Informacje prasowe

„Waga lekka” w przemyśle motoryzacyjnym

CoroMill® MF80 to trwałość narzędzia oraz produktywność frezowania czołowego i niepowtarzanego frezowania walcowo-czołowego

Według Międzynarodowej Rady na Rzecz Czystego Transportu lżejsze pojazdy emitują mniej CO2. Producenci samochodów są poddawani presji w kierunku produkowania podzespołów o mniejszej masie, jednak obok lekkich metali, takich jak aluminium, cięższe materiały, takie jak stal nierdzewna, żeliwo i stal kuta nadal cieszą się popularnością. Konieczność uczynienia bardziej wydajną masowej produkcji tych cięższych przedmiotów oznacza, że trzeba dokonywać obróbki bardziej skomplikowanych kształtów z węższymi zakresami tolerancji, co jednak wymaga sporej finezji. W artykule Sangram Dash, menedżer ds. zastosowania produktów z kategorii frezowanie na płytki wymienne w firmie Sandvik Coromant, wyjaśnia, dlaczego lżejsze i skrawające bliżej powierzchni przedmiotu narzędzia do frezowania CoroMill® MF80 sprzyjają bardziej ekonomicznemu frezowaniu walcowo-czołowemu i frezowaniu czołowemu.

 Zmniejszenie masy pojazdu to skuteczny sposób obniżenia emisji CO2 przez pojazd. 

W swoim raporcie Fact Sheet: Europe Międzynarodowa Rada na Rzecz Czystego Transportu prezentuje następujące wnioski: „Wobec istnienia bezpośredniej zależności między ciężarem i masą, im cięższy pojazd, tym więcej zużywa paliwa i emituje CO2. Co za tym idzie, zmniejszenie masy pojazdu to skuteczny sposób obniżenia emisji, których źródłem jest pojazd”.

Można to osiągnąć, przechodząc do „wagi lekkiej”, co wiąże się z konstruowaniem samochodów osobowych i ciężarowych o mniejszej masie, aby uzyskać większą wydajność zużycia paliwa i ułatwić obsługę pojazdu. W badaniu agencji McKinsey & Company, zatytułowanym Lightweight, heavy impact obliczono, że „Wdrożenie lekkich rozwiązań może w pewnym stopniu zmniejszać emisje CO2 (o około 0,08 g CO2 na każdy zaoszczędzony kilogram).” Oto dalsze wnioski z badania: „Zmniejszenie przez producenta masy pojazdu o 100 kg umożliwia zaoszczędzenie około 8,5 g CO2 na 100 km”.

Ten przykład pokazuje, jak zmniejszenie masy może wpłynąć korzystnie na osiągi pojazdu. Jednak o ile producenci OEM, dążąc do tego celu, chętnie sięgają po lżejsze materiały, np. aluminium, przejście do wagi lekkiej nie oznacza po prostu wyboru najlżejszego materiału. Nadal powszechnie korzysta się z materiałów często stosowanych do produkcji części samochodów, taki jak stale kute, stopy chromowo-kobaltowe, Inconel lub żeliwo szare i sferoidalne – mimo tego, że są one cięższe niż aluminium i magnez.

Dlatego producenci muszą raczej tworzyć takie projekty, które uczynią z tych „ciężkich” metali wydajną masowo i wytrzymałą alternatywę dla materiałów lżejszych. Wiąże się to z wytwarzaniem przedmiotów o ażurowej strukturze, na podstawie skomplikowanych projektów. Ponadto wiele z tych projektów wymaga niewielkich oporów skrawania podczas obróbki, aby ograniczać do minimum wpływ na obrabiarkę i uzyskać pożądany kształt podzespołu. 

 
Frez CoroMill® MF80 firmy Sandvik Coromant jest przeznaczony do frezowania materiałów z grup ISO K i ISO P w branży samochodowej.

Wyzwanie dla producentów polega na tym, by wytwarzać bardziej złożone podzespoły najwyższej jakości w sposób bardzo produktywny. Jak jednak osiągnąć ten cel, przestrzegając przy tym ograniczeń emisji i zarazem utrzymując jednostkowy koszt przedmiotu na niskim poziomie? Odpowiedzią są bardziej niezawodne, precyzyjne i produktywne rozwiązania narzędziowe.

Pod odpowiednim kątem

Producenci z branży motoryzacyjnej muszą dążyć do prześcignięcia konkurencji na polu obróbki bardziej złożonych przedmiotów o ażurowej strukturze, wykonanych z odpornych materiałów z grupy ISO P. Osiągnięcie tego celu zależy od tego, jakie narzędzie skrawające wybiorą. Na przykład narzędzia z kątem przystawienia wynoszącym 90 stopni generują mniejsze promieniowe siły skrawania oraz – co istotne – ograniczają rozpraszanie się energii skrawania. Jest to doskonałe rozwiązanie zwłaszcza do obróbki przedmiotów cienkościennych lub o ażurowej konstrukcji. 

W tym miejscu trzeba wspomnieć o frezowaniu walcowo-czołowym, podstawowej, a mimo to uniwersalnej technice frezarskiej, zalecanej wtedy, gdy zachodzi potrzeba wytwarzania różnorodnych przedmiotów oraz szybkiego usuwania znacznej ilości materiału z przedmiotu obrabianego. Podczas frezowania walcowo-czołowego narzędzie tworzy jednocześnie płaszczyznę i powierzchnię występu, dlatego preferowany kąt ustawienia względem przedmiotu obrabianego wynosi 90 stopni. W zależności od sytuacji można stosować inne kąty, ale ważne jest użycie kąta prostego w celu uniknięcia niepożądanych przesunięć między frezem i przedmiotem obrabianym.

Na rynku dostępnych jest wiele płytek przeznaczonych do frezowania walcowo-czołowego pod kątem przystawienia zbliżonym do 90 stopni. Zasadniczo płytki te mają osiem krawędzi – po cztery z przodu i z tyłu, by jednocześnie obrabiać występ i powierzchnię – lub w niektórych przypadkach sześć. Jednak specjaliści od projektowania narzędzi z firmy Sandvik Coromant uznali, że na rynku jest miejsce na nową koncepcję frezowania walcowo-czołowego, która przyniesie klientom firmy zalety w postaci trwałości i produktywności narzędzia, a także korzyści ekonomiczne.

W efekcie powstał frez CoroMill® MF80, przeznaczony do zastosowań frezarskich w branży samochodowej, polegających na obróbce materiałów z grup ISO K i ISO P. Płytki posiadają osiem krawędzi skrawających, ochronę przed wiórami oraz zoptymalizowaną mikrogeometrię, które zapewniają wyższy poziom bezpieczeństwa i sprawniejsze odprowadzanie wiórów, a także ostrze wiper, które gwarantuje wyjątkową gładkość powierzchni obrobionej. Nachylenie krawędzi skrawającej zapewnia płynny przebieg i małe opory skrawania, co czyni z frezu idealne narzędzie do obróbki przedmiotów o cienkich ściankach oraz takich konfiguracji obrabiarki, które cechuje mała stabilność. Ta nowa koncepcja frezarska, oparta o platformę technologiczną zbliżoną do dostępnego już frezu CoroMill® 345, oferuje korpus frezu lżejszy o 40% z ochroną w postaci płytki podporowej oraz dużą gęstość ostrzy, aby umożliwiać bezpieczną i stabilną obróbkę, nawet w narażonych na drgania zastosowaniach na długich wysięgach. 

Kąt przystawienia 89,5 stopnia umożliwia pracę frezu wieloostrzowego podczas obróbki blisko mocowania. Kąt zbliżony do 90 stopni zmniejsza również osiowe siły skrawania, co usprawnia frezowanie słabo zamocowanych przedmiotów o cienkich ściankach, bez drgań i drgań samowzbudnych. Oznacza to nie tylko większą precyzję i większy stopień wykorzystania obrabiarki, lecz także wzrost trwałości narzędzia i spadek liczby złomowanych przedmiotów.

Testy wydajności 

Wydajność frezu CoroMill® MF80 została przetestowana na tle frezu z oferty konkurencji podczas obróbki materiałów z grup ISO K i ISO P. Najpierw przyjrzymy się wynikom testu obróbki materiałów z grupy ISO K. Narzędzie z oferty konkurencji i frez CoroMill® MF80 zostały użyte do obróbki zgrubnej podczas produkcji nośników i wsporników z przygotówki w postaci odlewu z żeliwa sferoidalnego (SG) (GJS400/K3.1.C.UT).

Obydwa narzędzia pracowały z tymi samymi parametrami skrawania: prędkość wrzeciona (n) każdego z frezów wynosiła 1000 obrotów na minutę, prędkość skrawania (vc) 250 metrów na minutę, a posuw (vf) – 1200 milimetrów na minutę. Obydwa frezy pracowały z promieniową głębokością skrawania wynoszącą 20-80 mm (ae) oraz osiową głębokością skrawania wynoszącą 2-3 mm (ap). Niewielka różnica dotyczyła posuwu na ostrze (fz): 0,24 mm w przypadku frezu konkurencyjnego oraz 0,3 mm w przypadku CoroMill® MF80.

 
Frezowanie walcowo-czołowe to podstawowa, a mimo to uniwersalna technika frezarska, zalecana jako sposób wytwarzania różnorodnych przedmiotów.

Ostatecznie frez z oferty konkurencji wytworzył 10 przedmiotów w ciągu 55 minut, zanim pojawiły się oznaki zużycia. Z kolei frez CoroMill® MF80 pracował 82 minuty i wytworzył w tym czasie 15 przedmiotów. W efekcie klient uzyskał wzrost trwałości narzędzia o 54%, używając frezu Sandvik Coromant.

W innym przypadku frez CoroMill® MF80 rywalizował z frezem z oferty konkurencji w dziedzinie zgrubnego frezowania walcowo-czołowego w ramach produkcji podzespołów pomp i zaworów ze stali węglowej ISO P (DIN 1.0619). Tym razem obydwa frezy także pracowały z identycznymi parametrami skrawania: n wynoszącym 500 obr./min, vc wynoszącym 125 m/mm, ae wynoszącym 15/50 mm oraz ap wynoszącym 5 mm i fz wynoszącym 0,15 mm. Jedyny wyjątek stanowił parametr vf. Konkurencyjny frez pracował z prędkością posuwu 375 mm/min, a CoroMill® MF80 – z prędkością posuwu 600 mm/min.

Podczas tego testu za pomocą konkurencyjnego frezu udało się wykonać dziewięć przedmiotów, a za pomocą CoroMill® MF80 – 15, co oznaczało wzrost produktywności o 60%. Co do trwałości narzędzia: po upływie czasu obróbki wynoszącego 40 minut na frezie CoroMill® MF80 widoczne były jedynie wykruszenia i wzrost trwałości wyniósł 67%. Kluczową zaletą z punktu widzenia klienta była zastosowana we frezie zabezpieczająca płytka podporowa i duża liczba ostrzy płytki skrawającej, co może zmniejszyć jednostkowy koszt przedmiotu w obróbce zgrubnej lub podczas frezowania walcowo-czołowego. Tego rodzaju procesy obróbkowe pomogą producentom w wytwarzaniu pojazdów, które sprostają surowym regulacjom dotyczącym emisji CO2, utrzymując jednocześnie koszt jednostkowy przedmiotu na niskim poziomie.

Aby dowiedzieć się więcej o frezie CoroMill® MF80 firmy Sandvik Coromant przeznaczonym do frezowania materiałów z grup ISO K i ISO P, odwiedź witrynę internetową. 

 Źródło: Sandvik Coromant