Som fotbollsspelaren Lionel Messi sa, ”talang och elegans betyder ingenting utan stringens och precision.” Målet för alla tillverkningsföretag är att uppfylla sina kunders krav genom att leverera arbetsstycken av rätt kvalitet, i tid och till en optimal kostnad. Här förklarar Staffan Lundström, Product Manager hos Sandvik Coromant, varför kostnadseffektivitet och kvalitet vid stålsvarvning innebär precision – särskilt när det handlar om val av skärvätska.
Krönika: Staffan Lundström Product Manager hos Sandvik Coromant
Oavsett bransch behöver verkstäder i allt större utsträckning lättare komponenter, ökad hållbarhet och förbättrad bränsleeffektivitet. Detta driver trenden mot material med högre hållfasthet och varmhållfasthet, till exempel i form av renare stål och varmhållfasta superlegeringar (HRSA).
Det innebär en utmaning för tillverkarna vad gäller verktygslivslängd och produktivitet, men även spånkontroll. Var och en av dessa faktorer kan förbättras med precisionstillförsel av skärvätska. Det är inte bara tillverkarna som upplever dessa utmaningar, utan även verktygsleverantörer som Sandvik Coromant. Våra specialister måste ta hänsyn till dessa framsteg inom materialvetenskapen i form av skär som uppfyller våra kunders behov. Svarvskär ska kunna stå emot höga temperaturer vid bearbetningen.
Därför rekommenderar Sandvik Coromant att man använder precisionstillförsel av skärvätska.
I rätt zon
Men vad exakt innebär det att använda precisionstillförsel av skärvätska? Eftersom stålsvarvning skapar en miljö med högt tryck i maskinen kan ett modernt svarvverktyg med munstycken kan leverera en höghastighets skärvätskestråle.
Genom att använda verktygshållare med precisionsmunstycken kan skärvätskestrålarna riktas exakt mot skärzonen på skärets spånsida. De fungerar som en hydraulisk kil som lyfter upp spånan, vilket ger två resultat: det kortar kontaktlängden mellan skäret och materialet, och det hjälper till att minska skärkrafterna. Slutresultatet är en lägre temperatur med bättre spånkontroll.
Riktad övre precisionstillförsel av skärvätska kan förbättra spånbildningen och vidga fönstret för obemannad körning. Då användningen av helt autonoma digitala fabriker förväntas dubbleras under de närmsta fem åren, enligt rapporten Digital Factories 2020: Shaping the future of manufacturing från Pricewaterhouse Coopers (PwC), kan sådana fördelar vara avgörande.
Men dessa fördelar är endast möjliga med verktyg som har utvecklats för applikationer med precisionstillförsel av skärvätska – till exempel borr med invändig skärvätsketillförsel och svarvverktyg med riktade strålar. Orsaken är att det skärvätsketryck som krävs för att bryta spånan i svarvverktyg beror på munstyckets utformning, materialet som bearbetas samt skärdjup och matning. Vilket skärvätskeflöde som krävs beror på trycket och ytan för skärvätsketillförsel.
Välj modulära lösningar
Därför har Sandvik Coromant uppgraderat sina Coromant Capto®-verktygshållare för T Max® P-hårdmetallsvarvskären. Coromant Capto® är en verktygshållare med snabbväxling som är utformad för att minska omriggnings- och verktygsväxlingstiden. Den hjälper också tillverkarna att uppnå det viktiga målet ökat maskinutnyttjande.
Coromant Capto® är ett modulärt system för fleroperationsmaskiner, vilket innebär att det erbjuder en mängd olika förlängnings- och reduktionsadaptrar som stöder användning av verktyg med olika längder och konstruktionsegenskaper, oavsett maskingränssnitt. För slutanvändaren innebär modulariteten mindre behov av dyra specialverktyg med långa leveranstider. Samma verktyg kan på så sätt användas i hela verkstaden, vilket ger unik flexibilitet, bästa möjliga stabilitet och ett minimalt verktygslager.
Coromant Capto® har uppgraderats så att den har stöd för T-Max® P, vilket Sandvik Coromant rekommenderar som första val vid allmän svarvning, för allt mellan medelstora och stora komponenter. Skär med utförande för T-Max® Panvänder flera av Sandvik Coromants stålsvarvningssorter, inklusive GC4425 och GC4415, för bättre slitstyrka, varmhållfasthet och seghet.
Båda skärmaterialen innehåller andra generationens Inveio®-beläggningsteknik där kristallorienteringen har förbättrats ytterligare för ökad slitstyrka och ännu mer konstanta prestanda.
T-Max® P är särskilt utformat för övre och undre invändig precisionstillförsel av skärvätska. De nya verktygshållarna ger ökad verktygslivslängd och produktivitet för arbetsstyckesmaterialen ISO S, M och P, som är både bland de vanligaste och de mest komplicerade. Precisionstillförsel av skärvätska är särskilt effektivt för dessa svårbearbetade material.
Ökad verktygslivslängd
Längre cykler med verktygslivslängd och förbättrad spånkontroll är avgörande för kostnadseffektiv bearbetning. Båda faktorerna underlättas om man med hjälp av skärvätska sänker den värme som bildas i verktyget. En av Sandvik Coromants kunder upplevde detta vid bearbetning av navkomponenter i olegerat stål, P1.2.Z.AN (CMC 01.2), med riklig kylning. I den befintliga processen grovsvarvades arbetsstycket i en horisontell svarv från Okuma, och upp till 30 detaljer kunde tillverkas innan verktyget visade tecken på förslitning.
Verkstaden ville förbättra spånkontrollen och verktygslivslängden för ökad bearbetningssäkerhet och bättre cykeltider. Kunden bytte ut sitt befintliga skär mot ett CoroTurn 300 QS®-skaftverktyg för svarvning med precisionstillförsel av skärvätska istället för riklig kylning. Slutresultatet var att kunden kunde bearbeta upp till 79 komponenter innan verktyget visade tecken på förslitning – en ökning av verktygslivslängden med över 263 %.
Totalt innebar användningen av CoroTurn 300 QS® med precisionstillförsel av skärvätska att verkstadens produktivitet ökade med 180 %.
Dessa fördelar gynnar naturligtvis även det ekonomiska slutresultatet. I ett annat fall kunde en Sandvik Coromant-kund inom flygindustrin bearbeta två uppsättningar av huvudlandningsstället till ett flygplan med ett enda verktyg, GC4425, i kombinationer med övre och undre kylning. Den tidigare lösningen där man använt en konkurrents verktyg med riklig kylning bearbetade endast 0,8 komponenter innan man såg tecken på förslitning. Även här ökade verktygslivslängden rejält – med 250 %.
Kunden kunde nu tillverka två hela komponenter utan risk för att skäret gick sönder, vilket var positivt både för produktiviteten och cykeltiderna då man slapp stanna maskinerna för skärbyte. Detta ledde till en kostnadssänkning på 29 %.
Nya idéer för bearbetning
Dessa exempel visar att övre och undre precisionstillförsel av skärvätska kan förlänga verktygslivslängden och förbättra komponenternas kvalitet väsentligt. Dessutom kan övre precisionstillförsel av skärvätska vara viktig för att kontrollera spånbrytningen för säker bearbetning. Undre skärvätsketillförsel styr temperaturen och ger lång och förutsägbar verktygslivslängd.
Skärvätsketekniken har också positiva effekter på ytkvaliteten, vilket gör den ovärderlig i tillverkarnas strategi för produktionskvalitet. Därför kan också Sandvik Coromants specialister ge rekommendationer för skärvätskeanvändning och tryck vid stålsvarvning.
Och så har vi Sandvik Coromants PrimeTurningTM, ett koncept som möjliggör svarvning i båda riktningar för maximerad produktivitet. Metoden bygger på att verktyget går in i komponenten vid chucken och avverkar material när det rör sig mot komponentens ände. På så sätt prioriteras de mycket viktiga spånavverkningshastigheterna, och man får även snabbare produktion och byten med bibehållen hög kvalitet.
Genom att använda bättre verktyg med rätt koncept – och naturligtvis precisionstillförsel av skärvätska och T-Max® P – kan stringens och precision bli centrala begrepp i alla tillverkningsföretags stålsvarvningskonfigurationer. Verkstäderna kan säkerställa att kunderna får sina arbetsstycken i tid och till ett optimalt pris med, för att parafrasera Messi, kvalitet, talang och elegans.
För mer information: Sandvik Coromant
