Výroba kalibračních válců určených pro válcování kolejnic patřila mezi technologicky nejnáročnější projekty, na kterých jsem pracoval. Výsledný profil obsahoval řadu úzkých a hlubokých zápichů, přechodových rádiusů a obtížně přístupných ploch.
Běžné katalogové nástroje pro takovou geometrii nestačily. Pro jednotlivé části profilu jsem proto navrhl přibližně 15 speciálních nástrojů.
Proč bylo obrábění tak náročné
Kalibrační válec měl délku přibližně 2 000 mm a jeho největší průměr přesahoval 1 200 mm. Na jeho obvodu bylo nutné vyrobit několik navazujících kalibrů, které společně vytvářely požadovaný tvar kolejnice.
Nejnáročnější byly zejména:
- úzké a hluboké zápichy,
- obtížný přístup nástroje k obráběné ploše,
- velké vyložení některých držáků,
- riziko vibrací a průhybu nástroje,
- návaznost jednotlivých částí profilu,
- dodržení výsledného tvaru a přechodových rádiusů,
- vyloučení kolizí nástroje s okolními plochami válce.
Každá část profilu vyžadovala jiný přístup. Nestačilo vytvořit jeden univerzální nástroj a postupně s ním obrobit celý kalibr.
Přibližně 15 speciálních nástrojů
Pro výrobu profilů jsem navrhl přibližně 15 speciálních nástrojů. Jejich geometrie vycházela z konkrétního místa obrábění, požadovaného dosahu a prostoru, který byl pro nástroj k dispozici.
Některé nástroje byly určené pro hluboké zápichy, jiné pro boční plochy, přechodové rádiusy nebo dokončení obtížně přístupných částí profilu.
Při návrhu bylo nutné řešit:
- dostatečný dosah nástroje,
- maximální možnou tuhost držáku,
- polohu a orientaci vyměnitelné břitové destičky,
- bezpečný odvod materiálu,
- možnost výměny destičky,
- upevnění nástroje na stroji,
- ochranu proti kolizi s okolní geometrií.
Každý nástroj musel být navržen nejen podle výsledného profilu, ale také podle skutečného pohybu při obrábění.
Návrh technologie a CNC programování
Celý profil bylo nutné rozdělit do jednotlivých technologických operací. Pro každou část jsem stanovil vhodný nástroj, směr obrábění, pořadí záběrů a návaznost na předchozí operace.
Zvláštní pozornost vyžadovaly hluboké zápichy. Při obrábění bylo nutné postupovat po menších záběrech, sledovat zatížení nástroje a minimalizovat riziko vibrací nebo poškození držáku.
CNC programy musely respektovat nejen výsledný tvar, ale také skutečný prostor potřebný pro nájezd, obrábění a bezpečné vyjetí nástroje.
Na obrázku je vidět rozdíl mezi výchozím polotovarem a výsledným profilem. Jednotlivé polohy nástroje ukazují postupné odebírání materiálu v místě, které nebylo možné bezpečně obrobit jediným hlubokým záběrem.
Kontrola výsledného profilu
U takto složitého kalibru nestačí kontrolovat pouze jednotlivé průměry. Důležitá je vzájemná poloha ploch, šířky zápichů, přechodové rádiusy a návaznost celého profilu.
Výsledná geometrie proto byla porovnávána s požadovaným profilem a kontrolována v jednotlivých charakteristických bodech.
Původní kontrolní protokoly a výrobní výkresy nejsou v článku zveřejněny, protože obsahují přesné zákaznické údaje a konstrukční dokumentaci.
Výsledek obrábění
Video ukazuje dokončený kalibrační válec po obrobení. Přestože samotný záznam nezachycuje všechny fáze výroby, výsledný povrch a složitost jednotlivých kalibrů dobře ukazují rozsah celé práce.
Výsledkem byla kompletní sada přesně navazujících profilů vytvořená pomocí kombinace standardních a speciálně navržených nástrojů.
Rozsah mé práce
Na projektu jsem se podílel jako technolog a CNC programátor. Součástí mé práce bylo zejména:
- rozpracování výrobního postupu,
- rozdělení profilu do jednotlivých operací,
- návrh přibližně 15 speciálních nástrojů,
- volba nástrojů a vyměnitelných břitových destiček,
- příprava CNC programů,
- kontrola drah nástrojů a možných kolizí,
- odladění technologie při obrábění,
- spolupráce s obsluhou stroje.
Tento projekt ukazuje, že u náročného obrábění není rozhodující pouze CNC program. Stejně důležitý je správný technologický postup, konstrukce nástrojů, bezpečné pořadí operací a schopnost řešit problémy přímo při výrobě.
Potřebujete připravit technologii, CNC program nebo speciální nástroj pro nestandardní obrábění?
Kontaktujte mě prostřednictvím webu: https://marekmoravec.cz