Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Indukční ohřívací aparát pro smršťovací upínací pouzdra
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Indukční ohřívací aparát pro smršťovací upínací pouzdra

S rozšiřováním použití vysokovýkonného a zejména vysokorychlostního obrábění (HSC) nabývá na významu upínání nástrojů v tepelně smrštitelných upínacích pouzdrech.

Princip smršťovací upínací techniky je založen na změně objemu materiálu, který je úměrný změně teploty. Ohřátí upínacího pouzdra na teplotu cca 250 až 350 ?C způsobí zvětšení vnitřního průměru upínače o několik setin milimetru, čímž je umožněno vložení nástroje s válcovou stopkou do otvoru upínače. Upínací pouzdro a nástroj musí být vzájemně vhodné, přičemž mohou být upínány pouze nástroje s tolerancí stopky h6 (dle DIN 6535 nebo DIN 1835).
Upínání nástrojů
Při upínaní nástrojů nevznikají problémy, protože nástroj je ještě studený, a tím je dán požadovaný rozdíl průměrů. Po ochlazení bude na nástroj působit vysoký, rovnoměrný radiální upínací tlak v celém rozsahu upnutí, přičemž dosažené upínací síly jsou vyšší než při konvenční upínací technice. Protože upínací pouzdro a zejména jeho vnitřní upínací otvor jsou vyrobeny s vysokou přesností, bude také dosažené obvodové házení upnutého nástroje velmi nízké.
Při uvolňování nástroje se během ohřevu upínacího pouzdra může ohřát také nástroj. Pak se rozšíří nástroj i upínací pouzdro a uvolnění spojení je možné pouze tehdy, pokud upínač a nástroj mají rozdílný součinitel tepelné roztažnosti. Přitom se musí více roztáhnout upínací pouzdro než nástroj. Tyto předpoklady jsou trvale splněny při použití tvrdokovových nástrojů.
HSS nástroje mají v porovnání s tvrdokovovými nástroji podstatně vyšší součinitel tepelné roztažnosti, na což je třeba dát bedlivý pozor. Při upínaní studených nástrojů to totiž ještě není možné pozorovat, ale uvolnění HSS-E nástrojů v pouzdrech pro VHM nástroje není při současném ohřevu pouzdra i nástroje možné. HSS-E nástroje je proto vždy nutné upínat pouze do speciálních upínacích pouzder.
Tyto souvislosti také objasňují, proč jsou při uvolňování nástrojů potřebné vyšší teploty než při upínaní. Upínání nástrojů do upínacího pouzdra lze provádět libovolně často, neboť ke změně rozměru pouzdra vlivem teploty dochází pouze v oblasti pružné deformace materiálu.
Indukční ohřev upínacího pouzdra
Pro zajištění potřebných teplot pro upínání a odepínání nástrojů je využíváno indukčního ohřevu. Princip indukčního ohřevu spočívá v průchodu střídavého proudu přes navinutou vícezávitovou cívku, tzv. induktor, který ve svém okolí vytvoří elektromagnetické střídavé pole. Jestliže do tohoto elektromagnetického pole vložíme elektrický vodič, v našem případě upínací pouzdro, indukuje se v něm napětí, mající za následek střídavý proud ohřívající upínací pouzdro.
Z tohoto pohledu pracuje přístroj indukčního ohřevu na principu transformátoru, přičemž induktor představuje primární vinutí a upínací pouzdro sekundární vinutí. Přenos výkonu je bezdotykový, teplo se vytváří přímo v upínacím pouzdře a není tedy přenášeno prouděním, zářením nebo vedením tepla. Vzniklé teplo je označováno jako odporové teplo nebo vířivý tepelný proud.
Výhody upínání nástrojů do tepelně smrštitelných pouzder oproti konvenční upínací technice jsou následující:
  • rychlejší upnutí a uvolnění nástroje;
  • vyšší upínací síly;
  • přenos dvou- až čtyřnásobného krouticího momentu;
  • dobrá kvalita obráběného povrchu obrobku daná vysokou tuhostí nástroje;
  • vynikající hodnoty obvodového házení a tím také zvýšená trvanlivost nástroje a životnost vřetena stroje;
  • možnost použití pro vysoké otáčky.
  • Ohřívací aparát Shrink-Master-S
    Firma Emuge-Franken vyvinula a dodává na trh indukční ohřívací aparát pro upínání nástrojů pod obchodním označením Franken Shrink-Master-S. Přístroj je určen pro upínání VHM a HSS nástrojů do tepelně smrštitelných pouzder.
    Přístroj je opatřen otočným talířem, který umožňuje upínat současně 4 nástroje. Aktivní je přitom pouze stanice, která se nachází pod indukční cívkou. Zde dochází k ohřevu upínacího pouzdra a k upnutí nebo uvolnění nástroje. Otáčením talíře je možné každé pouzdro přesunout do pracovní pozice, přičemž pro snažší orientaci obsluhy jsou jednotlivé pozice označeny barevnými body. V průběhu upínání a činnosti v aktivní poloze lze současně ochlazovat ostatní tři pouzdra. K tomu slouží ventilátor umístěný pod otočným talířem, který je možné vypínat a zapínat nezávisle na právě probíhajícím ohřevu. Indukční cívka je umístěna ve vertikálním vedení, které je před znečištěním chráněno vlnovcem, a to nad i pod indukční cívkou. Lehká regulace výšky je umožněna vedením uloženým na ložiskách a vyrovnáním hmotnosti protizávažím, indukční cívka zůstane v každé poloze samočinně stát. Vzhledem k volnému prostoru v okolí upínání (400 mm) je možné upínat i dlouhé nástroje.
    Pro upínání HSS-E nástrojů, jak je výše zmíněno, slouží speciální upínací pouzdra, označená "Shrink-S", která lze použít pouze na přístroji vybaveném funkcí "Shrink-S". Zvláštností této funkce je optimální přizpůsobení výkonu přístroje pro příslušné upínací pouzdro. Zároveň se po každém ohřevu automaticky na 5 sekund zapne odmagnetování. Tím mohou být odstraněny případné zbytky magnetizace HSS nástrojů.
    Upnutí rozdílně velkých upínacích pouzder na otočném talíři je umožněno pomocí adaptéru upínacího pouzdra HSK 30/40, HSK 50, HSK 63, BT 40. Jako příslušenství aparátu Shrink-Master-S lze objednat kryty pro vedení chladicího vzduchu pro různé typy stopek, ruční indukční hlavici pro nástroje s průměrem stopky do 20 mm a 32 mm, chladicí kroužky pracovní části nástroje zkracující dobu ochlazení nástroje a v neposlední řadě je možné aparát vybavit seřizovacím přípravkem délky nástroje v upínacím pouzdře.
    Jednoduchá obsluha aparátu, optimální parametry, bezúdržbový provoz, vysoká spolehlivost, jakož i výhodná cena umožňují řešit upínání nástrojů při vysokorychlostním obrábění a při obrábění kalených materiálů. V současné době již tyto aparáty pracují ve firmách Siwe Olomouc, Bosch-Diesel Jihlava a AERO Vodochody.

    Další články

    Obráběcí stroje a technologie

    Komentáře

    Nebyly nalezeny žádné příspěvky

    Sledujte nás na sociálních sítích: