Världens största svarvbom

Sandvik Coromant utvecklar Silent ToolsTM-svarvbom

Sandvik Coromant – specialisten på bearbetningsverktyg – har skapat historia som innovatör inom precisionsteknik, genom att utveckla världens största svarvbom. Den gigantiska svarvbommen, med en längd på nästan 11 m och en diameter på 600 mm, är särskilt utvecklad för att uppfylla bearbetningsbehoven hos den finska verkstadskoncernen Häkkinens enhet i Jyväskylä.

Svarvutrustningen ska användas för att producera metallkomponenter med snäva toleranser, för slutkunder i en rad sektorer, exempelvis inom offshore-industrin, kraftöverföring och förnybar energi.

Häkkinenkoncernen hade en unik uppsättning specifikationer som behövde uppfyllas när företaget inledningsvis kontaktade Sandvik Coromant. Man behövde ett verktyg som skulle klara att bearbeta en viss typ av komponenter med ett antal kritiska mått. Av sekretesskäl nämnde man inte vilken typ av komponenter som skulle tillverkas. Däremot angav man att det rörde sig om komponenter med en diameter på 800 mm och en längd på 12 m, och att de skulle bearbetas från båda sidor.

Det efterfrågade verktyget var en svarvbom, som inom bearbetning används för att förstora eller justera diametern hos ett befintligt hål i ett arbetsstycke. Hål som tillverkas med en svarvbom är exaktare och har finare kvalitet än vad som uppnås vid borrning, som inte genererar lika exakta hål.

Men svarvbommens diameter och längd beror på måtten hos själva arbetsstycket. Rekommendationen är att välja största möjliga bomdiameter för applikationen, för att få bästa möjliga stabilitet. Enkelt uttryckt krävde applikationen en svarvbom av oöverträffade dimensioner. Storleken var avgörande för att kunna uppnå extremt djup och exakt invändig svarvning – en uppgift som svarvbommar av standardstorlek skulle gå bet på.

Mindre vibrationer
Häkkinenkoncernens Jyväskylä-enhet kontaktade sin samarbetspartner ŠMT – före detta Skoda Machine Tool – som har sin bas i Tjeckien och är en världsledande tillverkare av mycket exakta uppborrnings- och fräsmaskiner, svarvmaskiner med mera. Det stod klart att ŠMT skulle behöva anlita en verktygsmaskinspecialist som kunde tillhandahålla en svarvbom med de extremt ovanliga mått som behövdes för att klara behoven i det unika projektet.

ŠMT vände sig därför till Sandvik Coromant i Tjeckien för att få hjälp med att utveckla den enorma bommen.

”Sandvik Coromant är en välkänd tillverkare av svarvbommar, i synnerhet bommar med bra vibrationsmotstånd”, säger Vaclav Faber, projektingenjör hos Sandvik Coromant i Tjeckien. ”Att minska vibrationerna i svarvbommar är avgörande, eftersom det leder till precision och hög ytjämnhet vid bearbetningen.”

För mycket vibration kan leda till bristande precision, verktygsförslitning och försämrad integritet hos arbetsstycket – vilket var potentiella problem med tanke på de enorma proportionerna i Häkkinenkoncernens bearbetningsoperation. Men i stället finns nu en svarvbom som minimerar vibrationerna och ger stabila och kontrollerade bearbetningsvillkor, vilket resulterar i högre produktivitet, förlängd verktygslivslängd och överlägens ytjämnhet.

ŠMT hade andra tydliga krav på bommen: Slutkunden, dvs. Häkkinens Jyväskylä-enhet, behövde ett verktyg som kunde integreras sömlöst med befintliga maskiner och samtidigt tänja gränserna för vad som kan uppnås i svarvoperationer. Ett annat viktigt krav på den nya svarvbommen var att den måste vara kompatibel med ŠMT:s stora svarv.

Då kom Sandvik Teeness i Trondheim in i bilden. Teamet valdes tack vare sin ställning som marknadsledande inom utveckling och tillverkning av svarvbommar sedan 1960-talet.

Utmaningar
Svarvbommen är av stål och innehåller en komponent som kallas för ”dämpkropp” och är av hårdmetall. En dämpkropp är en enhet för att minska eller eliminera vibrationer. Den brukar inte vara del av maskinens konstruktion, och den spänns fast i särskilda gummiringar.

En annan avgörande egenskap hos bommen är Coromant Capto®-verktygshållaren som är monterad vid bommens front och håller de skär som behövs för bearbetning av arbetsstycket. Coromant Capto® är konstruerad för att förbättra maskinutnyttjandet genom att förkorta riggnings- och verktygsväxlingstiderna, och för att ge stabil och tillförlitlig bearbetning.

”Verktygshållaren är särskilt användbar i flerfunktionsmaskiner”, säger Vaclav Faber. ”Den gör det möjligt att montera verktyg med olika längder och egenskaper, oavsett maskingränssnitt. Coromant Capto tillgodoser även Häkkinenkoncernens behov av en svarvbom som kan användas i olika industriella konfigurationer.”

Utförlig testning
Sandvik Teeness specialister utförde frekvensmätningar på plats, för att utvärdera funktionen hos dämpningsadaptern i bommen. Bommen sattes i arbete i en stor CNC-svarv och testades flera gånger i tre applikationer – grovbearbetning, finbearbetning och profilsvarvning – med olika skärdata varje gång.

Verktyget kördes med ett maximalt tillåtet överhäng på 10 gånger diametern (10 x D), vilket är rekommendationen för att minimera vibrationer och uppnå bästa möjliga stabilitet och noggrannhet. Sandvik Coromants Silent ToolsTM-svarvbommar, vars namn avspeglar det faktum att knappast några vibrationer genereras, används normalt vid långa verktygsöverhäng. Därför är det mycket viktigt med stabil fastspänning. Cylindriska svarvbommar ska alltid spännas fast i en delad cylindrisk hylsa med en minsta fastspänningslängd på 4 x bomdiametern.

Skärdata baserades på inledande rekommendationer genererade i programvaran CoroPlus® Tool Guide, som nyttjades under testningen. För grovbearbetningsapplikationen kördes bommen varje gång med en skärhastighet (vc) på 100 m/min och en matning (fn) på 0,4 mm/varv. Belastningen på en svarvbom beror främst på skärdjupet (ap), matningen och materialet i arbetsstycket. Det är viktigt med korrekt ap och fn för att undvika vibrationer under förloppet. För högt ap och fn kan orsaka vibrationer på grund av verktygsavböjning.

Därför justerades ap-värdet under testningen. Svarvbommen visade tecken på vibrationer vid ett ap på 5,6 mm och begränsade prestanda vid 4,5 mm. Slutligen fastställdes rekommenderat skärdjup till 3,5 mm.

I finbearbetningsapplikationen, men även i profilsvarvningsapplikationen, kördes bommen med ett vc på 110 m/min och ett ap på 0,5 mm varje gång. Värdet fn justerades och 0,25 befanns vara en optimal och rekommenderad inställning som gav en genomsnittlig grovhet (Ra) på 3,4.

”Baserat på testresultaten kunde Sandvik Coromants specialister ge ŠMT rekommendationer för skärdataparametrar och skär”, säger Vaclav Faber.

”Vi hade regelbundna möten med Sandvik Teeness produktionsteam angående bommens leveranstidpunkt och alla detaljer avseende hantering, transport och logistik. Att det hela blev en framgång berodde på att vi arbetade tillsammans med ŠMT:s konstruktörer, teknikexperter, produktionsteamet i Norge och alla som var del av försäljningsprocessen”, säger Jaroslav Šuga, Global Account Manager hos Sandvik Slovakien.

Fler investeringar
Sandvik Coromant har utvecklat en svarvbom som är unik tack vare sin storlek, men som även är en värdefull tillgång för Häkkinenkoncernens Jyväskylä-enhet, där bommen används för att precisionsbearbeta komponenter för slutkunder i olika sektorer. Och ŠMT, som blev djupt imponerade av världens största svarvbom, tänker investera i fler svarvbommar från Sandvik Coromant, dock av mindre format för att bearbeta något mindre komponenter.

”Världens största svarvbom är det konkreta resultatet av Sandvik Coromants starka engagemang för innovationer, precision och bearbetningsapplikationer”, säger Vaclav Faber.

För mer information om Sandvik Coromants Silent ToolsTM-svarvbommar, besök företagets webbplats.

Kontaktuppgifter för redaktionella frågor:
Anne Björck – Global PR – Sandvik Coromant
Tel: +46 706163274
E-post: anne.bjorck@sandvik.com

2024-03-12 - Industritorget