Co oznacza przewaga w wydajności produkcji dla producentów samolotów? Jednym słowem: miliardy. W świecie lotniczych gigantów Boeing pokonał swojego europejskiego rywala Airbusa pod względem nowych zamówień netto i dostaw w pierwszym kwartale 2015r. Chociaż tradycyjnie pierwszy kwartał jest gorszy dla nowych zamówień, to dostawy generują większość przychodów, a Boeing ustanowił rekordową ilość zamówień samolotów dla tego okresu.

Fot: Kennametal

Dla producentów samolotów każdej wielkości i typu oraz ich całego łańcucha dostaw komponentów, a także dla dostawców części pracujących z trudnymi w obróbce materiałami, opóźnienia w produkcji mogą oznaczać odwołanie zamówień, a to skutkuje zwróceniem się klientów w stronę lepiej wyposażonych producentów.

Jeden z dostawców technologicznych, który zna tę sytuację doskonale to firma Fives Cincinnati, której fabryka w Hebron produkuje centra obróbcze, systemy obróbki kompozytów oraz wielowrzecionowe frezarko-kopiarki Cincinnati. Dzięki 650 takim urządzeniom na świecie, nie ma komercyjnego samolotu w powietrzu, który nie byłby „muśnięty” przez maszynę Cincinnati, podkreśla przedstawiciel firmy.

Dostępne w trzy- i pięciowrzecionowych konfiguracjach bramowych, najnowsze generacje tych potężnych frezarko-kopiarek Cincinnati XTi Profiler, robią wrażenie w wielu wymiarach. Zaprojektowane dla producentów obrabiających różnorodne materiały, wrzeciona osiągające 7000 obr/min skrawają aluminium i stal, a wrzeciona przenoszące wysoki moment obrotowy 2523 Nm są przeznaczone do obróbki tytanu i innych twardych stopów. Nazywany przez firmę „jedyną wielowrzecionową platforma przeznaczoną do obróbki zgrubnej tytanu” model XT ustanawia rekord prędkości usuwania metalu (MRR) w zakresie obróbki tytanu, osiągając ponad 100 cal3//min. Te potężne maszyny od długości przesuwu w osi X 4267 mm (z możliwością rozszerzenia krokowego o 3658 mm), 3683 mm w osi Y i 711 mm w osi Z, ustanawiają nowe poziomy wydajności dzięki wykorzystaniu opcjonalnego złącza wrzeciona KM4X100 firmy Kennametal.

Fot: Kennametal

Na mniejszych centrach obróbczych, obróbka odpornych materiałów, takich jak tytan, jest ciągłym wyzwaniem. Obróbka twardych stopów przy dodatkowej presji na osiąganie wyższej wydajności produkcji oznacza maksymalizację tempa usuwania metalu wobec niskich prędkości skrawania i znacznych sił skrawających. W odpowiedzi na te wyzwania konstruktorzy obrabiarek, tacy jak Fives, opracowali specjalne centra frezarskie cechujące się poprawioną sztywnością i tłumieniem drgań wrzeciona oraz dużych elementów maszyn, mając na celu ograniczenie do minimum niepożądanych wibracji pogarszających jakość obrabianych części i ograniczających żywotność narzędzi. Choć wszystkie te innowacje wpłynęły na zwiększenie wydajności, wciąż najsłabszym punktem pozostawało samo złącze wrzeciona.

Złącze wrzeciono-narzędzie, styk pomiędzy obrabiarką a narzędziem skrawającym określa ile materiału może być usunięte w danej operacji. Jest to spowodowane tym, że złącze to musi oprzeć się wysokim obciążeniom a jednocześnie utrzymać swoją sztywność dopóki odkształcenie narzędzia nie będzie zbyt duże lub nie zaczną się pojawiać drgania. Wrzeciona są w stanie przenosić duże wartości momentu obrotowego, ale siły skrawające generują również moment zginający, przekraczający limit dla połączenia wrzeciona zanim zostanie osiągnięta wartość maksymalna dla momentu obrotowego. Staje się to oczywiste w aplikacjach frezowania walcowo-czołowego, gdzie długości narzędzi są zwykle większe, a czynnikiem ograniczającym jest odporność połączenia wrzeciona na obciążenia zginające. Przykładem jest wyposażony w wymienne płytki frez o spiralnej krawędzi skrawającej, o długości 250 mm od czoła wrzeciona i średnicy 80mm, który generuje wartość 4620 Nm w przypadku momentu zginającego i mniej niż 900 Nm momentu obrotowego, usuwając 360 cm3/ min stopu Ti6Al4V przy RDOC 12, 7 mm i ADOC 63,5 mm.

Łącząc dużą siłę mocowania i optymalny poziom dokładności pozycjonowania, nowa generacja złącza wrzeciona KM4X firmy Kennametal zapewnia solidne połączenie o wyjątkowej sztywności i odporności na obciążenie zginające. Dla firm obrabiających tytan oznacza to znacznie większą wydajność obróbki wysoko wytrzymałych stopów i innych materiałów oraz bardzo skuteczne usuwanie metalu, a co za tym idzie - więcej skompletowanych części dziennie.

(Kennametal)