklovaných materiálů.

O polovinu delší
životnost nástroje

Výrobce nástrojů Walter každých šest až sedm let přichází s novou generací řezných materiálů s výrazně vylepšenými vlastnostmi. Nové vlastnosti poslední novinky – materiálu Tiger∙tec Gold pro soustružení – vysvětlují v rozhovoru Jörg Drobniewski, vedoucí oddělení pro řezné materiály, a Gerd Kußmaul, vedoucí produktový manažer pro soustružení. Rozhovor vedl Frederick Rindle.

Trendy ve vývoji nástrojů

Snižování emisí skleníkových plynů CO2 se stalo cílem pro celý svět. Na mnoha místech se hovoří o uvalení daně na emise CO2. Německá vláda si stanovila cíl snížit emise oxidu uhličitého v Německu do roku 2030 o 55 procent. To značným způsobem ovlivnilo i vývoj obráběcích strojů, vznikají nové oblasti použití a stávající je třeba adaptovat.

Od specialisty k dodavateli systému

Světový trh a koncepce "dodavatele systému" nepředstavovaly při založení společnosti Walter AG v roce 1919 pro začínajícího podnikatele Richarda Waltera ještě žádné téma. Ale už tenkrát byla pro úspěch společnosti centrálním prvkem filozofie založená na myšlence pracovat inovativně a v úzké souvislosti s potřebami zákazníků.

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