Jak omezit vibrace při obrábění součástí pro letecký průmysl

Fréza Sandvik Coromant CoroMill^® MH20 optimalizovaná pro vlastnosti dílů s dlouhým vyložením nástrojů.

Vibrace při obrábění mohou vést k povrchovým poškozením, která ovlivňují celkovou kvalitu součástí pro letecký průmysl.

Při obrábění součástí pro letecký průmysl si technici nemohou dovolit chyby. Normy pro kontrolu kvality jsou u těchto součástí nesmírně náročné, což platí především při použití dlouhých nástrojů pro obrábění hlubokých a úzkých dutin. Sangram Dash, produktový manažer Sandvik Coromant pro indexované frézování, vysvětluje, jak model CoroMill^® MH20, tedy fréza s vysokou rychlostí posuvu, zajišťuje bezchybnou výrobu součástí pro letecký průmysl.

Obrábění součástí pro letecký průmysl je velmi náročné. Výrobci vyrábějí součásti s tenkými dny a stěnami, hlubokými dutinami a ostrými rohy. Tyto vlastnosti vyžadují nástroj s lehkým řezem, vysokou stabilitou při práci a stabilním ovládáním, zejména při použití dlouhých nástrojů k frézování hlubokých úzkých dutin.

Při frézování hlubokých úzkých dutin hodně záleží na schopnosti nástroje obrábět při dlouhém vyložení nástrojů. Je to důležité při výrobě různých součástí, například nosníků v dílčích segmentech letounů. Tyto nosníky se často vyrábějí z tvářených titanových slitin a v kombinaci s požadavkem na dlouhé vyložení nástroje to znamená velice náročné podmínky obrábění s vysokým rizikem vzniku vibrací.

Vibrace při obrábění mohou vést k povrchovému poškození obrobků, což ovlivňuje celkovou kvalitu finálních produktů. Kromě toho vibrace způsobují třeba nerovnoměrnou tloušťku třísek a následně i nerovnoměrnou sílu řezů. V některých případech vibrace způsobují i poškození břitových destiček nebo nástrojů.

Snížení počtu rohů
Sandvik Coromant tento problém řeší pomocí nového modelu CoroMill^® MH20, což je fréza s vysokou rychlostí posuvu určená především pro frézování dutin v materiálech ISO S, M a P.

Konstrukce modelu CoroMill^® MH20 přináší několik inovací, například nový materiál těla frézy využívaný pro válcové stopky kvůli minimalizaci opotřebení během obrábění. Díky použití tohoto materiálu dochází méně často k obrušování třísek, když vinou značného namáhání nebo řezné síly dochází k plastickým deformacím na lůžkách břitových destiček. Vlastnosti frézy CoroMill^® MH20 jsou zárukou delší životnosti nástrojů.

Při vývoji nástroje měli technici společnosti Sandvik Coromant neustále na paměti přísné požadavky platné v leteckém průmyslu. Nástroj je například schopen provádět několik různých operací, takže lze při výrobě využívat a měnit méně nástrojů. To umožňuje zkrátit jednotlivé cykly, čímž se vylepšuje hospodárnost výroby.



CoroMill^® MH20 pro soustružení s lehkým řezem, který brání ohýbání součástí a umožňuje snížit cenu v přepočtu na hranu.

Kromě toho Sandvik Coromant při vysokém posuvu vůbec poprvé využívá speciální geometrie břitových destiček pro různé oblasti ISO, což zlepšuje bezpečnost i produktivitu výroby. Na rozdíl od konvenčního pojetí čtyřhranných břitových destiček má CoroMill^® MH20 destičku s dvěma hranami. To má skutečně značný přínos, protože díky tomu je nejchoulostivější část břitové destičky daleko od hlavní oblasti řezu, což znamená vyšší spolehlivost a lepší ochranu proti opotřebení. To také znamená, že obrábění do rohu nebo podél stěn nemá vliv na další řeznou hranu nebo roh mezi hlavním a vedlejším břitem, což je zárukou stejné výkonnosti u všech řezných hran.

Dalším inovativním prvkem CoroMill^® MH20 je výjimečná geometrie břitových destiček. Konstrukce se šikmými břity umožňuje postupný lehký řez, což znamená menší spotřebu proudu a tudíž možnost použití menších strojů. Optimalizovaná linie hlavní řezné hrany a poloměr rohu břitové destičky jsou zárukou bezpečné operace.

Přesnost obrábění
Jeden z dlouholetých zákazníků firmy Sandvik Coromant, dodavatel produktů pro letecký průmysl, měl problémy při obrábění dlouhých a tenkých upínacích trnů do letadel. Upínací trn je otočná součástka připojená k vrtuli. Slouží jako opěra pro vývrt, který se posouvá nad hnací hřídel, aby se mohla otáčet volně a stabilně. Zákazník s trny neměl zkušenosti a jejich obrábění bylo nesmírně obtížné vzhledem k jejich nezvyklé konstrukci a místy extrémním rozměrům, takže se trny občas neotáčely.

Dutiny vyfrézované do niklové slitiny tak byly někdy o dva až tři milimetry špatně vycentrované. Stávající nástroj zákazníka vykazoval velmi nízkou životnost a produkoval velké množství zmetků, což svědčilo o špatném spojení stroje s nástrojem. Součásti trnu se v některých případech dokonce ohýbaly, protože fréza na součást spíše tlačila, než aby materiál odřezávala.

Jako řešení zvolila firma soustružení, které spočívá v otáčení obrobku kolem jeho středu. Tato technika frézování se často doporučuje v případech, kdy se tvary výrobku výrazně odchylují od tvarů při běžném frézování (jako tomu je u upínacích trnů). Při soustružení se ovšem vyskytly problémy s vibracemi.

Jako řešení tohoto problému doporučila společnost Sandvik Coromant pro soustružení model CoroMill^® MH20. Frézu experti vybrali pro její velmi lehký řez, který zabraňuje ohýbání součásti a zároveň je zárukou nižší ceny v přepočtu na hranu. Fréza CoroMill^® MH20 se do výbavy zákazníka hodila výborně. Vyskytl se ale další problém: zákazník neměl se soustružením žádné předchozí zkušenosti. Specialisté společnosti Sandvik Coromant zástupcům zákazníka použití techniky vysvětlili a doporučili i postup při práci s počítačem řízeným frézováním (CNC).

Zákazník následně frézu CoroMill^® MH20 využil pro obrábění materiálu Inconel 718 a A286, což je slitina na bázi železa s vysokou pevností a vynikajícími výrobními vlastnostmi. Tyto materiály jsou v leteckém průmyslu velmi oblíbené. Nástroj pracoval při řezné rychlosti (vc) 40 m/min, posuv na zub (fz) činil 0,3 mm/zub a axiální hloubka řezu (ap) dosáhla 0,5 mm. Nejdůležitější bylo, aby CoroMill^® MH20 překonal výkon stávajících nástrojů za pouhých 30 minut obrábění, aby nedocházelo k vibracím.

Model CoroMill^® MH20 nakonec přispěl k delší životnosti nástroje. Velkou výhodou nástroje byl navíc jeho velmi lehký řez, který umožňoval přesné obrábění. To bylo s předchozím nástrojem nemožné. Dosáhnout ho šlo díky vylepšeným řezným parametrům a kratší době obrábění (30 min). CoroMill^® MH20 navíc těchto hodnot dosáhl, ačkoli má o 1–2 zuby méně než konkurenční nástroj.

Řešení společnosti Sandvik Coromant nabídlo tomuto dodavateli celou řadu možností v oblasti výroby dutin u součástí pro letecký průmysl. Díky přechodu na CoroMill^® MH20 dosáhl zákazník výrazného vylepšení životnosti nástrojů a bezpečnějšího obrábění bez vibrací. Díky těmto výhodám se řezný nástroj osvědčil při přesném obrábění náročných materiálů, při práci s dlouhým vyložením nástrojů a zejména při kontrole kvality leteckých součástí.

Podrobnější informace o fréze Sandvik Coromant CoroMill^® MH20 najdete na webových stránkách.

www.sandvik.coromant.com

  Vyžádejte si více informací…