Ogólnopolskie Czasopismo Techniczne
„Waga lekka” w przemyÅ›le motoryzacyjnym
CoroMill® MF80 to trwaÅ‚ość narzÄ™dzia oraz produktywność frezowania czoÅ‚owego i niepowtarzanego frezowania walcowo-czoÅ‚owego
WedÅ‚ug MiÄ™dzynarodowej Rady na Rzecz Czystego Transportu lżejsze pojazdy emitujÄ… mniej CO2. Producenci samochodów sÄ… poddawani presji w kierunku produkowania podzespoÅ‚ów o mniejszej masie, jednak obok lekkich metali, takich jak aluminium, cięższe materiaÅ‚y, takie jak stal nierdzewna, żeliwo i stal kuta nadal cieszÄ… siÄ™ popularnoÅ›ciÄ…. Konieczność uczynienia bardziej wydajnÄ… masowej produkcji tych cięższych przedmiotów oznacza, że trzeba dokonywać obróbki bardziej skomplikowanych ksztaÅ‚tów z węższymi zakresami tolerancji, co jednak wymaga sporej finezji. W artykule Sangram Dash, menedżer ds. zastosowania produktów z kategorii frezowanie na pÅ‚ytki wymienne w firmie Sandvik Coromant, wyjaÅ›nia, dlaczego lżejsze i skrawajÄ…ce bliżej powierzchni przedmiotu narzÄ™dzia do frezowania CoroMill® MF80 sprzyjajÄ… bardziej ekonomicznemu frezowaniu walcowo-czoÅ‚owemu i frezowaniu czoÅ‚owemu.
Zmniejszenie masy pojazdu to skuteczny sposób obniżenia emisji CO2 przez pojazd.
W swoim raporcie Fact Sheet: Europe MiÄ™dzynarodowa Rada na Rzecz Czystego Transportu prezentuje nastÄ™pujÄ…ce wnioski: „Wobec istnienia bezpoÅ›redniej zależnoÅ›ci miÄ™dzy ciężarem i masÄ…, im cięższy pojazd, tym wiÄ™cej zużywa paliwa i emituje CO2. Co za tym idzie, zmniejszenie masy pojazdu to skuteczny sposób obniżenia emisji, których źródÅ‚em jest pojazd”.
Można to osiÄ…gnąć, przechodzÄ…c do „wagi lekkiej”, co wiąże siÄ™ z konstruowaniem samochodów osobowych i ciężarowych o mniejszej masie, aby uzyskać wiÄ™kszÄ… wydajność zużycia paliwa i uÅ‚atwić obsÅ‚ugÄ™ pojazdu. W badaniu agencji McKinsey & Company, zatytuÅ‚owanym Lightweight, heavy impact obliczono, że „Wdrożenie lekkich rozwiÄ…zaÅ„ może w pewnym stopniu zmniejszać emisje CO2 (o okoÅ‚o 0,08 g CO2 na każdy zaoszczÄ™dzony kilogram).” Oto dalsze wnioski z badania: „Zmniejszenie przez producenta masy pojazdu o 100 kg umożliwia zaoszczÄ™dzenie okoÅ‚o 8,5 g CO2 na 100 km”.
Ten przykÅ‚ad pokazuje, jak zmniejszenie masy może wpÅ‚ynąć korzystnie na osiÄ…gi pojazdu. Jednak o ile producenci OEM, dążąc do tego celu, chÄ™tnie siÄ™gajÄ… po lżejsze materiaÅ‚y, np. aluminium, przejÅ›cie do wagi lekkiej nie oznacza po prostu wyboru najlżejszego materiaÅ‚u. Nadal powszechnie korzysta siÄ™ z materiaÅ‚ów czÄ™sto stosowanych do produkcji części samochodów, taki jak stale kute, stopy chromowo-kobaltowe, Inconel lub żeliwo szare i sferoidalne – mimo tego, że sÄ… one cięższe niż aluminium i magnez.
Dlatego producenci muszÄ… raczej tworzyć takie projekty, które uczyniÄ… z tych „ciężkich” metali wydajnÄ… masowo i wytrzymałą alternatywÄ™ dla materiaÅ‚ów lżejszych. Wiąże siÄ™ 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 wpÅ‚yw na obrabiarkÄ™ i uzyskać pożądany ksztaÅ‚t podzespoÅ‚u.
Frez CoroMill® MF80 firmy Sandvik Coromant jest przeznaczony do frezowania materiaÅ‚ów z grup ISO K i ISO P w branży samochodowej.
Wyzwanie dla producentów polega na tym, by wytwarzać bardziej zÅ‚ożone podzespoÅ‚y najwyższej jakoÅ›ci w sposób bardzo produktywny. Jak jednak osiÄ…gnąć ten cel, przestrzegajÄ…c przy tym ograniczeÅ„ emisji i zarazem utrzymujÄ…c jednostkowy koszt przedmiotu na niskim poziomie? OdpowiedziÄ… sÄ… bardziej niezawodne, precyzyjne i produktywne rozwiÄ…zania narzÄ™dziowe.
Pod odpowiednim kÄ…tem
Producenci z branży motoryzacyjnej muszÄ… dążyć do przeÅ›cigniÄ™cia konkurencji na polu obróbki bardziej zÅ‚ożonych przedmiotów o ażurowej strukturze, wykonanych z odpornych materiaÅ‚ów z grupy ISO P. OsiÄ…gniÄ™cie tego celu zależy od tego, jakie narzÄ™dzie skrawajÄ…ce wybiorÄ…. Na przykÅ‚ad narzÄ™dzia z kÄ…tem przystawienia wynoszÄ…cym 90 stopni generujÄ… mniejsze promieniowe siÅ‚y skrawania oraz – co istotne – ograniczajÄ… rozpraszanie siÄ™ energii skrawania. Jest to doskonaÅ‚e rozwiÄ…zanie zwÅ‚aszcza do obróbki przedmiotów cienkoÅ›ciennych lub o ażurowej konstrukcji.
W tym miejscu trzeba wspomnieć o frezowaniu walcowo-czoÅ‚owym, podstawowej, a mimo to uniwersalnej technice frezarskiej, zalecanej wtedy, gdy zachodzi potrzeba wytwarzania różnorodnych przedmiotów oraz szybkiego usuwania znacznej iloÅ›ci materiaÅ‚u z przedmiotu obrabianego. Podczas frezowania walcowo-czoÅ‚owego narzÄ™dzie tworzy jednoczeÅ›nie pÅ‚aszczyznÄ™ i powierzchniÄ™ wystÄ™pu, dlatego preferowany kÄ…t ustawienia wzglÄ™dem przedmiotu obrabianego wynosi 90 stopni. W zależnoÅ›ci od sytuacji można stosować inne kÄ…ty, ale ważne jest użycie kÄ…ta prostego w celu unikniÄ™cia niepożądanych przesunięć miÄ™dzy frezem i przedmiotem obrabianym.
Na rynku dostÄ™pnych jest wiele pÅ‚ytek przeznaczonych do frezowania walcowo-czoÅ‚owego pod kÄ…tem przystawienia zbliżonym do 90 stopni. Zasadniczo pÅ‚ytki te majÄ… osiem krawÄ™dzi – po cztery z przodu i z tyÅ‚u, by jednoczeÅ›nie obrabiać wystÄ™p i powierzchniÄ™ – lub w niektórych przypadkach sześć. Jednak specjaliÅ›ci od projektowania narzÄ™dzi z firmy Sandvik Coromant uznali, że na rynku jest miejsce na nowÄ… koncepcjÄ™ frezowania walcowo-czoÅ‚owego, która przyniesie klientom firmy zalety w postaci trwaÅ‚oÅ›ci i produktywnoÅ›ci narzÄ™dzia, a także korzyÅ›ci ekonomiczne.
W efekcie powstaÅ‚ frez CoroMill® MF80, przeznaczony do zastosowaÅ„ frezarskich w branży samochodowej, polegajÄ…cych na obróbce materiaÅ‚ów z grup ISO K i ISO P. PÅ‚ytki posiadajÄ… osiem krawÄ™dzi skrawajÄ…cych, ochronÄ™ przed wiórami oraz zoptymalizowanÄ… mikrogeometriÄ™, które zapewniajÄ… wyższy poziom bezpieczeÅ„stwa i sprawniejsze odprowadzanie wiórów, a także ostrze wiper, które gwarantuje wyjÄ…tkowÄ… gÅ‚adkość powierzchni obrobionej. Nachylenie krawÄ™dzi skrawajÄ…cej zapewnia pÅ‚ynny przebieg i maÅ‚e opory skrawania, co czyni z frezu idealne narzÄ™dzie do obróbki przedmiotów o cienkich Å›ciankach oraz takich konfiguracji obrabiarki, które cechuje maÅ‚a stabilność. Ta nowa koncepcja frezarska, oparta o platformÄ™ technologicznÄ… zbliżonÄ… do dostÄ™pnego już frezu CoroMill® 345, oferuje korpus frezu lżejszy o 40% z ochronÄ… w postaci pÅ‚ytki podporowej oraz dużą gÄ™stość ostrzy, aby umożliwiać bezpiecznÄ… i stabilnÄ… obróbkÄ™, nawet w narażonych na drgania zastosowaniach na dÅ‚ugich wysiÄ™gach.
KÄ…t przystawienia 89,5 stopnia umożliwia pracÄ™ frezu wieloostrzowego podczas obróbki blisko mocowania. KÄ…t zbliżony do 90 stopni zmniejsza również osiowe siÅ‚y skrawania, co usprawnia frezowanie sÅ‚abo zamocowanych przedmiotów o cienkich Å›ciankach, bez drgaÅ„ i drgaÅ„ samowzbudnych. Oznacza to nie tylko wiÄ™kszÄ… precyzjÄ™ i wiÄ™kszy stopieÅ„ wykorzystania obrabiarki, lecz także wzrost trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia i spadek liczby zÅ‚omowanych przedmiotów.
Testy wydajności
Wydajność frezu CoroMill® MF80 zostaÅ‚a przetestowana na tle frezu z oferty konkurencji podczas obróbki materiaÅ‚ów z grup ISO K i ISO P. Najpierw przyjrzymy siÄ™ wynikom testu obróbki materiaÅ‚ów z grupy ISO K. NarzÄ™dzie z oferty konkurencji i frez CoroMill® MF80 zostaÅ‚y użyte do obróbki zgrubnej podczas produkcji noÅ›ników i wsporników z przygotówki w postaci odlewu z żeliwa sferoidalnego (SG) (GJS400/K3.1.C.UT).
Obydwa narzÄ™dzia pracowaÅ‚y z tymi samymi parametrami skrawania: prÄ™dkość wrzeciona (n) każdego z frezów wynosiÅ‚a 1000 obrotów na minutÄ™, prÄ™dkość skrawania (vc) 250 metrów na minutÄ™, a posuw (vf) – 1200 milimetrów na minutÄ™. Obydwa frezy pracowaÅ‚y z promieniowÄ… głębokoÅ›ciÄ… skrawania wynoszÄ…cÄ… 20-80 mm (ae) oraz osiowÄ… głębokoÅ›ciÄ… skrawania wynoszÄ…cÄ… 2-3 mm (ap). Niewielka różnica dotyczyÅ‚a posuwu na ostrze (fz): 0,24 mm w przypadku frezu konkurencyjnego oraz 0,3 mm w przypadku CoroMill® MF80.
Frezowanie walcowo-czoÅ‚owe to podstawowa, a mimo to uniwersalna technika frezarska, zalecana jako sposób wytwarzania różnorodnych przedmiotów.
Ostatecznie frez z oferty konkurencji wytworzyÅ‚ 10 przedmiotów w ciÄ…gu 55 minut, zanim pojawiÅ‚y siÄ™ oznaki zużycia. Z kolei frez CoroMill® MF80 pracowaÅ‚ 82 minuty i wytworzyÅ‚ w tym czasie 15 przedmiotów. W efekcie klient uzyskaÅ‚ wzrost trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia o 54%, używajÄ…c frezu Sandvik Coromant.
W innym przypadku frez CoroMill® MF80 rywalizowaÅ‚ z frezem z oferty konkurencji w dziedzinie zgrubnego frezowania walcowo-czoÅ‚owego w ramach produkcji podzespoÅ‚ów pomp i zaworów ze stali wÄ™glowej ISO P (DIN 1.0619). Tym razem obydwa frezy także pracowaÅ‚y z identycznymi parametrami skrawania: n wynoszÄ…cym 500 obr./min, vc wynoszÄ…cym 125 m/mm, ae wynoszÄ…cym 15/50 mm oraz ap wynoszÄ…cym 5 mm i fz wynoszÄ…cym 0,15 mm. Jedyny wyjÄ…tek stanowiÅ‚ parametr vf. Konkurencyjny frez pracowaÅ‚ z prÄ™dkoÅ›ciÄ… posuwu 375 mm/min, a CoroMill® MF80 – z prÄ™dkoÅ›ciÄ… posuwu 600 mm/min.
Podczas tego testu za pomocÄ… konkurencyjnego frezu udaÅ‚o siÄ™ wykonać dziewięć przedmiotów, a za pomocÄ… CoroMill® MF80 – 15, co oznaczaÅ‚o wzrost produktywnoÅ›ci o 60%. Co do trwaÅ‚oÅ›ci narzÄ™dzia: po upÅ‚ywie czasu obróbki wynoszÄ…cego 40 minut na frezie CoroMill® MF80 widoczne byÅ‚y jedynie wykruszenia i wzrost trwaÅ‚oÅ›ci wyniósÅ‚ 67%. KluczowÄ… zaletÄ… z punktu widzenia klienta byÅ‚a zastosowana we frezie zabezpieczajÄ…ca pÅ‚ytka podporowa i duża liczba ostrzy pÅ‚ytki skrawajÄ…cej, co może zmniejszyć jednostkowy koszt przedmiotu w obróbce zgrubnej lub podczas frezowania walcowo-czoÅ‚owego. Tego rodzaju procesy obróbkowe pomogÄ… producentom w wytwarzaniu pojazdów, które sprostajÄ… surowym regulacjom dotyczÄ…cym emisji CO2, utrzymujÄ…c jednoczeÅ›nie koszt jednostkowy przedmiotu na niskim poziomie.
Aby dowiedzieć siÄ™ wiÄ™cej o frezie CoroMill® MF80 firmy Sandvik Coromant przeznaczonym do frezowania materiaÅ‚ów z grup ISO K i ISO P, odwiedź witrynÄ™ internetowÄ….
ŹródÅ‚o: Sandvik Coromant