Nástroje | 16. 11. 2017

Řezání závitů pomocí závitníků přinese výhody nejenom leteckým výrobcům

Vysoce výkonná řešení pro frézování závitů a řezání závitů pomocí závitníků v titanových a niklových slitinách

Společnost Sandvik Coromant, která se specializuje na obráběcí nástroje a nástrojové systémy, v reakci na silnou poptávku leteckého průmyslu po spolehlivých řešeních pro obrábění zařazuje do své nabídky nové nástroje pro řezání závitů pomocí závitníků a frézování závitů v materiálech ISO S (titanových a niklových slitinách). Tyto produkty byly záměrně navrženy tak, aby při obrábění velmi drahých součástí, jako jsou skříně motorů, poskytovaly vynikající provozní bezpečnost a umožnily tak snížení počtu zmetkových kusů a zkrácení prostojů stroje.

Optimalizovaná geometrie nových závitníků pro obrábění titanu, která byla vyvinuta tak, aby nabízela konzistentní a opakovatelné výsledky, využívá malý pozitivní úhel čela, umožňující obrábění problematických materiálů, a inovativní, proti otěru odolný ACN povlak (nitrid chromu a hliníku), který brání navařování obráběného materiálu. Aby při obrábění problematických materiálů nedocházelo k zasekávání třísek, mají závitníky také velký úhel hřbetu, který pomáhá snížit tření. S ohledem na skutečně stabilní řezání závitů mají nástroje pro obrábění niklových slitin úhel stoupání šroubovitých drážek zmenšený na 10 °.

Závitořezné frézy se vyrábějí pro profil závitu MJ a mají úhel stoupání šroubovitých drážek 27 °, což je ideální úhel pro výrobu závitů v exotických materiálech. Závity typu MJ jsou v leteckém průmyslu velmi rozšířené, protože pomáhají snížit pnutí, které v součásti vzniká v oblasti kořene závitu.

„Při řezání závitů pomocí závitníků je při obrábění niklových slitin ze všeho nejdůležitější vytvoření díry, která má správné rozměry pro požadovanou velikost závitu,“ vysvětluje Steve Shotbolt, globální produktový manažer pro oblast výroby závitů ze společnosti Sandvik Coromant. „Snížení velikosti nosného podílu závitu vede ke zmenšení krouticího momentu potřebného pro záběr závitníku a pomáhá eliminovat nebezpečí jeho případného lomu. Bylo zjištěno, že konvenční hodnoty nosného podílu závitu, které bývají okolo 75 %, jsou u materiálů s vysokou pevností zbytečné a pro naprostou většinu požadavků postačuje velikost nosného podílu závitu v rozmezí 50–60 %.“

Řezání závitů pomocí závitníků v titanových slitinách, jako např. Ti6Al4V, je náročnější než ve většině legovaných materiálů. Titan je například špatným tepelným vodičem, což vede ke zvyšování teploty břitů a povrchu obráběcího nástroje, namísto toho, aby docházelo k jeho pohlcování obráběnou součástí a konstrukcí stroje. Toto zbytkové teplo může být příčinou vylamování ostří závitníku a zkrácení jeho životnosti. Navíc relativně nízký modul pružnosti titanu a jeho vysoká pevnost v tahu jsou příčinou „odpružení“, které má za následek „sevření“ závitníku, což je okolnost, která může způsobovat odírání a vznik trhlin na povrchu závitu. V důsledku toho se rovněž zvyšuje velikost krouticího momentu působícího na závitník a zkracuje se jeho životnost.

Nové závitníky značky Sandvik Coromant byly navrženy tak, aby tyto problémy eliminovaly a pomohly zrychlit výrobu celé řady součástí leteckých motorů, včetně skříní, hřídelů a disků, v podstatě všech součástí motoru vyráběných z materiálů ISO S a opatřených oky a/nebo přírubami. Tyto nástroje se ukazují jako ideální i pro jiná odvětví, ve kterých se běžně využívají titanové a niklové slitiny, jako např. výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, výroba čerpadel a ventilů nebo výroba medicínské techniky.

Do nabídky byly nově zařazeny závitníky CoroTap® 200 SM pro řezání závitů v průchozích dírách v součástech z titanových slitin a také závitníky CoroTap 300 SM (slepé díry v titanových slitinách) a CoroTap 300 SD (slepé díry v niklových slitinách). V oblasti frézování závitů rozšířila společnost Sandvik Coromant svou nabídku o frézy R217 pro závity typu MJ.

Zkoušky výkonnosti realizované ve spolupráci se zákazníkem ukázaly, že závitník CoroTap 300 SM byl při obrábění slitiny Inconel 718 schopen vyrobit závity ve více než dvojnásobném počtu děr, konkrétně v 17 namísto 8 (při použití konkurenčního závitníku). Řezání závitů bylo prováděno na CNC obráběcím centru DMG DMU 60 při použití 8% řezné kapaliny, řezné podmínky byly totožné pro oba nástroje: otáčky vřetena 251 ot/min, řezná rychlost 6 m/min (19.685 ft/min) a rychlost posuvu 0.907 mm/min (28 TPI).

www.sandvik.coromant.com/cz