Mazání strojů minimálním množstvím maziva může přinést velké provozní úspory

O přednostech systémů pro mazání minimálním množstvím maziva (MQL), které se projevily především zkrácením strojového času, bylo již zveřejněno mnoho informací. Společnost Willy Vogel AG, která se před nedávnem stala součástí skupiny SKF, si uvědomovala, že potencionální uživatelé systémů mazání minimálním množstvím maziva potřebují především spolehlivé údaje o zkrácení strojových časů, pokud se mají rozhodovat o přechodu z mokrého obrábění na tento způsob mazání. Z toho důvodu se firma jako zkušený výrobce a dodavatel systémů pro mazání minimálním množstvím maziva rozhodla shromáždit jednoznačné údaje, které chtěla získat za provozu na vlastních výrobních strojích.

Jak později ukázaly podrobné údaje o obrábění, společnosti se podařilo dokázat, že při správné montáži a optimálním nastavení mohou systémy LubriLean či Vectolub nabídnout zákazníkům nespočet výhod, jako např.:

• Není nutné chladivo.
• Není nutné používat filtry a upravovat mazivo.
• Úspora nákladů na likvidaci třísek a maziv.
• Není nutné uklízet na pracovišti.
• Vyšší účinnost obrábění.
• Prodloužení životnosti nástroje až o 300 %.
• Možnost souběžného používání mokrého a obrábění za sucha.
• Není nutné měnit konstrukci vřetena.
• Kvalitnější povrch

Přechod z mokrého obrábění na mazání minimálním množstvím maziva
V první etapě byly stávající obráběcí stroje (vrtačky, frézky, soustruhy a protahovačky) upraveny na systémy s mazáním minimálním množstvím maziva, popř. na kombinovaný systém mokré obrábění/mazání minimálním množstvím maziva.

Po jednoročním provozu byly zjištěny následující výsledky:

• Úspora 2500 hodin výrobního času, což odpovídá v průměrné úspoře 42%.
• Prodloužení životnosti nástrojů o 300 %. Tím se kompenzovaly zvýšené náklady na úpravu konstrukce stávajících nástrojů.
• 145 dílů bylo vyrobeno z osmi různých materiálů (např. X10CrNiS189, AimgSi1, St73k, GG25)
• Bylo nutné nakoupit a likvidovat mnohem menší množství chladicí kapaliny.

Ve druhé fázi byly dokončeny úpravy stávajících strojů a dále i tří nově zakoupených strojů. Společnost vypracovala pro nové stroje – jedno obráběcí centrum a dvě soustružnická centra – zcela novou specifikaci, která umožnila výrobci obráběcích strojů vybavit všechny tři obráběcí stroje systémem mazání minimálním množstvím maziva Vogel. Firma chtěla všechna důležitá pracoviště mechanické výroby vybavit tímto systémem.

Po dvou letech technici firmy Vogel znovu vyhodnotili záznamy. Tentokráte zjistili, že u více než 600 dílů se přešlo z výroby tradičním mokrým obráběním na mazání minimálním množstvím maziva a výrobní časy se zkrátily o 24 až 78 % v závislosti na obrobku - viz příklad níže. To představuje průměrné zkrácení o 40 % a zcela jasně dokazuje, jaké významné úspory přináší přechod na mazání minimálním množstvím maziva.

Je třeba zdůraznit, že tak dobrých výsledků bylo dosaženo nejen u “normálních typů” oceli, ale i u těžko obrobitelných materiálů, jako např. nerezové ocele či hliníku s vysokým obsahem křemíku. Vhodným příkladem je výroba závitové díry M12x1 v cementační oceli vícestupňovým zahloubením. Použití nástroje určeného pro mazání minimálním množstvím maziva umožnilo zkrátit hlavní výrobní čas 12x.

Dalším přínosem pro byla společnost skutečnost, že v rámci této zkušební výroby si osvojila specializované znalosti z oblasti zařízení a systémů, jakož i poznatky, které ji umožnily poskytovat konzultační služby. Získala tak bezprostřední praktické zkušenosti a znalosti, které může uplatnit při vývoji vlastních systémů LubriLean a Vectolub, jakož i v rámci poradenské činnosti a technické pomoci zákazníkům, kteří chtějí využívat systémy Vogel MLQ.

Díky zkušenostem, které zmiňovaná firma získala s mazáním minimálním množství maziva ve vlastní výrobě, nemusela dlouho rozvažovat, zda je vhodnější systém s jedním nebo dvěma přívody, protože se přesvědčila, že systém s jedním přívodem má několik výhod:

• Zařízení MQL s jedním přívodem klade mnohem nižší nároky na údržbu než systém se dvěma přívody a je odolný proti opotřebení.
• Osvědčené, přesné díly obráběcího stroje, jako např. vřetena a rotační průchodky mohou být zachovány. Rozsáhlé úpravy konstrukce obráběcího stroje nejsou zapotřebí (na rozdíl od systému se dvěma přívody).
• Vysoká kvalita aerosolu je zajištěna dodávkou malých množství oleje podle potřeby.

Princip systému s jedním a dvěma přívody

Systém s jedním přívodem:
Aerosol vzniká v nádrži zařízení a je dopravován rotujícím vřetenem k nástroji. Dodávaný olej je beze zbytku spotřebován, pokud je systém nastaven optimálním způsobem.

Systém se dvěma přívody:
Mazivo a vzduch pro rozprašování jsou dopravovány samostatně souběžným vedením k rozprašovací trysce, v níž vzniká mazací směs (=aerosol). Soustředné proudění oleje a vzduchu, které je zajištěno speciální konstrukcí, zabraňuje rozšiřování paprsku a přivádí aerosol k příslušnému místu s vysokou přesností.

Na základě jednání s výrobcem obráběcích strojů DS-Technologie se sídlem v Mönchengladbachu byl zvolen systém Vogel LubriLean Digital MQL se softwarem/ hardwarem Profibus. Tento systém umožňuje nastavit objem vzduchu a oleje číslicovým řízením.

Systém byl integrován do obráběcího stroje v závodu společnosti DS-Technologie ve spolupráci s techniky firmy Vogel. Předběžné zkoušky na obráběcích strojích ukázaly, že od samotného počátku je dopravováno dostatečné množství aerosolu, které zajišťuje spolehlivé obrábění.

Při montáži byla provedena následující opatření, která zajistila v podstatě bezztrátovou dopravu oleje do místa řezu v množstvích, která byla stanovena na základě potřeby:

• Přívod aerosolu byl instalován bez závitových spojů a míst se zmenšujícím se nebo zvětšujícím se průřezem
• Rotační průchodka je axiální, tzn. nedochází ke změnám směru.
• Rozhraní mezi vřetenem, držákem nástrojů a nástrojem bylo optimalizováno.

Přívod aerosolu byl co nekratší, protože čím je delší přívod, tím je vyšší tlak a také jsou větší ztráty aerosolu. Navíc se prodlužuje i doba odezvy.

V této konkrétní aplikaci nebylo možné použít krátký přívod z jednotky MLQ k rotační průchodce. Vzhledem k tomu, že časy potřebné pro výměnu nástrojů byly mnohem delší než čas odezvy zařízení MLQ, nebylo nutné provádět žádnou úpravu. Po spuštění byly parametry MLQ přizpůsobeny procesům obrábění u výrobce letadel. Od toho okamžiku byl zaměřen největší důraz na využití celého potenciálu systému MLQ z hlediska zkrácení strojového času a prodloužení životnosti nástroje.

Využití MQL ve společnosti EADS Deutschland GmbH přináší kromě zvýšení výrobních objemů i další vedlejší výhody. Nejsou zapotřebí zařízení a činnosti související s podmínkami chlazení a likvidace. To je neobyčejně důležité pro EADS, protože tento závod se nachází vedle vodního zdroje. Původní technologie obrábění vyžadovala používání velkých objemů emulze, které pak musely být likvidovány jako nebezpečný odpad. Systém MLQ umožnil v této oblasti dosáhnout úspor a významným způsobem přispěl k novému programu ekologického řízení.

Autor

• (red)