Numele Sandvik Coromant, specialistul în mașini-unelte, a fost întipărit în istorie ca un inovator în domeniul ingineriei de precizie, prin crearea celei mai mari bare de alezare din lume. Măsurând aproximativ 11.000 mm(11m) în lungime și 600 mm în diametru, acest colos al ingineriei a fost creat în mod special pentru a îndeplini cerințele de prelucrare ale unității grupului Jyväskylä, o întreprindere de inginerie din Finlanda.
Strungul uriaş va fi utilizat pentru a produce componente metalice de precizie pentru o varietate de sectoare, inclusiv petrol şi gaze extrase din zone marine, transmisia energiei electrice şi energie regenerabilă.
În momentul abordării companiei Sandvik Coromant, unitatea grupului Häkkinen din Jyväskylä i-a prezentat acesteia o serie de specificaţii neobişnuite. Aceasta avea nevoie de o sculă care să poată prelucra un anumit tip de componentă, cu dimensiuni critice. Deşi tipul de componentă nu a fost specificat — din cauza acordurilor de confidenţialitate — aceasta era deosebit de mare, măsurând 800 mm în diametru şi 12.000 mm (12 m) în lungime, fiind necesară prelucrarea acesteia din ambele părţi.
Scula necesară era o bară de alezare, utilizată în operaţii de prelucrare pentru a mări şi regla cu precizie diametrul unei găuri existente dintr-o piesă de prelucrat. Găurile efectuate cu o bară de alezare sunt mai precise, mai corecte şi mai netede decât cele efectuate prin găurire, care pot produce găuri mai rugoase.
Cu toate acestea, diametrul şi lungimea unei bare de alezare este determinată de dimensiunile piesei de prelucrat. Se recomandă să se selecteze cel mai mare diametru posibil al barei astfel încât să se obţină stabilitatea optimă într-o aplicaţie. Cu alte cuvinte, aplicaţia necesita o bară de alezare de dimensiuni nemaiîntâlnite. Dimensiunea mare era esenţială pentru realizarea operaţiilor de strunjire interioară în adâncime şi cu precizie, o operaţie imposibilă pentru barele de dimensiuni standard.
Reducerea vibraţiilor
Unitatea grupului Häkkinen din Jyväskylä a abordat partenerul ŠMT — denumit anterior Skoda Machine Tool — cu sediul în Republica Cehă, unul dintre producătorii de top în materie de maşini orizontale de alezat şi frezat de înaltă precizie, strunguri orizontale şi multe altele. Era evident că ŠMT trebuia să apeleze la serviciile unui specialist în maşini-unelte care putea să furnizeze o bară de alezare de dimensiuni extraordinare, necesare pentru a îndeplini cerinţele unui proiect atât de special.
În acest scop, ŠMT a apelat la Sandvik Coromant CZ, cu sediul tot în Republica Cehă, pentru a-i solicita ajutorul în crearea acestei bare uriaşe.
„Sandvik Coromant este un producător de bare de alezare renumit, în special în ceea ce priveşte barele cu proprietăţi anti-vibraţii. Reducerea vibraţiilor unei bare de alezare este esenţială deoarece acest lucru asigură precizia şi calitatea de finisare a suprafeţei în operaţiile de prelucrare.” Vaclav FABER, Inginer proiectant Sandvik Coromant CZ.
Vibraţiile excesive pot cauza imprecizii, uzura sculei şi integritatea compromisă a piesei de prelucrat — preocupări valide ţinând cont de amploarea operaţiei de prelucrare a unităţii grupului Häkkinen din Jyväskylä. În schimb, prin reducerea vibraţiilor, bara de alezare menţine condiţii de aşchiere stabile şi controlate, ceea ce determină productivitate sporită, o durabilitate îmbunătăţită a sculei şi finisări ale suprafeţelor de calitate superioară.
ŠMT s-a confruntat şi cu alte cerinţe stricte referitoare la bară: clientul său, unitatea grupului Häkkinen din Jyväskylä, avea nevoie de o sculă care să se integreze perfect printre utilajele sale existente, forţând limitele operaţiilor de strunjire. De asemenea, era esenţial ca noua bară să fie compatibilă cu utilizarea pe strungul uriaş al ŠMT.
Aici a intervenit Sandvik Teeness din Trondheim, Norvegia. Echipa a fost aleasă datorită reputaţiei sale în calitate de lider de piaţă în ceea ce priveşte crearea şi fabricarea de bare de alezare, lucru bine cunoscut încă din anii '60.
Provocări
Bara este fabricată din oţel şi conţine o componentă denumită „amortizor”, confecţionată din metal greu. Un amortizor este un dispozitiv utilizat pentru a reduce sau absorbi vibraţiile, întâlnit rar la utilaje sau structuri, şi fixat pe inele speciale din cauciuc.
O altă caracteristică importantă a barei este portscula Coromant Capto® fixată în partea din faţă a barei, al cărui rol este de a susţine plăcuţele de aşchiere necesare pentru a prelucra piesa de prelucrat. Coromant Capto® este concepută pentru a reduce timpii de montare şi de schimbare a sculelor, permiţând astfel o utilizare sporită semnificativ a maşini, şi pentru a garanta prelucrarea stabilă şi fiabilă.
„Portscula s-a dovedit deosebit de utilă la maşinile cu operaţii multiple. Aceasta permite asamblarea sculelor cu diferite lungimi şi caracteristici ale modelului, indiferent de interfaţa maşinii. De asemenea, Coromant Capto îndeplineşte cerinţa unităţii grupului Häkkinen din Jyväskylä pentru o bară de alezare care poate fi utilizată într-o gamă largă de domenii industriale.” Vaclav FABER, Inginer proiectant Sandvik Coromant CZ.
Testare aprofundată
Specialiştii din cadrul Sandvik Teeness au efectuat măsurători de frecvenţă esenţiale la faţa locului, pentru a evalua eficacitatea adaptorului de amortizare integrat în bară. Bara a fost pusă în funcţiune pe un strung CNC de dimensiune mare şi a fost testată în mai multe rânduri în trei aplicaţii — degroşare, finisare şi profilare — folosind un regim de aşchiere diferit de fiecare dată.
Scula a fost pusă în funcţiune cu o lungime în consolă maximă permisă, măsurând o valoare de 10 ori mai mare ca diametrul (10 x D), lucru recomandat pentru a reduce vibraţiile şi a obţine un nivel optim de stabilitate şi precizie. Barele de alezare Silent ToolsTM marca Sandvik Coromant, denumite astfel deoarece funcţionează cu un nivel minim de vibraţii, sunt utilizate, în general, pe lungimi în consolă mari ale sculei, fixarea rigidă fiind foarte importantă în acest caz. Barele de alezare cilindrice trebuie să fie fixate întotdeauna într-un suport cu manşon secţionat, cu o lungime de prindere minimă de 4 x diametrul barei.
Regimul de aşchiere s-a bazat pe recomandările iniţiale generate de platforma software-ului CoroPlus® Tool Guide, modificate în timpul efectuării testelor. În cazul aplicaţiei de degroşare, bara a fost pusă în funcţiune de fiecare dată cu o viteză de aşchiere (vc) de 100 m/min şi cu un avans per rotaţie (fn) de 0,4 mm/rot. Sarcina exercitată asupra barei de alezare depinde, în principal, de adâncimea de aşchiere (ap), avans şi materialul de prelucrat. Este esenţial să se asigure valori ap şi fn suficiente pentru a evita apariţia vibraţiilor în timpul aşchierii. Valorile ap şi fn prea mari pot cauza vibraţii din cauza deviaţiei sculei.
Din aceste motive, valoarea ap a fost reglată pentru testare. Bara de alezare a prezentat semne de vibraţii la o valoare ap de 5,6 mm şi randa- ment limitat la 4,5 mm, însă, în final, s-a stabilit că adâncimea de aşchiere recomandată este de 3,5 mm.
În cazul aplicaţiilor de finisare şi profilare, bara a fost pusă în funcţiune la o valoare a vc de 110 m/min şi o valoare ap de 0,5 mm de fiecare dată. Valoarea fn a fost reglată, şi s-a stabilit că valoarea de 0,25 este setarea optimă recomandată, în cazul unei rugozităţi medii (Ra) de 3,4.
„În baza rezultatelor testelor, specialiştii din cadrul Sandvik Coromant au putut să recomande ŠMT parametrii aferenţi regimului de aşchiere şi plăcuţelor,” explică Faber.
„S-au realizat şedinţe periodice cu echipa de producţie Sandvik Teeness referitor la durata de livrare a barei şi la toate detaliile privind manipularea, transportul şi procesul logistic. Succesul a fost posibil datorită faptului că am lucrat împreună cu proiectanţii ŠMT, specialiştii în tehnologie, echipa de producţie din Norvegia şi toate persoanele implicate în procesul de vânzare.” Jaroslav ŠUGA, Manager de conturi general, Sandvik Slovakia.
Investiţii ulterioare
Sandvik Coromant a creat o bară de alezare care nu doar că are o dimensiune remarcabilă, ci este şi un avantaj important pentru unitatea grupului Häkkinen din Jyväskylä, în al cărui atelier este utilizată în prezent pentru a prelucra cu precizie componente pentru diverse sectoare de activitate. Impresionată de cea mai mare bară de alezare din lume, ŠMT intenţionează ca, în viitor, să investească şi în alte bare de alezare — de dimensiuni mai mici — realizate în colaborare cu Sandvik Coromant, pentru a prelucra componente mai mici.
„Cea mai mare bară de alezare din lume reprezintă dovada angajamentului neclintit al companiei Sandvik Coromant în ceea ce priveşte inovaţia şi aplicaţiile de prelucrare şi de precizie.” Vaclav FABER, Inginer proiectant Sandvik Coromant CZ.
