Největší vyvrtávací tyč na světě

Sandvik Coromant vyvinula pro finského výrobce vyvrtávací tyč Silent Tools.

Společnost Sandvik Coromant, která se specializuje na obráběcí nástroje, kterou zná díky inovacím v oblasti přesného strojírenství celý svět, se opět zapsala do historie, když vyvinula největší vyvrtávací tyč na světě. Tento obří technický zázrak o délce bezmála 11 000 mm (11 m) a průměru 600 mm vznikl na speciální objednávku finské strojírenské skupiny Häkkinen Group Jyväskylä.

Obrovský soustružnický nástroj se bude sloužit pro přesnou výrobu kovových součástí pro celou řadu odvětví, včetně výroby zařízení pro mořskou těžbu ropy a zemního plynu, zařízení pro přenos energie nebo zařízení pro získávání energie z obnovitelných zdrojů.

Na počátku se firma Häkkinen Group Jyväskylä obrátila na zástupce společnosti Sandvik Coromant s nezvyklými požadavky. Potřebovala nástroj, který by byl schopen obrobit specifický typ součásti s neobvyklými rozměry. Vzhledem k smluvně stanovené povinné mlčenlivosti nebylo možné sdělit, o jaký typ součásti se přesně jedná, ale byla neobvykle velká, měřila v průměru 800 mm, její délka činila 12 000 mm (12 m), a vyžadovala obrábění z obou stran.

Požadovaným nástrojem byla vyvrtávací tyč, která se při obrábění vnitřních ploch používá ke zvětšení a přesnému opracování průměru předzhotovených děr v obrobku. Otvory vytvořené vyvrtávací tyčí jsou tvarově a rozměrově přesnější a kvalita obrobeného povrchu je lepší, než v případě děr vrtaných – jejich povrch bývá hrubší.

Průměr a délka vyvrtávací tyče jsou však dány rozměry samotného obrobku. Aby byla zajištěna maximální stabilita, je doporučeno zvolit pro daný typ aplikace největší možný průměr tyče. Zkrátka byla zapotřebí vyvrtávací tyč dosud nevídaných rozměrů. Tak velké rozměry byly zapotřebí proto, aby tyč umožňovala přesné vnitřní soustružnické operace v hlubokých dírách, které s tyčemi standardních velikostí nelze provádět.

Omezení vibrací
Firma Häkkinen Group Jyväskylä se obrátila na svého partnera, společnost ŠMT (dříve Škoda Machine Tool) se sídlem v České republice. Ta je jedním z předních světových výrobců vysoce přesných horizontálních vyvrtávaček, frézek, horizontálních soustruhů a dalších obráběcích strojů. Bylo jasné, že ŠMT bude muset využít služeb výrobce specializovaného na obráběcí nástroje, který by zvládl vyrobit vyvrtávací tyč s tak mimořádnými rozměry, jaké si vyžádaly potřeby tohoto unikátního projektu.

Firma ŠMT se proto obrátila na společnost Sandvik Coromant CZ, též se sídlem v České republice, s dotazem, zda by se o vývoj mimořádně velké vyvrtávací tyče nepostarala.

„Společnost Sandvik Coromant si coby výrobce vyvrtávacích tyčí získala značné renomé, zejména pokud jde o tyče se systémem tlumení vibrací,“ vysvětluje Václav Fáber, projektový inženýr ze společnosti Sandvik Coromant CZ. „Eliminace vibrací vznikajících ve vyvrtávací tyči má naprosto zásadní význam z hlediska udržení požadované přesnosti a kvality obrobeného povrchu v průběhu obrábění.“

Jsou-li vibrace příliš velké, může to vést k nepřesnostem, opotřebení nástrojů a narušení integrity obrobku. Právě toho se firma Häkkinen Group Jyväskylä vzhledem k široké škále prováděných obráběcích operací obávala. Naproti tomu, jsou-li vibrace minimální, podmínky pro práci vyvrtávací tyče jsou stabilní a kontrolované. Výsledkem je vyšší produktivita, delší životnost nástroje i vynikající kvalita obrobeného povrchu.

Firma ŠMT však měla na tyč i další přísné požadavky: její zákazník, firma Häkkinen Group Jyväskylä, potřeboval nástroj, který by byl plně kompatibilní s jeho stávajícími stroji, a zároveň by posouval hranice prováděných soustružnických operací. Kromě toho ale musela být nová tyč kompatibilní i s obrovským soustruhem ŠMT.

Vývoje se ujal závod Sandvik Teeness v norském Trondheimu. Zdejší tým je absolutní světovou špičkou ve vývoji a výrobě vyvrtávacích tyčí už od 60. let 20. století.

Problémy
Uvnitř ocelové tyče se nachází tlumič. Jedná se o součást vyrobenou z těžkého kovu. Tlumič je zařízení sloužící k eliminaci nebo absorpci vibrací. Je uchycen ve speciálních pryžových kroužcích a ve strojích a jiných konstrukcích se s jeho použitím lze setkat jen zřídka.

Dalším důležitým prvkem vyvrtávací tyče je nástrojový držák Coromant Capto^® uchycený na přední straně tyče, který slouží pro upnutí břitových destiček využívaných při obrábění. Spojka Coromant Capto^® byla navržena tak, aby umožnila zkrácení časů nutných k seřízení a výměně nástrojů, čímž se výrazně zvyšuje využití stroje a obráběcí proces je stabilní a spolehlivý.

„Tento nástrojový držák se osvědčil zejména u víceúčelových obráběcích strojů,“ vysvětluje Fáber. „Umožňuje sestavení nástrojů různých délek a s různými konstrukčními parametry bez ohledu na rozhraní stroje. Spojka Coromant Capto navíc splňuje požadavky firmy Häkkinen Group Jyväskylä, aby vyvrtávací tyč umožňovala mnoho různých způsobů průmyslového využití.“

Důkladné zkoušky
Aby mohla být vyhodnocena účinnost tlumicího adaptéru integrovaného v tyči, provedli specialisté ze Sandvik Teeness měření kritických frekvencí přímo v provozu. Tyč byla poprvé uvedena do provozu na velkém CNC soustruhu a několikrát testována ve třech různých aplikacích – hrubování, dokončování a tvarovém obrábění, pokaždé při jiných hodnotách řezných parametrů.

Nástroj pracoval s maximálním povoleným vyložením v délce desetinásobku průměru tyče (10 × D), což je doporučeno s ohledem na minimalizaci vibrací a dosažení maximální stability a přesnosti. Vyvrtávací tyče Silent ToolsTM z nabídky společnosti Sandvik Coromant , nazývané tak proto, že výrazně eliminují vibrace, se obecně využívají pro práci s dlouhým vyložením nástrojů a pro jejich spolehlivou funkci je nesmírně důležité jejich správné a tuhé upnutí. Válcové vyvrtávací tyče je třeba upnout v držáku s dělenou upínací objímkou s minimální délkou upnutí odpovídající čtyřnásobku průměru tyče.

Hodnoty řezných parametrů vycházely z počátečních doporučení vytvořených softwarovou platformou CoroPlus^® Tool Guide a v průběhu zkoušek byly dále upravovány. Při hrubování pracovala vyvrtávací tyč vždy při řezné rychlostí (vc) 100 m/min a velikosti posuvu (fn) 0,4 mm na otáčku. Zatížení vyvrtávací tyče závisí především na hloubce řezu (ap), posuvu a obráběném materiálu. Nemá-li při obrábění docházet ke vzniku vibrací, je třeba dbát na to, aby hodnoty ap a fn byly přiměřené. Příliš vysoké hodnoty ap a fn mohou být příčinou vzniku vibrací v důsledku průhybu nástroje.

Z těchto důvodů byla hodnota ap pro účely testování upravena. Při ap 5,6 mm vykazovala vyvrtávací tyč známky vibrací a při 4,5 mm limitovanou výkonnost, proto byla nakonec jako doporučená stanovena hloubka řezu 3,5 mm.

Při dokončovacím i tvarovém obrábění pracovala vyvrtávací tyč vždy při řezné rychlostí vc 110 m/min a hloubce řezu ap 0,5 mm. Úpravami hodnot fn bylo zjištěno, že optimální a tudíž doporučená hodnota je 0,25, která umožňuje dosažení průměrné drsnosti povrchu (Ra) 3,4.

„Na základě výsledků zkoušek mohli specialisté společnosti Sandvik Coromant doporučit firmě ŠMT břitové destičky a hodnoty řezných parametrů,“ vysvětluje Fáber.

Jaroslav Šuga, Global Account Manager ze společnosti Sandvik Slovakia, k tomu dodává: „S výrobním týmem Sandvik Teeness probíhala pravidelná jednání týkající se dodací lhůty tyče a všech detailů souvisejících s manipulací, dopravou a logistikou. Za úspěchem stojí především spolupráce konstruktérů ze ŠMT, technologů, výrobního týmu v Norsku a všech lidí zapojených do obchodních procesů.“

Další investice
Společnost Sandvik Coromant vyvinula vyvrtávací tyč, který je impozantní nejenom svými rozměry, ale pro firmu Häkkinen Group Jyväskylä má také neocenitelný přínos, když ji nyní její výrobní závod může využívat k přesnému obrábění strojních součástí pro různá průmyslová odvětví. Na firmu ŠMT udělala největší vyvrtávací tyč na světě takový dojem, že v budoucnu hodlá investovat do dalších vyvrtávacích tyčí z nabídky společnosti Sandvik Coromant, byť o něco menších a určených k obrábění menších součástí.

„Největší vyvrtávací tyč na světě je důkazem nepolevujícího úsilí společnosti Sandvik Coromant o přesnost a inovace metod obrábění,“ dodává Fáber.

Další informace o společnosti Sandvik Coromant,a vyvrtávacích tyčích Silent Tools^TM naleznete na jejích webových stránkách.

www.sandvik.coromant.com

  Vyžádejte si více informací…