Silent tools - Poradnik obróbki z tłumieniem drgaǹ

PORADNIK OBRÓBKI Z TŁUMIENIEM DRGAŃ

Poradnik obróbki z tłumieniem

drgań – Silent Tools

Silent Tools

SANDVIK POLSKA Sp. z o.o.Al. Wilanowska 372, 02-665 Warszawa Tel: (22) 647 38 80, 843 83 29 Fax: (22) 843 21 36, 647 12 56www.sandvik.coromant.com/plE-mail: [email protected]

C-1020:17 POL/01 © AB Sandvik Coromant 2012.11

Więcej informacjiPrzydatne informacje oraz opisy sposobów użycia znaleźć można w naszych katalogach, poradnikach i broszurach oraz na stronie Sandvik Coromant.Na naszej stronie internetowej zawsze znajdą Państwo najświeższe informacje!

www.sandvik.coromant.com

Spis treści

1. Wprowadzenie 2

Wprowadzenie, Silent Tools, informacje o poradniku

2

Podstawy - przypomnienie 4

Sposób wykorzystania 6

Typowe przedmioty obrabiane w różnych gałęziach przemysłu

9

Oszczędności, kalkulator ROI 11

2. Frezowanie 12

Uwagi ogólne 12

Czynniki wpływające na powstawanie drgań

15

Wskazówki dotyczące programowania 18

Przegląd produktów 21

Przykłady zastosowań 27

Wskazówki i porady - podsumowanie 31

3. Toczenie 33

Uwagi ogólne 33


41




4. Wytaczanie 67

Uwagi ogólne 67


72




5. Rozwiązania niestandardowe 83

Oferta 83

Przykładowe zastosowanie 86

6. Wzory i definicje 87

2

1. Wprowadzenie

WprowadzenieOd dłuższego czasu, Silent Tools to znak firmowym oprawek narzę-dziowych wyposażonych w specjalny moduł tłumiący drgania powsta-jące podczas obróbki. Większość Klientów stosuje narzędzia Silent Tools na długich wysięgach i dla zwiększenia dostępu do powierzchni przedmiotu. Tymczasem, z ich zastosowania w obróbce na krótszych wysięgach wypływają korzyści w postaci zwiększenia produktywności i poprawy jakości wykończenia powierzchni.

Nie można całkowicie wyeliminować drgań, istnieje natomiast wiele sposobów ich ograniczenia. Niniejszy poradnik pomoże Państwu zwiększyć produktywność obróbki i zmniejszyć drgania.

Poradnik przedstawia różne techniki obróbki, radzi, jak uniknąć kosztownych błędów przy obróbce na długich wysięgach, podaje zasady i zalecenia technologiczne oraz sposoby rozwiązywania najczęstszych problemów w obszarach obróbki tokarskiej, frezarskiej i wytaczarskiej.

Drgania często uniemożliwiają wykorzystanie w pełnym zakresie parametrów obrabiarki, takich jak prędkość, posuw czy głębokość skrawania. Dzięki narzędziom z tłumieniem drgań Silent Tools, możliwe jest zwiększenie parametrów skrawania, zapewnienie bezpiecznego przebiegu obróbki bez drgań i uzyskanie wąskich tolerancji, dobrej jakości wykończenia powierzchni oraz dużo większej wydajności skrawania, a w rezultacie niższego jednostkowego kosztu wykonania przedmiotu.

Poznaj zalety cichej obróbki!

4

Coromant Capto® ISO/CAT

BIG PLUS MAS BT

HSK CAT-V

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

-20 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26

1. Wprowadzenie

Podstawy - przypomnienieW narzędziu z tłumieniem drgań znajduje się moduł tłumiący, składa-jący się z masy tłumiącej i sprężystych gumowych pierścieni, konstruk-cyjnie przystosowany do określonego zakresu częstości drgań. W celu zwiększenia efektywności tłumienia stosowany jest olej.

Wykres przedstawia różnice w wygaszaniu drgań między narzędziem z modułem tłumiącym i bez niego.

Przy długich wysięgach narzędzia, w złączu między końcówką wrze-ciona a uchwytem podstawowym, zaleca się stosowanie styku na dwóch powierzchniach.

Złącze Coromant Capto® - dwie powierzchnie styku

Dwie powierzchnie styku

Jedna powierzchnia styku

Narzędzie z tłumieniem drgań

Narzędzieklasyczne

3,5

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

-0,5

-1

-1,5

-20 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26

5

1. Wprowadzenie

Moduł tłumiący jest zbudowany z masy zawieszonej na sprężystych gumowych pierścieniach.

Sprężyste pierścienie gumowe

Moduł tłumiący w korpusie narzędzia• Element z ciężkiego

metalu• Bez konieczności

regulacji• Niezawodny

Olej stosowany w celu zwiększenia efektywności tłumienia

Należy przestrzegać zakresu parametrów podanych na produkcie (obciążenie, temperatura, obroty, min./ maks. wysięg i ciśnienie):

• Temperatura jest kluczowa dla stanu gumowych pierścieni modułu tłumiącego

• Maksymalna temperatura zależy od rodzaju produktu i jest podana na narzędziu, np. 75-120°C (167-248 F)

6

1. Wprowadzenie

Wybór właściwego narzędziaWybór odpowiedniego narzędzia jest istotny dla uzyskania najwyższej produktywności i optymalnych wyników obróbki. Ponieważ moduł tłumiący najlepiej sprawuje się w pewnych określonych warunkach, dla różnych wysięgów (długość/średnica) należy zidentyfikować najlepsze rozwiązanie.

Każde narzędzie z tłumieniem drgań obliczono na określony zasięg roboczy (pasmo częstości drgań), a co za tym idzie powinno się trzymać tych zaleceń bo w przeciwnym wypadku tłumienie nie będzie efektywne. W związku z tym, stosowanie krótkich narzędzi na przedłużeniu nie zapewni oczekiwanych wyników.

Zwiększenie sztywności statycznej narzędzia skrawającego pozwoli zwiększyć wydajność skrawania i produktywność bez ryzyka wystąpienia drgań. Należy wybierać narzędzia umożliwiające złożenie zespołów o jak najmniejszej długości i największej średnicy. Oba parametry mają równorzędne znaczenie.

Narzędzie modułowe należy budować tak, aby moduły o największejśrednicy znajdował się po stronie obrabiarki.

Sposób wykorzystaniaW zakresie zespołów o długości 3 x BD (średnica korpusu) i więcej istnieje potencjał dla poprawy produktywności przez zastosowanie narzędzi z tłumieniem drgań.

Dla zespołów o długości 4 x BD, dzięki narzędziom z tłumieniem drgań możliwe jest zwiększenie parametrów skrawania o ponad 50%, a dla 6 x BD i więcej, wyłącznie rozwiązania z modułami tłumiącymi zapewniają dobrą produktywność, jakość otworu i chropowatość powierzchni.

W zastosowaniach wymagających użycia narzędzi o nietypowej długości, średnicy lub typie przyłączy, których nie obejmuje oferta produktów "z półki", proponujemy zapewniające najwyższą wydajność specjalne rozwiązania inżynierskie.

7

BD

F

LU

1. Wprowadzenie

Zmniejszenie sił skrawaniaNależy zacząć od wyboru optymalnego narzędzia skrawającego. Następnie, w celu zminimalizowania ugięcia, wybrać rozwiązanie o jak największej średnicy i jak najmniejszym wysięgu.

Należy mieć na uwadze, że moduł tłumiący powinien znajdować się jak najbliżej krawędzi skrawającej i być obciążony jak najmniejszą masą. Mała masa narzędzia skrawającego pozwoli ograniczyć ener-gię kinetyczną, a tym samym ryzyko powstania drgań, ułatwi też ich tłumienie. Dzięki temu, możliwe będzie zwiększenie maksymalnego wysięgu narzędzi jednolitych i z tłumieniem drgań.

Strategie te sprzyjają zmniejszeniu przebiegu zmian sił skrawania i drgań.

Ugięcie (δ) =

64 × F × LU3

3 x E x π x BD4

E: Moduł YoungaF: SiłaLU: Długość użytkowaBD: Średnica korpusu

8

mkf

π21=

1. Wprowadzenie

Podsumowanie:1. Zmniejsz siły skrawania przez wybór odpowiedniego narzędzia skra-

wającego i płytki2. Ogranicz ugięcie przez zwiększenie sztywności statycznej wybierając

najkrótszy wariant narzędziowy o możliwie największej średnicy3. Mała masa narzędzia skrawającego pozwoli ograniczyć energię kine-

tyczną, a tym samym ryzyko powstania drgań4. Stosuj duże średnice narzędzi modułowych z przedłużeniami5. W przypadku produktów specjalnych, zastanów się nad użyciem

dedykowanego kształtu i wzmocnionego materiału

Podstawowe informacje o drganiach

Konstrukcje mechaniczne mogą wpadać w drgania przy jednej lub kilku częstotliwościach rezonansowych, zależnych od geometrii i materiału. Każda częstotliwość rezonansowa ma właściwy jej rodzaj drgań. Tłumienie przyspiesza wygaszanie wzbudzonych drgań. Im większe ugięcie, tym większa energia oscylacji.

Zmiany sił skrawania podczas obróbki wywołują drania samowzbudne o częstotliwość drgań własnych obrabiarki. Amplituda wzbudzonych drgań będzie się zwiększać, o ile zmiany sił skrawania nie zostaną zminimalizowane.

Zmiany sił skrawania zależą od wielu czynników. Jeśli nie podejmie się żadnych działań mających na celu zmniejszenie sił skrawania, drgania będą się zwiększać.

• Rozdrabnianie wiórów• Obróbka przerywana• Wtrącenia w materiale• Odchyłki okrągłości przedmiotu obrabianego• Powstawanie narostu

k = współczynnik sprężystościm = masa narzędziaf = częstotliwość rezonansowaδ = ugięcie narzędziaF = siła działająca na narzędzie

9

1. Wprowadzenie

Typowe przedmioty obrabianeNarzędzia Silent Tools stwarzają duży potencjał dla poprawy produktywności we wszystkich gałęziach przemysłu. W przypadku przedmiotów, do których obróbki konieczne jest użycie długich narzędzi (~6-14 x BD), Silent Tools to jedyne rozwiązanie gwarantujące obróbkę bez drgań.

Inżynieria ogólnaTypowe przedmioty: wały, wsporniki, podzespoły hydrauliczne (cylindry, tuleje), obudowy pomp i zaworów, itp.

Przemysł energetycznyTypowe przedmioty: obudowy i tarcze turbin gazowych, itp.

Przemysł lotniczyTypowe przedmioty: podwozia samolotowe, wały, podzespoły z tytanu, tarcze turbin, itp.

10

1. Wprowadzenie

Przemysł petrochemicznyTypowe przedmioty: obudowy pomp, rury, suwaki zaworów, itp.

Przemysł motoryzacyjnyTypowe przedmioty: bloki cylindrów, elementy tłoczników, elementy silnika, itp.

11

1. Wprowadzenie

Oszczędności - kalkulator ROIDzięki poprawie produktywności i zmniejszeniu liczby wybrakowanych przedmiotów, czas zwrotu inwestycji w narzędzia Silent Tools niemal we wszystkich przypadkach jest krótki. Sandvik Coromant udostęp-nia trzy kalkulatory do obliczania zwrotu inwestycji (ROI) w narzędzia Silent Tools w obróbce wytaczarskiej, frezarskiej i tokarskiej. Na podstawie wybranych parametrów, kalkulator podaje wynik i czas zwrotu inwestycji w narzędzia Silent Tools, w porównaniu do narzędzi bez modułu tłumiącego.

Kalkulatory są dostępne na stronie internetowej: www.sandvik.coromant.com

12

2. Frezowanie

2. FrezowanieUwagi ogólneObróbka z użyciem narzędzi obrotowych przebiega inaczej niż w przypadku narzędzi tokarskich, gdzie wytaczak jest umieszczony w sztywnym uchwycie, natomiast warunki powodzenia obróbki są w większości takie same:

• Sztywne mocowanie• Stosowanie możliwie najkrótszego narzędzia• Możliwie największa średnica narzędzia• Jak najmniejsza masa narzędzia skrawającego, zmniejszająca

energię kinetyczną ewentualnych drgań

13

2. Frezowanie

Zmniejszenie drgańZamocowanie przedmiotu obrabianego i stabilność obrabiarki to dwa ważne czynniki, które należy wziąć pod uwagę dążąc do zmniejszenia drgań układu.

Przedmiot obrabiany – Przedmiot obrabiany należy zamocować tak, by równoważyć

siły skrawania powstające podczas obróbki – Stosować rozwiązania frezarskie, których konstrukcja i kąt

przystawienia generują siły skrawania w najbardziej stabilnej osi przedmiotu

– Optymalna technika i kierunek obróbki zapewnią największą stabilność przedmiotu w trakcie skrawania

Obrabiarka – Stan obrabiarki ma istotny wpływ na powstawanie drgań. Duże

zużycie łożyska wrzeciona lub mechanizmu posuwu pogarsza parametry obrabiarki.

14

3 × BD 4 × BD 5 × BD 6 × BD 7 × BD 8 × BD

( )

2. Frezowanie

Adaptery Silent Tools dedykowane do różnych wysięgów mają różnie nastrojone moduły tłumiące. Najlepszą wydajność zapewni adapter o optymalnie dobranej długości, a nie kilka adapterów przedłuża-jących. Jeśli potrzebny jest adapter o długości powyżej 7–8 x BD, warto zamówić narzędzie specjalne.

Skuteczność tłumienia

Przedłużki obniżają skuteczność tłumienia!

Stosuj adaptery z tłumieniem drgań dedykowane do danego

zakresu zastosowań!

15

CoroMill 390/ CoroMill 490

CoroMill 345 CoroMill 210CoroMill 200/ CoroMill 300

2. Frezowanie

Czynniki wpływające na powstawanie drgańIstnieją cztery podstawowe czynniki wpływające na powstawanie drgań:

• Kąt przystawienia i siły skrawania• Średnica narzędzia a promieniowa głębokość skrawania• Geometria płytki• Podziałka frezu

Kąt przystawienia Kąt przystawienia decyduje o kierunku sił skrawania. Im większy kąt kappa (KAPR), tym większe promieniowe siły skrawania. Należy stosować model frezu odpowiedni do rodzaju obróbki i zastosowania.

Wraz ze wzrostem promieniowych sił skrawania, różnica między narzędziami z tłumieniem drgań i bez nich staje się coraz bardziej widoczna.

Przy małym kącie przystawienia i krótkim wysięgu, można osiągnąć maksymalną głębokość skrawania przed wystąpieniem drgań.

Większa stabilność narzędzia

16

2. Frezowanie

Średnica narzędzia a promieniowa głębokość skrawaniaNarzędzie o mniejszej średnicy wymaga mniej mocy i mniejszego momentu, mniejsze są też siły powodujące ugięcie. Należy zadbać o to, by stosunek średnicy frezu do promieniowej głębokości skrawania (szerokości frezowania) był mniejszy od którejkolwiek wartości maksymalnej.

Geometria płytkiNależy stosować narzędzia o geometrii lekkiej lub średniej.

Ograniczenia narzędzi Silent ToolsWysoka temperatura może zmienić sposób działania modułu tłumiącego. W miarę możliwości, należy stosować powietrze lub chłodziwo podawane przez narzędzie. Również bardzo wysokie prędkości obrotowe n (obr/min) mogą wpłynąć na funkcjonalność modułu tłumiącego.

17

2. Frezowanie

Podziałka frezuGdy z obrabianym materiałem styka się kilka płytek, ryzyko wystą-pienia drgań wzrasta. Jednak jeśli nie przekracza się krytycznej dla wystąpienia drgań głębokości skrawania, duża liczba płytek sprzyja poprawie produktywności. Aby zapewnić optymalną wydajność pracy frezu, należy wybrać odpowiednią szerokość frezowania i podziałkę. W większości przypadków, najlepszą produktywność obróbki z użyciem narzędzi z tłumieniem drgań zapewnia podziałka rzadka.

Frez z podziałką nierówno-mierną o małej liczbie płytek. Pierwszy wybór do obróbki w niestabilnych warunkach ze względu na najmniejsze siły skrawania.

Frez z podziałką równomier-ną lub nierównomierną (w zależności od konstruk-cji) o średniej liczbie płytek. Pierwszy wybór do obróbki zgrubnej w stabilnych warunkach.

Frez z podziałką równomier-ną o dużej liczbie płytek. Pierwszy wybór do zastoso-wań wymagających dużej produktywności przy małym ae (więcej niż jedna płytka zagłębiona w materiał).

Podziałka rzadka - L Podziałka normalna - M Podziałka gęsta - H

Frez z podziałką nierównomiernąSiły harmoniczne powodują drgania, dlatego frez z podziałką nierównomierną to najlepsze rozwiązanie umożliwiające zmniejszenie drgań. Frez o takiej konstrukcji eliminuje siły harmoniczne zwiększając stabilność układu i jest szczególnie przydatny przy dużej wartości ae i obróbce na długich wysięgach.

18

Nya bilder från Borgs!

2. Frezowanie

Wskazówki dotyczące programowaniaZgodnie z ogólną zasadą, przy frezowaniu czołowym zaleca się stałe zagłębienie frezu w materiał i unikanie kilku przejść przez całą długość obrabianego przedmiotu. W ten sposób frez rzadziej zagłębia się w materiał i z niego wychodzi, co chroni płytki przed obciążeniami mogącymi prowadzić do drgań.

Zagłębianie w materiał po łuku Frez bez przerwy zagłębiony w materiale

Zagłębianie głowicy w materiał po łukuPrzy zagłębieniu po łuku z kierunkiem ruchu wskazówek zegara powstają cienkie wióry, których grubość na wyjściu jest bliska zeru. Metoda ta pozwala uniknąć drgań, w odróżnieniu od techniki obróbki generującej wióry grube na wyjściu.

19

2. Frezowanie

Kierunek frezowaniaFrezowanie współbieżne stanowi pierwszy wybór w większości operacji frezarskich. Jeśli obrabiarka ma zbyt małą moc lub obrabiany przedmiot jest bardzo podatny, zalecane jest frezowanie przeciwbieżne. Trzeba jednak pamiętać, że podczas frezowania przeciwbieżnego siły skrawania unoszą przedmiot. Należy temu przeciwdziałać stosując odpowiednie mocowanie.

20

2. Frezowanie

Opasanie głowicy frezarskiejPrzy ogólnym frezowaniu czołowym, średnica frezu powinna być o 20-50% większa niż szerokość frezowania, a frez należy ustawiać w taki sposób, by jego oś obrotu nie pokrywała się z osią symetrii (środkiem) przejścia.

Jeśli średnica frezu jest mniejsza niż szerokość przedmiotu obrabianego, maksymalna szerokość frezowania nie powinna przekraczać 60-70% średnicy frezu.

Aby nie dopuścić do drgań przy frezowaniu całą szerokością głowicy, należy ograniczyć liczbę płytek zagłębionych w materiał.

21

2. Frezowanie

Przegląd produktówAsortyment gotowych adapterów frezarskich Silent Tools ze złączem HSK lub systemem modułowym Coromant Capto jest bardzo szeroki.

Jeśli żaden adapter z asortymentu standardowego nie jest odpowiedni do danego zastosowania, warto skorzystać z narzędzia niestandardo-wego. Adaptery do frezów tarczowych oraz wbudowane moduły tłumią-ce w dużych frezach tarczowych i frezach długoostrzowych również są dostępne jako rozwiązania niestandardowe.

Frezy trzpieniowei walcowo-czołowe

Adaptery frezarskie z tłumieniem drgań do frezów czołowych i walcowo-czołowych

CoroMill® 390D Adaptery z tłumieniem drgań– Coromant Capto

Adaptery z tłumieniem drgań– HSK

Chwyt cylindryczny lub złącze Coromant Capto

Złącze Coromant Capto (C4, C5, C6 i C8)

Złącze HSK (HSK 63 i HSK 100)

Podziałka rzadka, normalna i gęsta

Szeroki asortyment wymiennych głowic frezarskich

Szeroki asortyment wymiennych głowic frezarskich

DC: 20-40 mm (0.787-1.575 cala)

Chłodziwo podawane przez narzędzie

Chłodziwo podawane przez narzędzie

Wysięg: ≤ 5 x BD BD: 40-80 mm(1.575-3.150 cala)

BD: 63-100 mm(2.480-3.937 cala)

DMM: 16-32 mm(0.750-1.500 cala)

DMM: 16-27 mm(0.750-1.000 cala)

Wysięg: ≤ 8 x BD Wysięg: ≤ 8 x BD

22

5 × BD 6 × BD 7 × BD 8 × BD

3.000 80

2.500 63

2.000 50

1.500 40

40

32

25

20

2. Frezowanie

• Zintegrowane z tłumikiem drgań frezy CoroMill 390 o średnicy 20–40 mm (0.79–1.575 cala) dostępne są w ofercie standardowej

• Adaptery z tłumieniem drgań o średnicy powyżej 40 mm (1.575 cala) dostępne są w ramach oferty standardowej ze złączami Coromant Capto C4–C8 po stronie obrabiarki oraz mocowaniem trzpieniowym z wewnętrznym doprowadzeniem chło-dziwa. Bogata oferta uchwytów podstawowych sprawia, że zespół z układem tłumiącym stosować można na większości obrabiarek.

• Dla obrabiarek ze złączem HSK oferujemy zintegrowane adaptery, współpracujące z uchwytami podstawowymi HSK marki Sandvik Coromant

Wysięg LU/BD

Średnica adaptera, BD

cale

Narzędzia specjalne

Adaptery Coromant Capto® i HSK do narzędzi obrotowychAdaptery z tłumieniem drgań do frezów czołowych i walcowo-czołowych

CoroMill® 390DFrez trzpieniowy i walcowo-czołowy

mm

23

2. Frezowanie

CoroMill® 390D – obszar zastosowańRodzina CoroMill 390D to akcelerator produktywności dla długich, smukłych narzędzi; zapewnia dobre wyniki obróbki na obrabiarkach pionowych i poziomych. Konstrukcja frezów umożliwia dotarcie do miejsc trudno dostępnych i oszczędność czasu przy obróbce blisko uchwytu na obrabiarkach wielozadaniowych.

24

2. Frezowanie

W asortymencie znajdują się narzędzia ze złączami Coromant Capto C6, C5 oraz chwytami cylindrycznymi o średnicy 20, 25, 32 i 40 mm (0.787, 0.984, 1.260 i 1.575 cala), zapewniającymi zasięg równy 3–5-krotności średnicy skrawania, DC.

• Coromant Capto® C5

– Bardzo dobra stabilność– Duży asortyment uchwytów podstawowych– Pierwszy wybór do miejsc trudno dostępnych

• Coromant Capto® C6

– Bardzo dobra stabilność– Duży asortyment uchwytów podstawowych– Zintegrowane z wrzecionami w obrabiarkach wielozadaniowych– Pierwszy wybór do miejsc łatwo dostępnych

• Chwyty cylindryczne– HydroGrip: dokładne mocowanie frezu– Uchwyty z tuleją zaciskową

25

2. Frezowanie

Długie i krótkie uchwyty podstawoweDostępne są rozwiązania o długości do 8 x BD, zestawiane z adapte-rów z mocowaniem trzpieniowym i uchwytów podstawowych różnej długości. Do obróbki na wysięgach o długości powyżej 8 x BD lub w zastosowaniach specjalnych, najlepszym rozwiązaniem są narzę-dzia niestandardowe.

Bez tłumienia drgań/jednolite

Specjalne

26

3 x BD 4 x BD 5 x BD 6 x BD 7 x BD 8 x BD 9 x BD

3 x BD 4 x BD 5 x BD 6 x BD 7 x BD 8 x BD 9 x BD

2. Frezowanie

Adaptery frezarskie z tłumieniem drgań do frezów trzpieniowych i walcowo-czołowych

• Cx-391.05CD

• 392.41005CD

27

2. Frezowanie

Zastosowanie narzędzia Silent Tools do frezowania walcowo- czołowego obudowy zaworu poprawiło wydajność skrawania i jakość wykończenia powierzchni. Drgania nie wystąpiły mimo zwiększenia prędkości i głębokości skrawania oraz obrotów wrzeciona. Wyniki nie pozostawiają miejsca na wątpliwości: wzrost produktywności o 149% i zwrot inwestycji po dziewięciu tygodniach!

Rodzaj obróbki Frezowanie walcowo-czołowe – interpolacja śrubowa

Materiał obrabiany CMC 09.1, K3.2.C.UT, żeliwo sferoidalne

Koszt maszynowy/godz. 195 EUR

Usunięty materiał 179 (10.92)/szt. cm3 (cale3)

ZEFF (liczba efektywnych ostrzy) 5

Długość zespołu 280 mm (11.024 cala)

Konkurent Silent Tools

Adapter C6-391.05 CD-22 200

Głowica frezarska R390-066 Q22-18M

Parametry skrawania

n, obr/min 700 1352

vc, m/min (stopy/min) 176 (577) 280 (918)

fz, mm (cale) 0.31 (0.012) 0.27 (0.010)

vf, mm/min (cale/min) 687 (27.05) 1 156 (45.52)

vfa, mm/min (cale/min) 8.0 (0.315) 19.0 (0.748)

AP, mm (cale) 4.0 (0.158) 6.0 (0.236)

ae, mm (cale) 18.59 (0.732) 18.59 (0.732)

Łączny czas jednostkowy 30.07 min 12.08 min

Trwałość narzędzia (liczba obrobionych przedmiotów)

10 20

Przykłady zastosowańPrzykład pierwszy: obudowa zaworu

28

2. Frezowanie

Rodzaj obróbki Interpolacja śrubowaMateriał obrabiany CMC 09.1


Usunięty materiał Q=182 cm3/min (11.11 cala3/min)



Zalecane parametry skrawaniaae, mm (cale) 17.56 (0.691)n, obr/min 900

vc, m/min (stopy/min) 238 (780)

fz, mm (cale) 0.32 (0.013)

vfa, mm/min (cale/min) 24 (0.945)

AP, mm (cale) 6.0 (0.236)

Łączny czas jednostkowy 27.58 min

Trwałość narzędzia (liczba przedmiotów) 10

Przykład drugi: obudowa zaworu

29

2. Frezowanie

Obudowa zaworu o łącznej długości 850 mm (33.46 cala) jest produkowana w liczbie 300 sztuk rocznie. W styczniu 2012 wprowadzono niewielką zmianę w technologii produkcji. Obudowa wymagała obustronnej obróbki na całej długości; zmiana polegała na wprowadzeniu obróbki wykończeniowej średnicy wewnętrznej 140 mm (5.51 cala) na długości maksymalnej 425 mm (16.73 cala).

W ramach racjonalizacji technologii, zrezygnowano z dwuetapowej obróbki zgrubnej i obróbki wykończeniowej do Ø140 H7 po spłukaniu wiórów i zastosowano interpolację śrubową oraz wytaczanie wykoń-czeniowe. W zespole narzędzi o długości 480 mm (18.9 cala) znalazł się adapter frezarski C8-391.05CD-27 360, uchwyt podstawowy oraz frez o zwiększonym wymiarze średnicy roboczej CoroMill 390.

Dzięki zmianie technologicznej, klient oszczędza 22 000 EUR rocznie. Oznacza to 9-tygodniowy czas zwrotu inwestycji lub 64 obrobione obu-dowy. Równie ważny jest fakt, że trwałość narzędzia wzrosła z dwóch przedmiotów do dziesięciu!

Obróbka stopniowa z jednej strony

Rozwiązanie porównawcze Rozwiązanie zalecane

Operacja 1 Wytaczanie zgrubne do średnicy 135 mm (5.31 cala)

Interpolacja śrubowa do średnicy 139.8 mm (5.50 cala)

Operacja 2 Wytaczanie zgrubne do średnicy 139.8 mm (5.50 cala)

Wytaczanie wykończeniowe do średnicy 140 mm (5.51 cala) H7

Operacja 3 Przepłukanie

Operacja 4 Wytaczanie wykończeniowe do średnicy 140 mm (5.51 cala) H7

30

2. Frezowanie

Kieszeń ma wymiary 457 x 457 x 406 mm (18 x 18 x 16 cala). Promień narożników wynosi 25.4 mm (1.0 cala); do ich obróbki potrzebny jest frez 50 mm (2.0 cale). Dotychczasowa technologia była nieproduktywna; ponieważ zakład coraz częściej wykonywał obróbkę głębokich kieszeni, postanowiono skoncentrować się na poprawie produktywności.

Dzięki zastosowaniu adaptera frezarskiego z tłumieniem drgań, przedłużenia, frezu CoroMill® 210 i gatunku GC1040, udało się zwiększyć produktywność do zakładanego poziomu. Wynik: Obróbka za pomocą narzędzia konkurencyjnego zajęła 15 godzin, natomiast obróbka z użyciem narzędzi Silent Tools trwała niecałe siedem godzin.

Rodzaj obróbki Obróbka głębokiej kieszeni

Przedmiot obrabiany Komora

Materiał obrabiany CMC 01.2


Usunięty materiał 132 cm3/min (8.06 cala3/min)



Parametry skrawania Konkurent Silent Tools

n, obr/min 1100 1550

vc, m/min (stopy/min) 176 (578) 249 (817.3)

fz, mm (cale) 0.46 (0.018) 0.41 (0.016)

vf, mm/min (cale/min) 2030 (80) 2540 (100)

AP, mm (cale) 0.50 (0.02) 1.02 (0.04)

ae, mm (cale) 51 (2.00) 51 (2.00)

Łączny czas jednostkowy 900 min 400 min


0.1 0.25

31

2. Frezowanie

Wskazówki i porady - podsumowanieGeometrie i gatunki płytekWybieraj płytki o małym zaokrągleniu krawędzi (ER). Cienkie pokrycie jest lepsze od grubego. W razie potrzeby, stosuj płytki niepokrywane. Wybieraj płytki o ostrej krawędzi i dodatniej geometrii formującej wióry.

Kąt przystawieniaIm mniejszy kąt przystawienia, tym cieńsze wióry, które szerzej rozkładają się wzdłuż krawędzi skrawającej i umożliwiają zwiększe-nie posuwu na ostrze. Mniejszy kąt przystawienia powoduje także, że więcej sił skrawania działa w kierunku osiowym, zmniejszając ryzyko wystąpienia drgań.

Podziałka frezuW większości przypadków, najlepszą produktywność obróbki z użyciem narzędzi z tłumieniem drgań zapewnia podziałka rzadka. Frez z podziałką rzadką różnicuje zmiany kierunku sił skrawania. Mniejsza liczba płytek sprzyja często znacznemu zwiększeniu osiowej głębokości skrawania.

Posuw na ostrzeDuży posuw na ostrze może wywierać stały nacisk na wrzeciono obrabiarki i zapobiegać luzom w łożyskach.

32

2. Frezowanie

Maksymalna objętościowa wydajność skrawania (Q)Na początek, w miarę możliwości wybierz ae w zakresie 60%–80% średnicy głowicy. Zmniejsz liczbę płytek, aby uzyskać maksymalne Q. Jest to szczególnie ważne przy frezowaniu całą szerokością głowicy.

Odprowadzanie wiórówAby nie dopuścić do ponownego przecinania wiórów, stosuj sprężone powietrze. Jest to szczególnie ważne przy frezowaniu głębokich wybrań. Zwróć uwagę, że frez z podziałką rzadką zapewnia więcej miejsca do odprowadzania wiórów.

Zagłębianie narzędzia w materiał i wychodzenie z niegoUnikaj ustawienia, w którym oś obrotu frezu pokrywa się z krawędzią obrabianego przedmiotu. W takiej sytuacji, płytka wychodzi z materiału przy maksymalnej grubości wiórów i jest poddawana dużym obciąże-niom na wejściu i wyjściu.

33

3. Toczenie

3. ToczenieUwagi ogólneStabilność mocowania i prawidłowe ustawienie w osi to dwa czynniki decydujące o klasie dokładności wykonania i chropowatości powierzchni przedmiotu. Aby uzyskać jak największą powierzchnię styku, zaleca się zamocować wytaczak cylindryczny za pomocą tulei dzielonej. Tuleje EasyFix zapewniają najbardziej stabilne mocowanie i dokładne ustawienie narzędzia w osi. Od ustawienia w osi zależy kąt natarcia i siły działające na narzędzie.

Zalecana tolerancja otworu mocującego to ISO H7. Dla uniknięcia odkształcenia plastycznego zaleca się, aby tuleja wykonana była z materiału o twardości przynajmniej 45 HRC. Śruby w żadnym wypadku nie mogą stykać się z chwytem wytaczaka, aby go nie uszkodzić.

Przy obróbce na długich wysięgach, właściwe mocowanie odgrywa kluczową rolę.

34

10xBD 4xBD

BD

3. Toczenie

Wytaczaki - uwagi ogólne• Dla zapewnienia właściwego styku mocowania, wymagana jest

chropowatość powierzchni ~1 µm• Zalecana długość mocowania to 4 × BD. W miarę możliwości, dla

wytaczaków o średnicy powyżej 200 mm (7.87 cala) zalecamy długość mocowania 6 × BD

• Wytaczaki cylindryczne powinno się mocować za pomocą tulei dzielonych. Zalecana tolerancja otworu mocującego to ISO H7

• Dla uniknięcia odkształcenia plastycznego zaleca się, aby tuleja wykonana była z materiału o twardości przynajmniej 45 HRC

• Do dużych wytaczaków można użyć podwójnego mocowania dzielonego

• Najlepszą stabilność mocowania wytaczaka zapewni dzielone mocowanie do wytaczaków

Średnicę i długość wytaczaka najlepiej dostosować do konstrukcji i wymiarów obrabianego przedmiotu. Rozwiązaniem pierwszego wyboru zapewniającym najlepszą stabilność mocowania jest złącze Coromant Capto lub tuleja dzielona do wytaczaków. O wyborze wytaczaka decydują średnica otworu i jego głębokość.

1-1,5 x BD

35

3. Toczenie

Mocowanie wytaczaków z tłumikiem drgańPrzeszkodą w uzyskaniu sztywności układu jest konstrukcja głowicy rewolwerowej w tokarce CNC oraz elastyczności obrabiarki wielozadaniowej. W przypadku dużych wytaczaków cylindrycznych, mała szerokość głowicy rewolwerowej nie zapewni dostatecznie dużego stosunku długości mocowania do średnicy wytaczaka, pogarszając tym samym stabilność układu.

Dla tokarek z głowicą rewolwerową rozwiązaniem zapewniającym stabilne zamocowanie i to bez użycia długich tulei, za to oferującym funkcję szybkiej wymiany, jest złącze typu Coromant Capto.

Właściwe mocowanie odgrywa kluczową rolę. Na zdjęciach przedstawiono powierzchnie uzyskane przy 1) nieprawidłowym mocowaniu oraz2) z użyciem dzielonego mocowania do wytaczaków.

36

3. Toczenie

Tokarki z płaskim łożemTokarki z płaskim łożem i sztywnym uchwytem zapewniają zwykle lepszą sztywność i stabilność w porównaniu do tokarek z głowicą rewolwerową, mogą też utrzymać większe i dłuższe wytaczaki. Ograniczeniem po stronie obrabiarki może być w tym przypadku zastosowany imak narzędziowy, wielkość obrabiarki i sztywność wynikająca z zastosowanej konstrukcji.

Stabilność sań i prowadnic decyduje o wynikach obróbki z użyciem wytaczaków Silent Tools na długich wysięgach. Aby zoptymalizować wyniki obróbki, sztywny imak należy mocować za pomocą dużych, równomiernie i naprzemiennie rozmieszczonych suportów poprzecz-nych długości równej lub większej od długości mocowania, 4 x BD. Należy pamiętać, że masa znacząco wzrasta ze wzrostem wielkości wytaczaka:

• Średnica 100 mm (3.94 cala) = 88 kg (194.0 lb)• Średnica 120 mm (4.72 cala) = 140 kg (308.7 lb)

Najlepsza konstrukcja sztywnego uchwytu to rama typu A, na której wytaczak jest zamocowany bezpośrednio nad i pomiędzy saniami tokarki.

37

3. Toczenie

Czynniki decydujące o optymalnej wydajności wytaczaka to powierzchnia styku, konstrukcja i tolerancja wymiarowa narzędzia i oprawki. Najlepszą stabilność zapewnia rozwiązanie, w którym oprawka całkowicie obejmuje wytaczak. Nie zaleca się oprawek pryzmatycznych, ani oprawek z otworem cylindrycznym, gdzie trzonek dokręca się za pomocą śrub.

Mocowanie tulejami dzielonymi do wytaczaków o średnicy 300 mm (11.81 cala). Odległość między suportami poprzecznymi wynosi 1200 mm (47.24 cala) (4 x BD).

38

3. Toczenie

Przyrząd do ustawiania poprawnej wyso-kości ostrza w obrabiarcePoprawną wysokość ostrza wszystkich wyta-czaków CoroTurn SL z chwytem cylindrycznym można szybko i dokładnie ustawić:

1. Przyłóż przyrząd ząbkowaną powierzchnią do złącza SL na trzonku

2. Obróć trzonek do właściwego położenia3. Wytaczak jest ustawiony prawidłowo jeśli pę-

cherzyk gazu znajduje się na środku

Nawet jeśli wytaczak ugnie się nieznacznie poniżej osi podczas obróbki, część chwytowa wytaczaka pozostaje w osi.

Inne przyrządy do ustawiania poprawnej wysokości ostrza to wzorzec lub kieł.

Szybkowymienna głowica CoroTurn SL na trzonku z tłumieniem drgań o średnicy 300 mm (11.81 cala) na wysięgu 10 x BD.

39

3. Toczenie

Ciśnienie chłodziwa i jego kierunekDla zapewnienia optymalnej trwałości narzędzia i bezpieczeństwa obróbki, chłodziwo należy kierować bezpośrednio do strefy skrawania. W przypadku narzędzi z głowicami szybkowymiennymi SL, regulację dysz podających chłodziwo należy przeprowadzać ręcznie, aby chłodziwo docierało wprost do strefy skrawania. Dla zapewnienia optymalnych wyników, należy stosować narzędzia ze zintegrowanym systemem podawania chłodziwa i kilkoma dyszami. Jest to ważne również przy toczeniu wewnętrznym na długich wysięgach. Dopływ chłodziwa reguluje się za pomocą klucza sześciokątnego.

Odstęp między wytaczakiem a wewnętrznymi ściankami otworu ma kluczowe znaczenie dla odprowadzania wiórów i ugięcia promieniowego. Do obróbki otworu o średnicy 100 mm (3.94 cala) można stosować wytaczak 80 mm (3.15 cala), który zapewnia wystarczający odstęp do odprowadzania wiórów chroniąc przed uszkodzeniem narzędzia i przedmiotu.

Chłodziwo można doprowadzać od tyłu wytaczaka złączami o ujedno-liconej wielkości zaopatrzonymi w gwint BSP. Wytaczaki z tłumieniem drgań Sandvik Coromant są wyposażone w gwintowane otwory do podawania chłodziwa.

40

3. Toczenie

Zaawansowana technika doprowadzenia chłodziwaZaawansowana technika doprowadzenia chłodziwa opracowana przez Sandvik Coromant pozwala zoptymalizować korzyści z użycia chłodzi-wa w obróbce. Dzięki precyzyjnemu doprowadzeniu chłodziwa do strefy skrawania, chłodzenie i łamanie wiórów przebiega wyjątkowo efektywnie nawet w materiałach trudnych w obróbce i niezależnie od ciśnienia chłodziwa.

• Precyzyjny strumień chłodziwa podawany przez oprawki Sandvik Coromant HP zapewnia lepsze rezultaty niż zwykłe oprawki i chłodzenie zalewowe nawet przy niskim ciśnieniu chłodziwa (do ~30 bar/ 435 PSI)

• Przy wysokim ciśnieniu chłodziwa (powyżej 30 bar/ 435 PSI), największą produktywność zapewnią oprawki Sandvik Coromant HP i płytki o geometrii dedykowanej do obróbki z chłodziwem pod wysokim ciśnieniem. Im wyższe ciśnienie chłodziwa, tym trudniej-sze zastosowania i materiały można obrabiać z dobrymi wynikami. Niekiedy, silny strumień chłodziwa jest wykorzystywany do wypłuki-wania wiórów z otworu.

Adaptery Silent Tools wytrzymują ciśnienie chłodziwa 70 bar (1015 PSI); wyjątkiem jest adapter wytaczarski o średnicy 100 mm (3.94 cala), przystosowany do ciśnienia 50 bar (725 PSI).

41

3. Toczenie

Czynniki wpływające na powstawanie drgańAby zminimalizować ryzyko drgań:

• Stosuj duży kąt przystawienia i dodatni kąt natarcia• Stosuj płytki z dużym promieniem i kątem naroża• Stosuj dodatnie makrogeometrie• Obserwuj zużycie i zaokrąglenie krawędzi mikrogeometrii• Głębokość skrawania powinna być większa niż promień naroża

płytki skrawającej

Przy małych promieniowych siłach skrawania maleje ugięcie narzę-dzia i ryzyko drgań. Najlepsze wyniki uzyskamy, gdy promieniowa głębokość skrawania będzie większa niż promień naroża płytki, przy kącie przystawienia 90° (tj. 0° wg ANSI). Jeśli promieniowa głębo-kość skrawania jest mniejsza, podobne rezultaty uzyskamy dla kąta przystawienia 45°.

Podatność na drgania

Kąt przystawienia wg ANSI

Promień i kąt naroża, mm (cale)

Makrogeometria

Mikrogeometria

Stosunek głębokości skrawania do promienia naroża

42

3. Toczenie

Należy pamiętać, że zmiana kierunku działania sił skrawania może przyczynić się do zmniejszenia ugięcia narzędzia:

• Przy kącie przystawienia bliskim 90° (tj. 0° wg ANSI), duża część siły posuwowej wraca od przedmiotu obrabianego w kierunku osiowym. Siły działające w kierunku osiowym powodują mniejsze ugięcie narzędzia niż siły o tej samej wartości działające w kierunku promieniowym.

• Przy toczeniu wewnętrznym kąt przystawienia nie powinien być mniejszy niż 75° (tj. 15° wg ANSI).

• Im bardziej dodatni kąt natarcia, tym mniejsze siły skrawania są potrzebne do obróbki przedmiotu. Małe siły skrawania to małe ugięcie narzędzia.

• Im mniejsze siły promieniowe, tym mniejsze ugięcie promieniowe

43

3. Toczenie

Kierunek działania sił: głównie osiowy Kierunek działania sił: osiowy i promieniowy

Ft = siła styczna (skrawania) i Fr = siła promieniowa (odporowa)

Przy ujemnym kącie natarcia siły skrawania wzrastają

Przy dodatnim kącie natarcia siły skrawania maleją

44

3. Toczenie

Kąt naroża płytkiKształt płytki należy dobierać do kąta przystawienia i możliwości podejścia do powierzchni przedmiotu. Praktyczna wskazówka mówi, że w celu zminimalizowania ryzyka drgań należy wybierać płytkę o jak najmniejszym promieniu naroża. Wyboru kąta naroża płytki można dokonywać według dwojakich kryteriów:

• Mały kąt naroża poprawia stabilność narzędzia, zapewnia duży luz między powierzchnią przedmiotu a tylną krawędzią płytki i małe zmiany przekroju warstwy skrawanej w przypadku, gdy narzędzie zacznie drgać w kierunku promieniowym

• Duży kąt naroża sprawia, że płytka jest mocna i niezawodna, ale wymaga większej mocy obrabiarki, ponieważ większy odcinek krawędzi pozostaje zagłębiony w materiale

45

3. Toczenie

Geometrie dodatnieGeometrie dodatnie i płytki z dodatnim kątem natarcia wywołują mniejsze siły skrawania i mniejsze ugięcie narzędzia. Z tego względu, zalecamy stosować płytki o silnie dodatniej geometrii i łamaczu wiórów dostosowanym do parametrów skrawania. Krawędź płytki o silnie dodatniej geometrii jest mniej odporna na zużycie i słabsza, a kontrola wiórów gorsza - opanowanie drgań wymaga kompromisu.

Płytki dogładzające wiperPo geometrie wiper raczej nie należy sięgać w zastosowaniach podatnych na drgania, ponieważ opanowanie dużych sił skrawania i ugięcia promieniowego jest utrudnione. Natomiast w bardzo stabil-nych warunkach, płytki wiper umożliwiają uzyskanie bardzo dobrej jakości wykończenia powierzchni i obróbkę z większymi parametrami skrawania.

46

3. Toczenie

Zaokrąglenie krawędziPrzy mniejszym zaokrągleniu krawędzi, siły skrawania są mniejszewe wszystkich kierunkach. Dzięki temu, skrawanie przebiega łatwiej,a ugięcie narzędzia jest mniejsze. Krawędź płytek szlifowanych jestmniej zaokrąglona niż płytek prasowanych, podobnie w przypadkupłytek niepokrywanych lub z cienkim pokryciem.

M = Płytka prasowana G = Typowa płytka szlifowana z mniejszym zaokrągleniem krawędzi

E = Płytka szlifowana z ostrą krawędzią, zapewniającą węższe tolerancje

47

3. Toczenie

Parametry skrawaniaNie należy stosować płytek zużytych w poważnym stopniu, gdzie występuje np. starcie powierzchni przyłożenia (VB), ponieważ może ono prowadzić do ograniczenia niezbędnego luzu między krawędzią skrawającą a powierzchnią przedmiotu obrabianego i powodować drgania.

Prędkość skrawania, vc

Przy właściwej prędkości skrawania na płytce nie powstaje narost, który pogarsza jakość wykończenia powierzchni, zwiększa siły skrawania i zmniejsza trwałość narzędzia.

• Zbyt duża prędkość skrawania może być przyczyną starcia powierzchni przyłożenia, które pogarsza bezpieczeństwo i przewidywalność obróbki z uwagi na zakleszczanie się wiórów, problemy z ich odprowadzaniem i ryzyko złamania płytki, szczególnie przy obróbce głębokich otworów

• Przy zbyt małej prędkości skrawania na płytce powstaje narost• Nierównomierne zużycie skraca trwałość płytki i pogarsza jakość

wykończenia powierzchni, dlatego zużycie narzędzia należy uważnie obserwować

• Prędkość skrawania w znacznej mierze zależy od obrabianego materiału

48

3. Toczenie

Głębokość skrawania, (AP) i posuw, (fn)

Parametry AP i fn decydują o polu przekroju poprzecznego warstwy skrawanej. Praktyczne wskazówki są następujące:

• Zaprogramuj AP większe od promienia naroża płytki• Zaprogramuj wartość fn równą przynajmniej 25% promienia naroża

płytki, w zależności od wymaganej chropowatości powierzchni

W przypadku wystąpienia drgań podczas obróbki na dużych wysięgach należy zastanowić się: po pierwsze, nad zwiększeniem posuwu, po drugie, nad zmianą prędkości skrawania. Zazwyczaj, lepsze wyniki obróbki uzyskujemy przy większych prędkościach skrawania.

Przekrój warstwy skrawanej• Jeśli przekrój warstwy skrawanej jest zbyt duży, generowane są

duże siły skrawania• Jeśli przekrój warstwy skrawanej jest zbyt mały, wzrasta tarcie,

które może doprowadzić do ścierania narzędzia i przedmiotu obrabianego

49

3. Toczenie

Przykład pierwszy: toczenie przenośnika ślimakowegoFirma z branży petrochemicznej produkująca m.in. przenośniki ślimakowe zaprosiła Sandvik Coromant do przeprowadzenia testów narzędzi Silent Tools. Dotychczas stosowane rozwiązanie było zbyt niestabilne. Dzięki stabilnemu wytaczakowi Silent Tools i możliwości zwiększenia parametrów skrawania, czas skrawania jednego przedmiotu został skrócony o dziewięć minut.

Rodzaj obróbki ToczeniePrzedmiot obrabiany Przenośnik ślimakowyMateriał obrabiany CMC 20.32 (Stellite Grade 6)

Koszt maszynowy/godz. Euro 94


Adapter A24T-DTFNR3 A570-4C D28-15 40

Płytka TNMG 332-MS VP-05RT SNMG 432-SM

Gatunek VP05RT GC 1105

Parametry skrawanian, obr/min 171.98 275.17

Dm, mm (cale) 56 (2.20) 56 (2.20)

vc, m/min (stopy/min) 30 (100) 49 (160)

fn, mm/obr (cale/obr) 0.08 (0.003) 0.10 (0.004)

AP, mm (cale) 2.5 (0.10) 2.5 (0.10)

Trwałość (szt. przedmiotu) 1 2

Łączny czas jednostkowy, min 21.51 10.08

Wzrost produktywności 113%

50

3. Toczenie

Przykłady zastosowańPrzykład drugi: toczenie wewnętrzne otworuToczenie wewnętrzne to rodzaj obróbki podatny na powstawanie drgań. Wybór narzędzia zależy w znacznym stopniu od średnicy i długości otworu, ponieważ od jego głębokości zależy wysięg narzędzia.

Dla uzyskania najlepszej stabilności i precyzji zaleca się zastosować możliwie najmniejszy wysięg narzędzia i wytaczak o jak największej średnicy. Do operacji toczenia wewnętrznego w pierwszej kolejności powinien być wybierany wytaczak z tłumieniem drgań Silent Tools.

Zastosowanie wytaczaka Silent Tools w typowej lekko zgrubnejobróbce kołnierza procesowego przyniosło klientowi znaczne korzyści. Po wyeliminowaniu drgań, prędkość wrzeciona udało się zwiększyć ponad dwa razy, czas jednostkowy został skrócony o jedną trzecią, a produktywność wzrosła o 188%.

51

3. Toczenie

Rodzaj obróbki Wytaczanie wzdłużne, lekko zgrubne

Przedmiot obrabiany Kołnierz procesowy

Materiał obrabiany CMC 01.1, P1.1.Z.AN, Stal niskostopowa

Koszty maszynowe/godz. € 75

Liczba godzin pracy/ tydzień 80

Zastosowanie adapterów z tłumieniem drgań

44%

Usunięty materiał/szt., cm3 (cale3)

54 (3.295)

Długość zespołu, mm (cale) 406 (15.984)

Konkurent Silent tools

Adapter C6-570-3C 40 368

Głowica tokarska 570-DCLNL-40-12-L

Parametry skrawania

n, obr/min 424 955

Dm, mm (cale) 60 (2.360) 60 (2.360)

vc, m/min (stopy/min) 80 (263) 180 (591)

fn, mm/obr (cale/obr) 0.1 (0.004) 0.15 (0.006)

AP, mm (cale) 1.0 (0.040) 2.0 (0.079)



1.5 2.65


52

3. Toczenie

Przykład trzeci: obudowa łożyska z kołnierzemKlient zmagał się z problemem drgań i poprosił Sandvik Coromant o zaproponowanie produktywnego rozwiązania. Dzięki zastosowaniu wytaczaka A570-3C D32 27-40, udało się zrezygnować z jednej operacji wytaczania i znacząco poprawić produktywność. Oto komentarz klienta:

"Dzięki nowemu wytaczakowi, ucichły hałasy podczas wytaczania. Ucichły też głosy pracowników, którzy twierdzili, że narzędzie Sandvik Coromant się nie sprawdzi."

Materiał CMC 02.1

Obrabiarka Dainichi

Przedmiot obrabiany Obudowa łożyska, z kołnierzem

Rodzaj obróbki Wytaczanie zgrubne


Adapter A570-3CD3227-40

Głowica tokarska SL-PTFNL-40-16HP

Płytka TNMG 332-QM GC4215

Parametry skrawania

n, obr/min 227 340

Dm, mm (cale) 94 (3.7) 94 (3.7)

vc, m/min (stopy/min) 67 (220) 99 (325)

fn, mm/obr (cale/obr) 0.36 (0.014) 0.41 (0.016)

AP, mm (cale) 3.2 (0.125) 3.2 (0.125)

Łączny czas jednostkowy, min 28 15


3 8


53

3. Toczenie

Przykład czwarty: wrzecionoPrzy produkcji wrzeciona wykonuje się głównie obróbkę wewnętrzną; dotychczasowe rozwiązanie wymagało dwóch operacji toczenia przedmiotu z dwóch stron. Klient poszukiwał rozwiązania, które wyeliminuje drgania i uprości obróbkę. Dzięki zastosowaniu wytaczaka Silent Tools o długości 5,3xBD, toczenie wykonywane jest tylko z jednej strony, oszczędzając cenny czas.

Materiał E200 Boehler/ 18CrNiMo7

Obrabiarka Mazak integrex 300

Koszty maszynowe/godz. € 150

Przedmiot obrabiany Wrzeciono

Rodzaj obróbki Toczenie wewnętrzne


Adapter C6-570-3C 32 159

Głowica tokarska 570-DWLNL-32-08-LE

Płytka WNMG 080408-PM GC4225

Parametry skrawania

n, obr/min 509 1146

Dm, mm (cale) 50 (1.97) 50 (1.97)

vc, m/min (stopy/min) 80 (262) 180 (590)

fn, mm/obr (cale/obr) 0.1 (0.004) 0.15 (0.006)

AP, mm (cale) 1 (0.039) 1 (0.039)

Łączny czas jednostkowy, min 68.5 5.95


1 4


54

3. Toczenie

Przegląd produktówWybór wytaczaka ma duże znaczenie dla ekonomiki produkcji. Szeroki asortyment standardowy gotowych rozwiązań Sandvik Coromant obejmuje narzędzia o średnicach 10-100 milimetrów (0.394-3.94 cala), dostarczane do klienta w ciągu 24 godzin. Ponadto, oferujemy narzędzia niestandardowe o średnicy do 600 milimetrów (23.6 cala).

Dostępne są wytaczaki do obróbki na wysięgach 3–14 x BD. Ze złączem Coromant Capto proponujemy narzędzia o średnicach 16-100 milimetrów (0.63-3.94 cala).

Produktywna obróbka na krótkich wysięgachZasadniczo, na wysięgach do 4 x BD można stosować wytaczaki stalowe lub węglikowe, ale nawet w tym zakresie długości wytaczaki Silent Tools pozwalają uzyskać znaczną poprawę produktywności. Na wysięgach do 10 x BD stosuje się zazwyczaj stalowe wytaczaki z tłumieniem drgań, zapewniające odpowiednie warunki procesu obróbki. Wysięgi dłuższe niż 10 x BD wymagają użycia wzmacnianych węglikiem wytaczaków z tłumieniem drgań, zmniejszających ugięcie promieniowe i drgania.

55

CoroTurn® SL – QC

CoroTurn® SL – QC

CoroTurn® SL

CoroTurn® SL

3. Toczenie

W przypadku wytaczaków składających się z trzonka z modułem tłumiącym i wymiennej głowicy, uszkodzenie gniazda płytki przynosi konieczność wymiany tylko tej ostatniej.

Asortyment głowic obejmuje około 500 modeli do ogólnych zastoso-wań tokarskich, przecinania i toczenia rowków oraz gwintów. W tym między innymi szybkowymienne głowice QS o średnicach 32 i 80 mm (1.26 i 3.15 cala). W ofercie jest także rodzina dedykowanych głowic CoroTurn HP.

Średnica wytaczaka,BD (mm)


Zintegrowane

Maks. wysięg

Stalowe wytaczaki z tłumieniem drgań

Wzmacniane węglikiem wytaczaki z tłumieniem

56

CoroTurn® SL

3. Toczenie

Łącząc głowicę z trzonkiem wytaczarskim z tłumieniem drgań Silent Tools uzyskujemy dużą elastyczność zastosowań, w zależności od przeznaczenia głowicy.

Duże trzonki wytaczaków z chwytem cylindrycznym są dostępne z różnymi złączami, m. in. Coromant Capto i złączami szybkowymiennymi.

57

CoroTurn® SL

3. Toczenie

58

4 x BD 3 x BD 3 x BD


10 x BD 5 x BD* 5 x BD*


3. Toczenie

Typy wytaczakówToczenie wewnętrzne to rodzaj obróbki bardzo podatny na powsta-wanie drgań. Najlepszą stabilność i precyzję można uzyskać stosując narzędzie o możliwie największym przekroju i jak najmniejszym wy-sięgu. Stalowe trzonki wytaczaków z tłumieniem drgań serii 570-3C stanowią pierwszy wybór w operacjach toczenia wewnętrznego.

Trzonki serii 570-4C zalecane są do zgrubnej obróbki rowków i gwintów, gdzie działają większe siły promieniowe niż podczas toczenia ogólnego.

W tabeli poniżej przedstawiono maksymalny zalecany wysięg dla różnych typów trzonków wytaczaków.

Sztywność statyczna trzonka wzmacnianego węglikiem jest około 2,5 raza większa niż trzonka stalowego na wysięgu tej samej długości.

Wykonanie trzonka wytaczaka

Wytaczaki stalowe

ToczenieToczenierowków

Toczeniegwintów

Wytaczaki węglikowe

Stalowe wytaczaki z tłumieniem drgań

Wzmacniane węglikiem wytaczaki z tłumieniem drgań

* Narzędzia serii 570-4C

W zależności od długości wysięgu, stosowane są różne układy tłumiące:

59

3. Toczenie

Rodzaj trzonka wytaczaka należy dobrać względem długości/średni-cy toczenia. Wytaczaki węglikowe mają większą sztywność statyczną niż wytaczaki stalowe, dlatego mogą być stosowane na dłuższych wysięgach.

Jak przedstawiono na rysunku, dla danego wysięgu należy stosować wytaczak z odpowiedniego materiału.

Podczas toczenia zarysu gwintu i rowków działają większe siły pro-mieniowe niż przy toczeniu wzdłużnym, ograniczając maksymalny zalecany wysięg. Moduł tłumiący zwiększa sztywność dynamiczną i umożliwia obróbkę na dłuższych wysięgach.

1 = Jednolity wytaczak stalowy

2 = Wytaczak węglikowy

3 = Stalowy wytaczak z tłumieniem drgań, wersja krótka 4–7 x BD

4 = Stalowy wytaczak z tłumieniem drgań, wersja długa 7-10 x BD

5 = Wzmacniany węglikiem wytaczak z tłumieniem drgań 10–12 x BD i 12–14 x BD

60

3. Toczenie

Wskazówki i porady - podsumowanieAby zmniejszyć ryzyko drgań, wybieraj wytaczak o możliwie największej średnicy i stosuj jak najmniejszy wysięg. Stosuj się do zaleceń w zakresie długości mocowania - przynajmniej 4 x BD.

Niedozwolone jest skracanie wytaczaków wzmacnianych węglikiem o długości powyżej 10 x BD. W przypadku trzonków wytaczaków serii 570-4C, dopuszczalne jest mocowanie w miejscu modułu tłumiącego, czego nie wolno robić z wytaczakami 3C. Jeśli krótki wytaczak 570-3C zostanie skrócony do długości minimalnej, długość mocowania nie może przekraczać 3 x BD, aby uniknąć mocowania w miejscu modułu tłumiącego. W żadnym wypadku nie należy skracać wytaczaków 570-3C o średnicy >100mm (3.94 cala).

61

3. Toczenie

Dwie linie na wytaczaku oznaczają minimalny i maksymalny wysięg. Należy upewnić się, że stosowany wysięg mieści się w tym przedziale. W przeciwnym razie, nie ma gwarancji skuteczności działania modułu tłumiącego.

Modyfikacja standardowych wytaczaków

Średnica trzonka L, długość minimalna po skróceniu

BDWersja krótka

4–7 × BD

Wersja długa

7–10 × BD

mm mm mm

16 100 155

20 125 200

25 155 255

32 190 320

40 240 410

50 305 520

60 380 630

80 630 630

100 770 770

Zalecana min. długość mocowania 4 × BD

Średnica trzonka L, długość minimalna po skróceniu

BDWersja krótka

4–7 × BD

Wersja długa

7–10 × BD

cale cale cale

0.625 4 7

0.750 5 8

1.000 7 11

1.250 8 13

1.500 10 17

1.750 10.4 18

2.000 12 21

2.500 15 25

3 20 20

4 30.3 30.3

Zalecana minimalna długość mocowania 4 × BD

62

3. Toczenie

Odprowadzanie wiórówAby odprowadzanie wiórów odbywało się bezproblemowo, zaleca się stosować oprawkę ze zintegrowanym systemem podawania chłodziwa i płytki o geometrii formującej krótkie, spiralne wióry. W rozwiązaniu problemów z odprowadzaniem wiórów może pomóc zwiększenie natężenia przepływu chłodziwa, zmiana geometrii lub zwiększenie prędkości skrawania.

Można też spróbować zmodyfikować drogę prowadzenia narzędzia. Również odwrócenie narzędzia poprawia odprowadzanie wiórów.

Należy zadbać o wystarczający do odprowadzania wiórów luz między wytaczakiem a ściankami otworu. Jeśli zostanie to zaniedbane, narzędzie może wciskać wióry w ścianki otworu, może też dojść do uszkodzenia korpusu.

Regulacja dyszNatężenie przepływu chłodziwa reguluje się za pomocą klucza sześciokątnego. Tego samego klucza można użyć do regulacji kierunku dysz głowic szybkowymiennych SL.

Płytki dogładzające wiperPłytki dogładzające wiper pozwalają poprawić jakość wykończenia powierzchni i zwiększyć produktywność w stabilnych warunkach obróbki. Zaleca się stosować płytki wiper by zwiększyć posuw lub móc zastosować płytki o mniejszym promieniu naroża.

63

∆AP

3-5º 0,5 x ∆AP

3. Toczenie

Wykonywanie gwintów wewnętrznychW celu zmniejszenia ryzyka drgań, należy przestrzegać następujących zaleceń:

• Stosuj zmodyfikowany dosuw boczny• Dosuw wgłębny na przejście powinien wynosić przynajmniej

0.06 mm (0.002 cala) i nie przekraczać 0.2 mm (0.008 cala)• Ostatnie przejście wykonuj zawsze ze zmniejszonym dosuwem• Wybieraj płytki o ostrej geometrii aby zmniejszyć siły skrawania

Aby zapewnić optymalny przebieg odprowadzania wiórów:

• Stosuj zmodyfikowany dosuw boczny, który skieruje wióry w stronę wylotu otworu

• W stabilnych warunkach stosuj posuw od środka otworu do jego wylotu. Wybierz prawy lub lewy bok zarysu w zależności od potrzeby ukierunkowania spływu wióra

• Zastosowanie chłodziwa usprawni odprowadzanie wiórów

Posuw od środka otworu do jego wylotu Zmodyfikowany dosuw boczny

odprowadza wióry z otworu

Kierunek spływu wiórów Kierunek posuwu

64

3. Toczenie

Wykonywanie rowków wewnętrznych i profilowanieW celu zmniejszenia ryzyka drgań, należy przestrzegać następujących zaleceń:

• Stosuj konfigurację z jak najkrótszym wysięgiem i geometrią generującą jak najmniejsze siły

• Wybieraj płytki o wąskim ostrzu i wykonuj obróbkę nie w jednym, ale w kilku przejściach

• Aby zapewnić optymalny przebieg odprowadzania wiórów, zaczynaj od wylotu otworu i prowadź narzędzie w jego głąb tak, by przejścia częściowo się nakładały

• Jako metodę obróbki wykończeniowej rozważ toczenie wzdłużne. Zaczynaj od dna otworu i prowadź narzędzie ku wylotowi

• W celu poprawy kontroli wiórów i zmniejszenia ryzyka drgań, stosuj zagłębianie skośne/toczenie wzdłużne

• Aby kontrolować wióry podczas obróbki zgrubnej, stosuj płytki prawe lub lewe

Typowa konfiguracjaJeśli wytaczak pracuje w typowej konfiguracji, siły skrawania odpychają płytkę od materiału.

Konfiguracja alternatywnaObrócenie wytaczaka zmienia kierunek sił skrawania, co wpływa na poprawę stabilności, a niekiedy także na usprawnienie odprowadzania wiórów. Metoda ta wymaga rozwagi i ostrożności, nawet przy małych średnicach. Jeśli siły skrawania zmaleją do 0, jak ma to miejsce w obróbce przerywanej, wytaczak odbije się od obrabianego przed-miotu w kierunku toczenia nabierając dodatkowej siły, co może spowodować uszkodzenie narzędzia i przedmiotu.

65

3. Toczenie

KonserwacjaDla zapewnienia najwyższej wydajności obróbki, wszystkie części należy czyścić i smarować przynajmniej raz w roku. W razie potrzeby, substancję smarującą można zastosować także na śruby. Zużyte lub zniszczone śruby i podkładki należy wymienić.

Wytaczaki z tłumieniem drgań mogą ulec deformacji ze względu na cienkie ścianki. Podczas montażu należy sprawdzić prawidłowość mocowania wytaczaka. Korzystając z narzędzi Silent Tools należy zawsze dokładnie sprawdzić mocowanie. Prawidłowe dokręcenie śrub zapewnia klucz dynamometryczny.

66

3. Toczenie

Podsumowanie: Jak unikać drgańZwiększ sztywność statyczną narzędzia• Sprawdź mocowanie i konfigurację narzędzia• Używaj oprawek Coromant Capto lub dzielonych uchwytów

do wytaczaków• Stosuj możliwie najmniejszy wysięg i narzędzia o jak największej

średnicy• Używaj narzędzi ze wzmocnionego materiału (w przypadku

wytaczaków)

Zwiększ sztywność dynamiczną narzędzia• Używaj płytek z mniejszym kątem naroża• Stosuj narzędzia z tłumieniem drgań• Zadbaj o jak najmniejszą masę w części roboczej narzędzia (czole)

Zmniejsz siły skrawania• Stosuj dodatni kąt skrawania • Używaj płytek o dodatniej geometrii z małym ER

Unikaj ugięcia narzędzia• Zmień kierunek sił skrawania z promieniowego na osiowy• Stosuj kąt przystawienia bliski 90° (0° wg ANSI)• Głębokość skrawania powinna być większa niż promień naroża

Kontroluj wióry• Zwiększ natężenie przepływu chłodziwa• Zadbaj o luz między narzędziem a przedmiotem obrabianym• Upewnij się, że ze strefy skrawania odprowadzane są wszystkie

wióry

Uwaga!Nie przeciążaj wytaczaków z tłumieniem drgań. Maksymalne dopuszczalne obciążenie jest podane na narzędziu. Możesz też obliczyć dopuszczalne obciążenie za pomocą kalkulatora dostępnego na stronie internetowej www.sandvik.coromant.com/knowledge.

67

BD

Vc

LB/BD

-PR

-WM

Vc

LB/BD4 5 6

4. Wytaczanie

4. WytaczanieUwagi ogólneNarzędzia wytaczarskie Silent Tools można stosować do obróbki otworów, których głębokość wynosi maksymalnie 6-krotność średnicy. Do obróbki głębszych otworów warto zamówić narzędzie niestandardowe.

Zalecamy zawsze stosować narzędzia Silent Tools do obróbki na długich wysięgach - powyżej 4 x BD.

Wysięg i średnica narzędzia

• Stosuj jak największy adapter Coromant Capto • Stosuj jak najkrótszy uchwyt podstawowy• W miarę możliwości, stosuj uchwyty podstawowe do ciężkiej

obróbki (Heavy Duty)• Do obróbki na wysięgach powyżej 4 x BD stosuj narzędzia

dedykowane, np. Silent Tools.

Prędkość skrawania i wysięg dla różnych geometrii

Prędkość skrawania i wysięg dla adapterów konwencjonalnych i z tłumieniem drgań

Konwencjonalny

Z tłumieniem drgań

68

4. Wytaczanie

Kształt płytki i kąt przystawieniaPrzy obróbce zgrubnej stosuj kąt przystawienia 90° (0°), a przy obróbce wykończeniowej 92°(-2°). Im mniejsze siły promieniowe, tym mniejsze ugięcie promieniowe i drgania. Płytki trójkątne (T) stanowią pierwszy wybór do operacji wytaczania. Płytki pierwszego wyboru CoroTurn® 107 spełniają powyższe wymagania.

Promień narożaPromień naroża płytki, RE, ma decydujące znaczenie w obróbce tokarskiej. Dobór promienia naroża zależy od:

• Głębokości skrawania, AP• Posuwu, fn

i wpływa na:

• Chropowatość powierzchni• Łamanie wiórów• Wytrzymałość płytki (mocna/słaba)

Mały promień naroża• Doskonały przy małej głębokości skrawania• Sprzyja zmniejszeniu drgań• Słabsza płytka

Duży promień naroża• Wysokie wartości posuwu• Duże głębokości skrawania• Mocniejsza krawędź• Większe siły promieniowe

69

4. Wytaczanie

Kierunek siły: głównie osiowy Kierunek siły: osiowy i promieniowy

Promień naroża a głębokość skrawaniaWraz ze wzrostem głębokości skrawania, kierunek sił zmienia się z promieniowego, wypychającego krawędź skrawającą z materiału, na osiowy. Promień naroża decyduje też o przebiegu formowania wiórów. Zgodnie z ogólną zasadą, im mniejszy promień naroża, tym lepszy przebieg łamania wiórów. Należy przyjąć, że głębokość skrawania powinna być większa lub równa 2/3 promienia naroża lub połowie promienia naroża w kierunku posuwu.

Posuw na obrót w zależności od promienia naroża

Promień naroża (mm)

0.4 0.8 1.2

Posuw na obrót(mm/obr)

0.17 0.22 0.27

70

4. Wytaczanie

Wytaczanie zgrubneJeśli zastosowanie nie wymaga małej głębokości skrawania, najlepiej stosować geometrie do obróbki zgrubnej. Przy małych głębokościach skrawania zalecamy geometrie średnie. Zalecany promień naroża 0.8 mm (0.031 cala), a jeśli pojawiają się problemy 0.4 mm (0.016 cala). W przypadku dużych oporów/drgań, zalecamy obróbkę z użyciem tylko jednej płytki.

Narzędzia z tłumieniem drgań Sandvik Coromant do zgrubnej obróbki wytaczarskiej można stosować w trzech konfiguracjach:

• Produktywne wytaczanie: dwie płytki na takiej samej długości i średnicy

• Wytaczanie stopniowe: dodatkowa podkładka pod jednym z suwaków

• Wytaczanie jednoostrzowe: jeden z suwaków zaślepiony osłoną

Suwak i płytka do zgrubnej obróbki wytaczarskiej

71

4. Wytaczanie

Wytaczanie jednoostrzowe

Produktywne wytaczanie

Wytaczanie stopniowe

Produktywne wytaczanieDwie krawędzie skrawające do zgrubnej obróbki otworów w klasie tolerancji IT9 lub większej; priorytetem jest wydajność skrawania. Wartość posuwu na obrót wynika z pomnożenia posuwu na ostrze przez liczbę płytek. (fn=fz x ZEFF)

Wytaczanie stopnioweJeśli pod jednym z suwaków umieścimy podkładkę, będzie ona skrawać pierwszą połowę zakładanego naddatku. Ta metoda obróbki pozwala obrabiać z większą głębokością promieniową, niż jest to możliwe za pomocą pojedynczej płytki. Należy jednak pamiętać o zmniejszeniu posuwu do wartości typowej dla narzędzi z jedną krawędzią skrawającą.

Jeśli dwie płytki pracują z jednakową promieniową głębokością skrawania, największe siły działają na płytkę zewnętrzną, ze względu na większą prędkość i większą liczbę odprowadzanych wiórów. Przy poprawnej konfiguracji układu, unikamy drgań i uzyskujemy dobrą chropowatość powierzchni. Jeśli narzędzie nie przechodzi przez obra-biany przedmiot, na dnie wytaczanego otworu pozostanie "schodek".

Posuw i chropowatość powierzchni są takie same, jak przy użyciu jednej płytki (fn=fz). Uzyskujemy otwory w klasie IT9 lub większej.

Wytaczanie jednoostrzoweWytaczanie jednoostrzowe to najlepsze rozwiązanie jeśli:

• Konieczne jest zmniejszenie sił skrawania ze względu na małą moc obrabiarki

• Występują problemy z drganiami• Narzucono dokładne tolerancje wymiarowe otworów, które muszą

wyróżniać się dużą okrągłością lub bardzo małą chropowatością powierzchni

Uzyskujemy otwory o klasie tolerancji IT9 lub większej.

72

4. Wytaczanie

Wytaczanie wykończenioweNarzędzia do wytaczania wykończeniowego to rozwiązania jedno-ostrzowe z mikrometryczną regulacją na głowicy wytaczarskiej w osi promieniowej. Obróbkę wykończeniową wykonujemy gdy otwory mają spełniać wąskie tolerancje i wyróżniać się doskonałą jakością wykończenia powierzchni.

Zalecamy użycie płytek do lekkiej obróbki o dodatniej geometrii. Pierwszy wybór to płytki o tzw. geometrii nożowej (TCGT L-K). Wskazane jest stosowanie małego promienia naroża, 0.2 mm (0.008 cala), maksymalnie 0.4 mm (0.016 cala).

Tolerancja wymiarowa średnicy otworuJeśli warunki obróbki wykończeniowej z użyciem jednej płytki są stabilne, możliwe jest uzyskanie otworów w klasie tolerancji IT7. Tolerancja zależy od mocowania oprawki i przedmiotu obrabianego oraz zużycia płytki. Zalecamy wykonanie skrawania próbnego, które pozwoli ocenić, jaka regulacja jest konieczna dla skompensowania ugięcia narzędzia. Chcąc uzyskać dobrą chropowatość powierzchni i dokładne klasy tolerancji wymiarowej otworu, warto też zastosować ciecz obróbkową, która zapobiega ponownemu przecinaniu wiórów i rozchodzeniu się ciepła ze strefy skrawania na narzędzie i przedmiot obrabiany.

Wkładka i płytka do wytaczania wykończeniowego

73

4. Wytaczanie

Czynniki wpływające na powstawanie drgańAby zmniejszyć drgania, zalecamy użycie płytek do lekkiej obróbki o dodatniej geometrii i małym promieniu naroża. Płytki typu T stanowią pierwszy wybór do operacji wytaczania.

Duże ryzyko drgań – Duże posuwy – Duża głębokość skrawania – Bezpieczna krawędź

Małe ryzyko drgań – Doskonałe do skrawania z małą głębokością

– Mniejsze drgania

Inne, wymienione poniżej czynniki wpływające na powstawanie drgań, są szczegółowo opisane w niniejszym Poradniku obróbki na stronach 41-47.

• Kąt naroża płytki• Geometrie dodatnie• Płytki dogładzające wiper• Zaokrąglenie krawędzi• Parametry skrawania i prędkość skrawania.

74

6 × DC

12.401 315

5.906 1506.575 167

.906 23

5.906 150

1.000 25

4. Wytaczanie

Przegląd produktówW ofercie Sandvik Coromant znajdują się narzędzia z tłumieniem drgań do zgrubnej i wykończeniowej obróbki wytaczarskiej. Adaptery ze złączami Coromant Capto zapewniają najmocniejsze mocowanie i wyjątkową elastyczność tworzenia modułowych zespołów narzędzi odpowiednio do potrzeb. Uchwyty podstawowe Coromant Capto są przystosowane do wszystkich popularnych złączy obrabiarek.

Narzędzia Silent Tools do wykończeniowej i zgrubnej obróbki wytaczarskiej sprzyjają poprawie produktywności i tolerancji otworów dla długości 3–10 x BD. Dzięki narzędziom Silent Tools, możliwe jest podwojenie głębokości skrawania. Chłodziwo jest podawane przez narzędzie precyzyjnie do strefy skrawania za pomocą specjalnych dysz.

Z narzędziami wytaczarskimi z tłumieniem drgań można stosować adaptery przedłużające i redukcje. W takiej konfiguracji nie będą one pracować z maksymalną efektywnością, ale zapewnią lepsze wyniki obróbki niż narzędzia bez modułu tłumiącego.

DuoBore™Zintegrowane narzędzie wytaczarskie z tłumieniem drgań, z 2 płytkami oraz złączem Coromant Capto®


CoroBore®825Zintegrowane narzędzie wytaczarskie z tłumieniem drgań, jednoostrzowe, ze złączem Coromant Capto®

Średnica adaptera wytaczarskiego, DC

cale mm

75

4. Wytaczanie

Zakres wytaczania 25-150 mm (0.984–5.906 cala)

Głębokość wytaczania 6 x DC (23.6–27.6 cala)

Klasa tolerancji otworu IT9

Ciecz obróbkowa Podawana wewnętrznie

Wielkość/ typ płytki: 90°(0°) CoroTurn 107°, 75°(15°) CoroTurn 107°

DuoBore™ 821 - narzędzia do zgrubnej obróbki wytaczarskiejAdaptery DuoBore z tłumieniem drgań są wyposażone w dwie płytki umożliwiające produktywne wytaczanie zgrubne odsadzeń i otworów przelotowych. Narzędzia można stosować w trzech konfiguracjach: do produktywnego wytaczania, wytaczania stopniowego i wytaczania jednoostrzowego. Więcej informacji zamieszczono na stronie 71.

Wytaczanie zgrubne Wytaczanie wykończeniowe

Zakres wytaczania, mm (cale)Ø25-150 (0.98–5.9)



DuoBore™ z tłumieniem drgań CoroBore®825/826 z tłumieniem drgań

Złącze Coromant Capto® Chłodziwo podawane przez narzędzie

76

4. Wytaczanie

CoroBore® 825/826 – narzędzia do wytaczania wykończeniowegoNarzędzia z tłumieniem drgań CoroBore 825 i CoroBore 826 są przeznaczone do wytaczania wykończeniowego z doskonałą jakością wykończenia powierzchni i wąskimi tolerancjami nawet na długich wysięgach. Narzędzia te umożliwiają podwojenie głębokości skrawania bez pogorszenia jakości powierzchni.

Zakres wytaczania 23-315 mm (0.906-12.402 cala)

Głębokość wytaczania 6 x BD

Klasa tolerancji otworu IT6

Ciecz obróbkowa Podawana wewnętrznie

Regulacja średnicy 0.002 mm (0.000079 cala)

Typy płytek 92°(-2°) CoroTurn 107°, 92°(-2°) CoroTurn 111°

Regulacja promieniowa wykończeniowej głowicy wytaczarskiej:

• Dokładność regulacji średnicy do 2 mikrometrów• Dwa mechanizmy regulacji średnicy

• 825 - noniusz (średn. 23–315 mm, 0.90–12.4 cala)• 826 - słyszalne kliknięcie przy zwiększaniu średnicy

(średn. 150–315 mm, 5.90– 12.4 cala)

77

4. Wytaczanie

Sposób użytkowania narzędzia CoroBore® 825Przykład ustawienia: W tym przykładzie, niebieska kreska wyrównana do kreski na tarczy noniusza w położeniu początkowym oznacza ustawienie referencyjne.

Położenie początkowe Położenie po regulacji

Tarcza obraca się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara do momentu, gdy czerwona kreska nie zostanie wyrównana do drugiej kreski (zielonej) na tarczy noniusza. Średnica została zwiększona o 0.002 mm (0.00008")

Tarcza obraca się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara do momentu, gdy czerwona kreska nie zostanie wyrównana do trzeciej kreski (zielonej) na tarczy noniusza. Średnica została zwiększona o 0.004 mm (0.00016")

Tarcza obraca się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara do momentu, gdy czerwona kreska nie zostanie wyrównana do czwartej kreski (zielonej) na tarczy noniusza. Średnica została zwiększona o 0.006 mm (0.00024")

Tarcza obraca się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara do momentu, gdy czerwona kreska nie zostanie wyrównana do piątej kreski (zielonej) na tarczy noniusza. Średnica została zwiększona o 0.008 mm (0.00032")

Tarcza obraca się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara do momentu, gdy czerwona kreska nie zostanie wyrównana do szóstej kreski (zielonej) na tarczy noniusza. Średnica została zwiększona o 0.010 mm (0.0004") = 1 podziałkę skali.

78

4. Wytaczanie

Przykłady zastosowańPrzykład pierwszy: otwory na uchwyty w podwoziu samolotowymObróbka podzespołu lotniczego długości 2.1 m (7 stóp) i szerokości 0.91 m (3 stopy) stanowi wyzwanie jeśli chodzi o dostępność do ob- rabianych miejsc. Uchwyty z otworami, znajdujące się po zewnętrznej stronie podzespołu, zostały poddane obróbce półzgrubnej z jednej strony. Następnie, jeden z uchwytów został wykończony i rozwier-cony, po czym odwrócono podzespół. Po ustawieniu osi otworów, wykończono w taki sam sposób także drugi uchwyt.

Rozwiązanie zaproponowane przez Sandvik Coromant zmniejszyło liczbę operacji przez zastosowanie narzędzia Silent Tools. Otwory w obu uchwytach zostały wykonane za jednym razem. Cały proces uległ skróceniu przez wyeliminowanie konieczności zmiany zamocowania i centrowania podzespołu. Obróbka została wykonana z jednej strony bez konieczności rozwiercania.

Jak pokazują dane przedstawione poniżej, udało się zwiększyć prędkość i posuw, a zwrot inwestycji uzyskano po wykonaniu zaledwie 9 podzespołów! Produktywność obróbki całego przedmiotu wzrosła aż o 228%.

79

4. Wytaczanie

Rodzaj obróbki Obróbka wykończeniowa

Materiał obrabiany 300M, stal wysokostopowa

Koszt maszynowy/godz. € 75

Zastosowanie adapterów z tłumieniem drgań 6%

Usunięty materiał/szt., cm3 (cale3) 0.07 (0.004)

ZEFF 1

Długość zespołu, mm (cale) 332 (13.071)

Stare rozwiązanie Silent tools

Adapter C5-R825B-FAD315A

Parametry skrawania

n, obr/min 203.7 254.6

vc, m/min (stopy/min) 30.5 (100) 38.1 (125)

Dm, mm (cale) 47.6 (1.874) 47.6 (1.874)

fn, mm/obr (cale/obr) 0.005 (0.0002) 0.038 (.0015)

AP, mm (cale) 0.05 (0.002) 0.05 (0.002)

Łączny czas jednostkowy (min) 219.82 min 66.93 min


1 1


80

4. Wytaczanie

Przykład drugi: wspornik rury ogonowejProducent wsporników rur ogonowych korzystał z wykonanego na indywidualne zamówienie wytaczadła na płytki dodatnie. Podczas obróbki występowały drgania, jakość wykończenia powierzchni była zła, a trwałość narzędzia krótka, nawet przy małych parametrach skrawania. Podzespół był ustawiony pionowo i z udziałem obróbki przerywanej.

Po zmianie narzędzia na CoroBore 825 do obróbki wykończeniowej, możliwe było zwiększenie parametrów skrawania i poprawa jakości wykonania przedmiotu. Produkcja wzrosła dwukrotnie, z 600 sztuk w 2011 r. do 1200 w 2012 r.

Rodzaj obróbki Wytaczanie

Materiał obrabiany CMC 09.1/ GGG50

Konkurent Silent tools

Adapter C5-R825C-FAE237A

Wkładka R825C-AF23STUP1103A

Płytka TPMT 110304-KF

Parametry skrawania:

n, obr/min 424 955

vc, m/min (stopy/min) 80 (262) 180 (590)

Dm, mm (cale) 60 (2.36) 60 (2.36)

fn, mm/obr (cale/obr) 0.06 (0.0023) 0.10 (0.004)

AP, mm (cale) 1.5 (0.059) 1.5 (0.059)

Głębokość otworu, mm 190 190

Łączny czas jednostkowy (min) 15.32 min 3.99 min


1 31


81

Vc

LB/BD

-PR

-WM

Vc

LB/BD4 5 6

Fc [N]Fc [N]

Fp Fp

fn fn

4. Wytaczanie

Wskazówki i porady - podsumowanie• Wybieraj narzędzie o jak największej średnicy i możliwie najkrótszy

uchwyt podstawowy• Kąt przystawienia powinien być bliski 90 stopni, aby zwiększyć

udział osiowych sił skrawania i ograniczyć powstawanie sił promie-niowych/stycznych

• Płytki z małym promieniem naroża świetnie nadają się do obróbki z małą głębokością skrawania, zmniejszając ryzyko wystąpienia drgań. Płytki z dużym promieniem naroża mają mocną, bezpieczną krawędź, mogą pracować z dużymi posuwami i głębokościami. Im większy promień naroża, tym większe ryzyko drgań. Płytki trójkątne o dodatniej geometrii stanowią pierwszy wybór do wytaczania z tłumieniem drgań

• W stabilnych warunkach, stosuj płytki wiper, zapewniające dużą produktywność i dobrą jakość wykończenia powierzchni

Prędkość skrawania i wysięg dla adapterów konwencjonalnych i z tłumieniem drgań

Konwencjonalny

Z tłumieniem drgań

Mniejsze siły skrawania (Fc) przy mniejszym promieniu naroża

82

4. Wytaczanie

Zespoły narzędzi i konserwacjaJeśli narzędzie z tłumieniem drgań jest stosowane w zespole, należy zadbać o prawidłowe mocowanie korpusu, aby nie dopuścić do uszkodzenia adaptera. Cienkie ścianki adapterów mogą łatwo ulec deformacji.

• Użyj przyrządu mocującego do zespołów narzędzi• Upewnij się, że wszystkie elementy zespołu są prawidłowo złożone

i dokręcone właściwym momentem• Skontroluj wrzeciono obrabiarki, bicie, zużycie i siłę mocującą• Korzystaj z klucza dynamometrycznego, dokręcaj śruby płytek

i zespołów narzędzi zalecanym momentem• Regularnie kontroluj płytki i ich gniazda• Wymieniaj zużyte lub zniszczone śruby i podkładki• Oczyść wszystkie elementy zespołu przed złożeniem• Smaruj wszystkie elementy zespołu przynajmniej raz w roku• Regularnie smaruj precyzyjny mechanizm regulacji wykończenio-

wych narzędzi wytaczarskich

83

5. Narzędzia specjalne

5. Narzędzia specjalneOfertaAsortyment standardowych, gotowych wytaczaków spełnia potrzeby klientów poszukujących produktywnych rozwiązań dedykowanych. Jeśli zastosowanie wymaga rozwiązania niestandardowego, istnieje możliwość zamówienia specjalnych modeli wytaczaków z tłumieniem drgań.

Wytaczaki specjalne są często stożkowe, mają przekrój eliptyczny i/lub przesunięcie, a mocowanie jest dostosowane do obrabiarki. Oferujemy wytaczaki do obróbki na wysięgach do 14 x BD.

84


Silent Tools – narzędzia specjalneAdaptery tokarskie, frezarskie i wytaczarskie są wykonywane z najpopularniejszymi typami złączy po stronie obrabiarki i przedmiotu obrabianego.

Złącza po stronie obrabiarki:

• Coromant Capto• HSK• MAS BT• VDI• VTL• DIN 2080• ISO 7388/1• Cylindryczne

Złącza po stronie przedmiotu (narzędzia):

• CoroTurn SL• CoroTurn SL do szybkiej wymiany• DuoBore • CoroBore 825 • Mocowanie trzpieniowe dla głowic nasadzanych

Adaptery specjalne są dostępne w zakresie średnic 10–600 mm (0.394–23.62 cale). W przypadku adapterów tokarskich, dostępny stosunek długości wysięgu do średnicy wynosi do 14 x BD, dla adapterów frezarskich i wytaczarskich - do 10 x BD.

Optymalna konstrukcjaDla zapewnienia optymalnej wydajności i możliwie najlepszej sztywności statycznej korpusu i modułu tłumiącego, narzędzia są projektowane do konkretnego zastosowania.

85


Narzędzia do obrabiarek wielozadaniowych - rozwiązania specjalneObrabiarki wielozadaniowe wykonują kompletną obróbkę bez zmiany zamocowania, dlatego mają w magazynie narzędziowym oprawki krótkie i długie, a także pełny asortyment narzędzi niezbędnych do realizacji zadań obróbkowych.

W ofercie Sandvik Coromant znajduje się asortyment długich wytacza-ków z mocowaniem przednim ręcznym lub automatycznym do więk-szości najpopularniejszych modeli obrabiarek Mazak, WFL, Mori-Seiki, Niles–Simmons, Weingärtner, DMG i Okuma.

O rozwiązania specjalne prosimy pytać naszego przedstawiciela.

86


Przykładowe zastosowanieRodzaj obróbki Frezowanie czołowe

Przedmiot obrabiany Pokrywa

Materiał obrabiany CMC 09.1, K3.2.C.UT, Żeliwo sferoidalne

Koszt maszynowy/godzinę 125 EUR

Usunięty materiał 122 (7.45)/szt. cm3 (cala3)

ZEFF 6



Adapter S-391.06-22 260//ISO50

Głowica frezarska R390-063Q22-18H

Parametry skrawania

n, obr/min 760 1197

vc, m/min (stopy/min) 150 (492) 237 (778)

fz, mm/ostrze (cale/ostrze) 0.32 (.013) 0.18 (.007)

vf, mm/min (cale/min) 1.200 (47.25) 1.320 (52.00)

AP, mm (cale) 1.0 (.040) 3.0 (.120)

ae, mm (cale) 31.5 (1.240) 31.5 (1.240)



1 3

Zastąpienie przynoszącej dobre rezultaty technologii rozwiązaniem wykorzystującym narzędzie specjalne Silent Tools pozwoliło klientowi zaoszczędzić 185 godzin czasu maszynowego rocznie. Do obróbki pokrywy układu kierow-niczego statku potrzebny był specjalny adapter frezarski z tłumieniem drgań, pozwalający na zwiększenie głęboko-ści skrawania i przyspieszenie procesu obróbki. Ta jedna zmiana w technologii obróbki frezarskiej doprowadziła do zwiększenia produktywności o 162%!

87

vf = fz × n × ZEFF

n = vc × 1000

π × DCap

fz = vf

n × ZEFF

Mc = Pc × 30 × 103

π × n

Pc = ae × AP × vf × kc

60 × 106

vc = π × DCap × n

1000

fn = vf

n

Q = AP × ae × vf

1000

vf = fz × n × ZEFF

n = vc × 12

π × DCap

fz = vf

n × ZEFF

Mc = Pc × 16501

π × n

Pc = ae × AP × vf × kc

396 × 103

vc = π × DCap × n

12

fn = vf

n

Q = AP × ae × vf

6. Wzory i definicje

6. Wzory i definicjeFrezowanie – WARTOŚCI METRYCZNEPrędkość posuwu, mm/min

Prędkość skrawania, m/min

Prędkość obrotowa wrzeciona, obr/min

Posuw na ostrze, mm

Posuw na obrót, mm/obr

Frezowanie – WARTOŚCI CALOWE

Wydajność skrawania, cm3/min

Moc skrawania netto, kW

Moment obrotowy, Nm

Prędkość posuwu, cale/min

Prędkość skrawania, stopy/min


Posuw na ostrze, cale

Posuw na obrót, cale/obr

Wydajność skrawania, cale3/min

Moc skrawania netto, HP

Moment obrotowy, lbf ft

88


ae

AP

DCap

Dm

fzfnn

vc

vf

ZEFF

hex

hm

kc

Pc

Mc

Q

KAPR

PSIR

BD

DC

LU

mm

mm

mm

mm

mm

mm/obr

obr/min

m/min

mm/min

szt.

mm

mm

N/mm2

kW

Nm

cm3/min

stopnie

mm

mm

mm

Szerokość frezowania

Głębokość skrawania

Średnica skrawania przy rzeczywistej głębokości skrawania AP

Średnica obrabianego otworu

Posuw na ostrze

Posuw na obrót

Prędkość obrotowa wrzeciona

Prędkość skrawania

Prędkość posuwu

Efektywna liczba ostrzy

Maksymalna grubość wiórów

Średnia grubość wiórów

Opór właściwy skrawania

Moc skrawania netto

Moment obrotowy

Objętościowa wydajność skrawania

Kąt przystawienia wg ISO


Średnica korpusu

Średnica skrawania

Długość użytkowa

Sym

bol

Znac

zeni

e

Nar

zędz

ia

met

rycz

ne

cale

cale

cale

cale

cale

cale

obr/min

stopy/min

cale/min

szt.

cale

cale

N/cale2

HP

lbf ft

cale3/min

stopnie

cale

cale

cale

Nar

zędz

ia

calo

we

89

vc = π × Dm × n

1000

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn

n = vc × 1000

π × Dm

vc = π × Dm × n

12

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn × 12

n = vc × 12

π × Dm

Pc = vc × AP × fn × kc

33 × 103Pc =

vc × AP × fn × kc

60 × 103


Toczenie – WARTOŚCI METRYCZNEPrędkość skrawania, m/min


Czas maszynowy, min


Moc skrawania netto, kW



Czas maszynowy, min


Moc skrawania netto, HP

Toczenie – WARTOŚCI CALOWE

90


Dm

fnAP

vc

n

Pc

Q

hm

hex

Tc

lmkc

KAPR

PSIR

BD

DC

LU

mm

mm/obr

mm

m/min

obr/min

kW

cm3/min

mm

mm

min

mm

N/mm2

stopnie

mm

mm

mm

Obrabiana średnica

Posuw na obrót

Głębokość skrawania

Prędkość skrawania

Prędkość obrotowa wrzeciona

Moc skrawania netto

Objętościowa wydajność skrawania

Średnia grubość wiórów

Maksymalna grubość wiórów

Czas jednego przejścia

Długość drogi skrawania

Opór właściwy skrawania

Kąt przystawienia wg ISO


Średnica korpusu

Średnica skrawania

Długość użytkowa

Sym

bol

Znac

zeni

e

Nar

zędz

ia

met

rycz

ne

cale

cale/obrót

cale

stopy/min

obr/min

HP

cale3/min

cale

cale

min

mm

N/cale2

stopnie

cale

cale

cale

Nar

zędz

ia

calo

we

91

Ft = kc 0,4 x0,4

fn( (

0,29 x fn x AP

0,4

fn x sin KAPR( (

mc x fn x AP

Ft = kc 0,4 x


Toczenie – WARTOŚCI METRYCZNE

Siła skrawania (obwodowa), Ft

kc 0,4: Opór właściwy skrawania przy posuwie 0,4 mm/obrmc Stała zależna od materiału. Uogólniona wartość to 0,29.

Jeśli kąt przystawienia, KAPR, ma 75 stopni lub więcej, sin KAPR ~1. Wzór uproszczony:

Siła skrawania (obwodowa), Ft

Wskazówka: Ft nie powinna przekraczać 90% maksymalnego obciążenia przewidzianego dla danego wytaczaka.

92


Metoda trzech przejśćZapewniająca dużą dokładność toczenia wewnętrznego metoda obróbki z użyciem smukłych wytaczaków do zastosowań, w których ugięcie wytaczaka może wpłynąć na ostateczną średnicę otworu. Przykład:

1. Wymagana średnica docelowa: 40.0002. Zmierz średnicę przed pierwszym przejściem: 37.0003. Wykonaj pierwsze przejście. Zaprogramowana średnica wynosi:

37.000+(40.000–37.000)/3=38.0004. Zmierz średnicę przed drugim przejściem: 37.6705. Wykonaj drugie przejście. Zaprogramowana średnica wynosi:

38.000+(40.000-37.670)/2=39.1656. Zmierz średnicę przed trzecim przejściem: 38.8257. Wykonaj trzecie przejście. Zaprogramowana średnica wynosi:

40.000+39.165-38.825=40.3408. Zmierz ostateczną średnicę: 40.020. Odchyłka: 0.020

93

vc = π × Dm × n

1000

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn

n = vc × 1000

π × Dm

vc = π × Dm × n

12

Tc = lmfn × n

Q = vc × AP × fn × 12

n = vc × 12

π × Dm

Vf = fn × n Vf = fn × n

fn = ZEFF × fz fn = ZEFF × fz


Wytaczanie – WARTOŚCI METRYCZNIEPrędkość skrawania, m/min


Czas maszynowy, min


Prędkość posuwu, mm/min



Czas maszynowy, min


Prędkość posuwu, cale/min

Wytaczanie – WARTOŚCI CALOWE

Posuw na obrót, mm/obr Posuw na obrót, cale/obr

94

Uwagi

PORADNIK OBRÓBKI Z TŁUMIENIEM DRGAŃ

Poradnik obróbki z tłumieniem

drgań – Silent Tools

Silent Tools

SANDVIK POLSKA Sp. z o.o.Al. Wilanowska 372, 02-665 Warszawa Tel: (22) 647 38 80, 843 83 29 Fax: (22) 843 21 36, 647 12 56www.sandvik.coromant.com/plE-mail: [email protected]

C-1020:17 POL/01 © AB Sandvik Coromant 2012.11

Silent tools - Poradnik obróbki z tłumieniem drgaǹ

Documents

Transcript of Silent tools - Poradnik obróbki z tłumieniem drgaǹ