V leteckém průmyslu je dobře patrný trend ve snaze zvýšit účinnost proudových motorů z hlediska spotřeby paliva. Aby toho dosáhli, snaží se konstruktéři snížit hmotnost rotujících součástí zmenšováním jejich průměru. Na druhou stranu se zmenšují také drážky mezi těsnicími žebry a oddělovací zápichy na válcových částech. Pokud jde o tento trend, je zde jednoznačně patrná poptávka po zapichovacích nástrojích a břitových destičkách, které jsou nejenom tenčí, aby poskytovaly požadovanou větší pracovní vůli, ale také aby splňovaly požadavky na vysokou stabilitu při obrábění těchto malých, zato však náročných tvarových prvků.
Drážky mezi těsnicími žebry lze najít u celé řady součástí každého proudového motoru. Těsnicí žebra, mezi kterými se nalézají dutiny a drážky s malými poloměry rohů, fungují jako plynové těsnění mezi rotujícími a stacionárními částmi turbíny. Tento typ obráběných součástí se vyrábí z HRSA materiálů (žáruvzdorných slitin), které byly vyvinuty tak, aby odolaly extrémním teplotám a změnám tlaku.
Zapichovací nástroje pro výrobu těsnicích drážek musí zajistit konzistentní kontrolu utváření třísek a bezpečnost obráběcího procesu, což jsou při obrábění hlavních tvarových prvků součástí z problematických ISO S materiálů rozhodující aspekty. Aby umožňovaly dodržení přísných tolerancí a dosažení vysoké úrovně kvality obrobeného povrchu, musí břitové destičky navíc nabízet i vysokou ostrost břitu.
Společnost Sandvik Coromant nyní do své nabídky zařadila zapichovací břitové destičky CoroCut® 1-2 s šířkou 1,5 mm (0.059 inch), které v ní doplnily její stávající břitové destičky šířky 2 mm (0.079 inch). Použití nejmodernějších nástrojů strojírenským podnikům zabývajícím se leteckou výrobou umožňuje vytvářet profily s ještě menšími poloměry zaoblení rohů při dodržení správné šířky profilu. Vedle výroby těsnicích drážek lze tyto břitové destičky použít i pro obrábění celé řady dalších typů drážek s úzkými tvary vyskytujících se na součástech proudových motorů, jako jsou disky, rotory, hřídele a těsnicí kroužky, jakož i pro výrobu malých oddělovacích zápichů a vybrání.
STRATEGIE STANOVENÍ DRÁHY NÁSTROJE
U nejnovějších nástrojů společnost Sandvik Coromant doporučuje provádět tvarové obrábění s využitím nelineární dráhy nástroje (raději než přímočarého řezu zápichem), což vede ke zvýšení produktivity. Taková dráha nástroje přináší snížení opotřebení nástroje a pnutí v součásti, což má u součástí leteckých motorů naprosto zásadní význam. Obrábění drážek mezi těsnicími žebry se provádí v pozdějších fázích výroby součásti, kdy dříve provedenými operacemi již vznikla značná přidaná hodnota. Zásadní význam má proto využívání strategií s takovou dráhou nástroje, která zajistí stabilitu obráběcího procesu, aniž by docházelo k selháním z důvodu lomu břitové destičky nebo nekonzistentní životnosti nástroje, což obojí může mít za následek nákladné vyřazení zmetkových součástí. Nelineární dráha nástroje při tvarovém obrábění zajišťuje, že nástroj vniká do obráběného tvaru oběma stranami, což umožňuje kontrolu utváření třísky a dosažení vyšší geometrické a rozměrové přesnosti.
Pokud jde o ztrátu integrity nástroje, při použití tak malých břitových destiček bude řez zápichem po přímé dráze prakticky jistě představovat rizikový faktor. Naproti tomu nelineární dráha nástroje pomáhá při tvarovém obrábění rozložit opotřebení na celou přední část ostří břitové destičky a v jejím průběhu se plynule mění místo kontaktu mezi břitovou destičkou a obráběným materiálem, což umožňuje dosažení maximální životnosti nástroje. Výhody, které to přináší, jsou dalekosáhlé a patří mezi ně zvýšení produktivity, bezpečnosti obráběcího procesu a prodloužení životnosti nástroje, jakož i snížení počtu průchodů a v úvahu přichází i zavedení strategií umožňujících obrábění „se stále svítícím zeleným světlem“.
BEZPEČNOST OBRÁBĚCÍHO PROCESU
Dalším faktorem přispívajícím k provozní bezpečnosti těchto choulostivých obráběcích operací je to, že pro upnutí nejnovějších břitových destiček slouží řezné hlavy CoroTurn® SL70, které byly od počátku speciálně vyvinuty s podbroušením a úhly splňujícími požadavky na obrábění leteckých součástí. Řezné hlavy SL70 se navíc používají v kombinaci s adaptéry Coromant Capto®. Díky tomu lze využít veškeré výhody upínacích jednotek Coromant Capto, jako jsou bezpečnost, modularita nebo přímá integrace do vřetena stroje. Důležité je, že všechny díly takové nástrojové sestavy jsou k dispozici jako standardní skladové položky, což je hlavní rozdíl oproti mnoha konkurenčním produktům, v jejichž případě je nutná výroba speciálních konstrukčně přizpůsobených řešení.
Další výhodou systému SL70 je možnost využití přesného přívodu řezné kapaliny tělem nožové planžety, který má pozitivní vliv jak z hlediska teploty, tak i kontroly utváření třísek také při obrábění těsnicích drážek. Nejnovější břitové destičky CoroCut 1-2 jsou rovněž opatřeny lamačem třísek, zatímco většina konkurenčních produktů má na své čelní straně pouze jednoduchou rovnou broušenou plochu. Nejsouli třísky účinně odváděny, mohou potenciálně představovat nebezpečí z hlediska kvality obrobeného povrchu součásti, a proto je u takovýchto aplikací optimalizovaná kontrola utváření třísek nutností.
PŘÍPADOVÁ STUDIE
Jako příklad výhod nabízených potenciálním uživatelům lze zmínit, že se zákazník působící v oblasti leteckého průmyslu v USA díky použití břitových destiček CoroCut 1-2 při obrábění rotačních součástí proudového motoru vyrobených z HRSA materiálů, jakou jsou Rene 88 nebo Inconel 718, může pochlubit pozoruhodnými úspěchy. Tato společnost v minulosti využívala na zakázku vyráběný konkurenční nástroj, který nebyl opatřen lamačem třísek, přičemž obrábění prováděla při řezné rychlosti 29 m/min (95 ft/ min), rychlosti posuvu 0,1 mm/ot (0.004 inch/ot) a hloubce řezu 0,12 až 0,25 mm (0.005 až 0.01 inch). Pro dokončení celé jedné součásti výrobce potřeboval celkem tři speciální břitové destičky. Navíc existovalo i potenciální riziko nesprávného upnutí břitových destiček v jejich lůžku.
Na rozdíl od toho přinesl přechod ke standardním, 1,5 mm širokým břitovým destičkám CoroCut 1-2 pro výrobu těsnicích drážek v kombinaci s řeznou hlavou SL70 řadu výhod, mimo jiné lepší kontrolu utváření třísek a vyšší bezpečnost obráběcího procesu, jakož i snadnější upínání břitových destiček. Důležité je, že i když hloubka řezu zůstala stejná, ostatní hodnoty řezných parametrů bylo možné zvýšit. Použití břitových destiček Sandvik Coromant například umožnilo zvýšení řezné rychlosti na 41 m/min (134.5 ft/min) a zvýšení rychlosti posuvu na 0,15 mm/ot (0.006 inch/ot). Ze všeho nejdůležitější ale je, že pro dokončení celé součásti jsou nyní zapotřebí pouze dvě břitové destičky, což představuje 33% úsporu.
Na základě celé řady zkoušek provedených ve spolupráci se zákazníky si společnost Sandvik Coromant může dovolit tvrdit, že u celé řady aplikací lze dosáhnout 70% zvýšení řezné rychlosti a přibližně 66% zvýšení rychlosti posuvu. Díky vyššímu stupni provozní bezpečnosti lze běžně dosáhnout zkrácení času cyklu až o 50 %.
Jednoduše řečeno, osvědčená geometrie a nástrojové třídy zajišťují dobré utváření třísek a umožňují bezpečný a spolehlivý obráběcí proces s vynikající kvalitou obrobené plochy, zatímco bezpečnost upnutí zaručuje patentované rozhraní CoroCut se stabilizační kolejničkou. K dalším výhodám použití standardního řešení patří snížení nákladů a mnohem kratší dodací lhůty.
Ačkoli jsou optimalizovány pro obrábění materiálů ISO S, lze tyto zapichovací nástroje CoroCut 1-2, dodávané v širokém sortimentu nástrojových tříd, s úspěchem použít také pro obrábění součástí vyrobených z materiálů ISO M (korozivzdorné oceli) a ISO P (oceli).