Témata
Reklama

Precizní nástroje vyžadují precizní upínače

Firma Gühring je v povědomí technické veřejnosti vnímána hlavně jako jedna z vedoucích v oboru precizních rotačních nástrojů. Tato firma má však již přes 25 let program s upínací technikou pod názvem GM300, který zahrnuje i měřicí prostředky a služby. Tento systém je modulární upínací program od vřetena až po řeznou hranu.

Z hrubého pohledu by se mohlo zdát, že tato upínací technika je jen jakýmsi doplňkem hlavního oboru řezných nástrojů. Avšak kvalitní upínací technika je plnohodnotným členem celého obráběcího procesu stroj – nástroj – obrobek a mnohdy právě upínací pouzdra rozhodují o kvalitě řezného procesu i trvanlivosti nástroje, jeho maximálně možném využití při nejvyšších parametrech a hospodárnosti procesu.

Reklama
Reklama
Modulární upínací program GM300 zahrnuje veškerou moderní upínací techniku pro precizní nástroje včetně potřebných měřicích prostředků a služeb.

Upínací pouzdra je možné principiálně rozdělovat na hydraulická, tepelná a mechanická. Každý způsob upnutí však má své přednosti a také negativa.

Hydraulická upínací pouzdra

Hydraulické upínače nabízejí vynikající upnutí spojené s velice přesným obvodovým házením. Zároveň také umožňují lehkou a rychlou výměnu nástroje s pomocí jednoduchého šestihranného inbus klíče. Tato výměna nástroje může být provedena přímo ve vřetenu obráběcího stroje.

Základním principem je, že otáčením upínacího šroubu s vnitřním šestihranem vzniká v tlakové komoře před těsněným pístkem dostatečně vysoký tlak, který vede k elastické deformaci vnitřního tenkostěnného pouzdra, čímž dojde k silnému upnutí stopky nástroje. Při použití redukčních pouzder lze upínat do jednoho tělesa různé průměry stopek nástrojů.

Hydraulické upínače pak poskytují následující výhody:
• precizní upnutí nástroje při radiálním házení maximálně 3 µm;
• v důsledku nízkého radiálního házení vynikající jakost a rozměrovou přesnost obrobku;
• optimální trvanlivost nástrojů;
• přenos vyšších krouticích momentů díky optimalizovanému vnitřnímu pouzdru;
• způsobilost pro vyšší otáčky;
• tlumení vibrací u starších strojů a při nestabilních upnutích obrobků;
• snadnou a rychlou výměnu nástroje, snadné výškové nastavení a seřízení;
• možnost upnutí nástrojů různých průměrů do jednoho pouzdra (použití redukce).

K nevýhodám patří:
• vyšší pořizovací náklady;
• nejsou příliš vhodné pro frézování – hrubování nad průměr nástroje 12 mm.

Princip upínání v hydraulickém upínači

Tepelná upínací pouzdra

Tepelná upínací pouzdra Gühring dosahují optimálního spojení mezi upínacím pouzdrem a stopkou nástroje.

V případě upnutí nástroje v tepelném upínacím pouzdru jsou jedinými rozhodujícími faktory pro bezpečné upnutí nástroje v držáku ohřev a ochlazení tělesa pouzdra. Ohřevem se tepelné upínací pouzdro roztáhne tak, aby nástroj mohl být vložen, popř. vyjmut. Při ochlazení se pouzdro opět smrští a upne vložený nástroj maximální upínací silou. Protože některé části tepelných upínacích pouzder mohou být v důsledku ohřevu velmi horké a kromě toho jsou upínány, popř. vyjímány nástroje s ostrými hranami, měly by být při tepelném upínání používány kevlarové rukavice pro ochranu před popálením a pořezáním.

Doba ohřevu se pohybuje přibližně kolem 5 sekund, doba chlazení je pak do 30 sekund.

Zatímco někteří výrobci těchto produktů používají běžnou cementační ocel, zde se používá speciální nástrojová ocel se specifickými vlastnostmi. Výsledkem je vyšší rychlost reakce teplotního roztažení a lepší snášenlivost vůči teplotám. Tepelné upínací a uvolňovací cykly je možné provádět téměř neomezeně, musí být však použit příslušný indukční přístroj pro tepelné upínání.

Výhody tepelných upínačů:
• maximální upínací síla pro přenos vysokého krouticího momentu;
• precizní upnutí nástroje při radiálním házení maximálně 3 µm;
• v důsledku nízkého radiálního házení vynikající jakost a rozměrová přesnost obrobku;
• vynikající pro vysokorychlostní obrábění (HSC).

Nevýhody:
• upnutí nástroje je velice tuhé, což způsobuje poměrně snadný přenos vibrací z obráběcího stroje přímo k nástroji;
• tepelné upínání vyžaduje stabilní, tuhé stroje s tuhým upnutím obrobků, jinak hrozí nebezpečí vylámání ostří nástrojů, především u tvrdokovových;
• tepelné upínače nelze používat bez speciálního indukčního přístroje pro tepelné upínání nástrojů, což znamená poměrně vysoké pořizovací náklady na systém tepelného upínání.

V případě upnutí nástroje v tepelném upínacím pouzdru jsou jedinými rozhodujícími faktory pro bezpečné upnutí nástroje v držáku ohřev a ochlazení tělesa pouzdra.

Mechanické upínače kleštinové

Tyto upínače jsou všeobecně známé a hojně používané. Mezi velké přednosti patří snadná obsluha a vysoká univerzálnost – možnost upnutí nástrojů různých průměrů do jednoho pouzdra při výměně kleštiny. Mezi velké nevýhody pak patří menší přesnost radiálního házení i nedostatečná upínací síla, kdy je i možnost vytažení nástroje při pracovní operaci. Slabinou je také menší pevnost v ohybu a nedostačující dynamická vyváženost, jejichž konečným důsledkem je chvění vlastního nástroje, což podstatně snižuje jeho trvanlivost.

Mechanické upínače typu Weldon a Whistle-Notch

Mechanické upínače tohoto typu jsou v obrábění také velmi rozšířené. Jejich obsluha je velice snadná, jsou velmi levné a díky své poměrně dobré tuhosti se používají hlavně při frézovacích operacích při hrubování. Záporem je, že při obráběcích operacích je nutné kalkulovat jak s házivostí nástroje, tak i s házivostí upínače. Navazující zhoršená dynamická vyváženost a vznikající chvění pak i výrazně snižují trvanlivost upnutého nástroje.

Vliv přesnosti upnutí na trvanlivost monolitních vrtáků z tvrdokovu

Nepřesné upnutí vrtáku v obráběcím stroji způsobuje zvýšení jeho radiálního házení, díky němu je pak vrták zatěžován nesymetrickými a dynamickými periodickými rázy. Se zvětšující se odchylkou házivosti se rychle snižuje trvanlivost samotného vrtáku. Celkové radiální házení změřené na břitech vrtáku v obráběcím stroji vyplývá ze součtu jednotlivých radiálních házení dílčích komponentů – samotného vřetena, rozhraní vřetena a upínače (upínacího kuželu), upínače a nástroje. Jako směrná hodnota platí, že měřené radiální házení na břitech vrtáku upnutého ve vřetenu má být menší než 0,02 mm. Při používání kvalitních nástrojů a udržovaných strojů se radiální házení běžně pohybuje pod hodnotou 0,01 mm. Největší podíl na celkovém radiálním házení vykazuje v současné praxi nástrojový upínač.

Obr.4 Dosahované přesnosti radiálních házení pro jednotlivé typy upínačů
Vliv přesnosti upnutí v jednotlivých typech upínačů na trvanlivost monolitního vrtáku

Program pro dokončovací operace s označením 6x6

Tento upínací program je postaven na modulární bázi držáků pro dokončovací obrábění s nejpřesnějším provedením, například pro PKD/CBN nástroje pro jemné obrábění či vysoce výkonné výstružníky HR500. Ten díky šesti blíže k sobě uspořádaným seřizovacím šroubům pro radiální a axiální nastavení umožňuje provádět velmi snadno úpravy a korekce polohy řezné hrany vůči symetrii rotace. Nástroje jsou pak nastaveny pro obrábění bez kymácivého efektu v mikrometrické přesnosti. Díky možnostem výběru upínačů (hydraulických, tepelných či HPC) a rozhraní, jako HSK či SK, je velmi snadné sestavit si optimální modul. Tento systém lze dodat v kombinaci s monolitickými speciálními nástroji. Přívod chladicí kapaliny je beze ztrát díky použití mezipouzdra. Systém je také v provedení pro aplikace technologií s minimálním množstvím mazání (MMS).

Upínací program 6x6 je postaven na modulární bázi držáků pro dokončovací obrábění.

Závěrem

Kompletní program GM300 pro upínací techniku a příslušenství je vyráběn v českém výrobním závodě v Sulkově u Plzně. Pro posílení výrobních kapacit pro tento program proběhla v závodě v loňském roce výstavba nových výrobních hal s plochou 5 000 m2.

Dr.-Ing. František Plánička
Gühring
www.guehring.de
sekretariat@guehring.de

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 140930
Datum: 04. 09. 2014
Rubrika: Trendy / IMT 2014
Autor:
Firmy
Související články
Stroje a technologie: letět ještě výš

Okolo nás pole, před námi malá obecní silnice a nápis „Business Park Holzhausen“. Nic nenaznačuje, že v tomto malém městě poblíž letiště v Linci za okamžik objevíme obrovský technologický potenciál. Společnost Peak Technology byla založena v roce 2007 Dieterem Grebnerem. Zaměřuje se na dodávky komplexních ultralehkých kompozitů na bázi karbonových vláken pro Formuli 1 či letecký průmysl.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

Monitorování obráběcího procesu přináší přidanou hodnotu

Slovy Garyho Kinga z Harvardovy univerzity, zatímco dat je bezpočtu a je snadné je shromáždit, skutečná hodnota spočívá v tom, co s nimi uděláte.

Související články
Revoluce v soustružení - netradiční použití zavedeného procesu

Soustružení je zavedený proces, který už se zdál být takřka navždy neměnný. Ale ti, kteří si mysleli, že jejich proces je neotřesitelný jako skála – dovedený k dokonalosti a se skvěle doladěnými parametry umožňujícími dosažení maximální výkonnosti a ziskovosti –, se musí zamyslet znovu. Co kdyby existoval nový způsob soustružení, který zpochybňuje zakořeněné a předpojaté představy o tomto dlouhá léta využívaném procesu? Nadešel čas připojit se k právě probíhající revoluci v soustružení, prolomit stávající výrobní překážky a užívat si nově nalezenou produktivitu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Silná geometrie s měkkým řezem

Existují prezentace produktů, které je potřeba přečíst si několikrát, než je člověk pochopí. Tato prezentace k nim ovšem nepatří. S-Cut SC-UNI je fréza, jejíž funkční princip lze přes její unikátní provedení, nebo právě proto, velmi snadno vysvětlit. Její břity ve tvaru S a extrémně nestejné dělení potlačující chvění vyvolané procesem obrábění vytvářejí z této frézy vysoce kvalitní nástroj, který v rámci veškerých srovnávacích testů poráží porovnávané frézy.

Odhalte skryté možnosti při odvalování

V dnešním konkurenčním prostředí výrobci neustále hledají možnosti, jak zlepšit produktivitu výroby. Soustružení, frézování nebo vrtání s využitím jednorázových nástrojů umožňuje jednoduchou náhradu již zavedených řešení a je také mnohem levnější. U odvalování bude většina nástrojů repasována pro co nejlepší využití drahého nástroje. Obnova nástrojů zahrnuje patřičné přebroušení, povlakování a následnou úpravu, aby bylo dosaženo stejného výkonu srovnatelného s novým nástrojem. S řešeními společnosti GLEASON se můžete seznámit i v expozici IMTOS.

Nové frézy pro obrábění neželezných kovů

Nové tvrdokovové frézy typu W od firmy WNT jsou dimenzované speciálně pro vysoce výkonné obrábění hliníku a jiných neželezných kovů. S ohledem na rostoucí požadavky leteckého průmyslu firma nabízí i rozšířenou řadu rohových rádiusů v různých variacích, které jsou nezbytné v tomto průmyslovém odvětví. Řada nových fréz rozšiřuje uživatelský výběr a doplňuje stávající úspěšnou řadu tvrdokovových fréz.

Efektivní vrtání

Široká nabídka produktů řady WTX-Change společnosti WNT s vyměnitelnými TK vrtacími hlavami se nyní ještě rozšiřuje o dvě nové geometrie. Výhody z toho plynoucí mohou nyní využívat především firmy specializující se na obrábění ocelí s vyšší pevností a na obrábění šedých litin. Další již známou přidanou hodnotu představuje možnost výměn TK vrtacích hlav na ocelovém nosiči.

Nové frézy zvyšují produktivitu

Vývoj kombinovaných nástrojů je významným potenciálem pro zvyšování efektivity výrobních procesů. V tomto článku je představena unikátní fréza, která umožňuje nejen frézování klasické, ale i šikmé najíždění do hloubky pod strmým úhlem až 45° a také vrtání do plného materiálu. Díky uvedeným vlastnostem si tato inovovaná fréza vysloužila pojmenování potápěč (diver). Tento nový produkt významně rozšiřuje stěžejní řadu programu monolitních racio fréz s označením RF100.

Vrták WTX-Ti je první volbou do superslitin

Nejnovější generace řezných nástrojů pro vrtání těžkoobrobitelných materiálů spadajících do skupiny superslitin, jako jsou žáruvzdorné slitiny, byla představena v novém katalogu společnosti WNT v červnu tohoto roku. Se zvyšující se produkcí obrábění těchto materiálů současně narůstá poptávka po nástrojích splňujících ty nejvyšší požadavky na obrábění. Nová generace vrtáků WTX-Ti speciálně vyvinutých pro letecký průmysl, nachází uplatnění i v jiných, více či méně významných odvětvích. Generace těchto vrtáků přináší vysokou užitnou hodnotu a nabízí nesporné výhody oproti předešlým generacím.

Obrábění s minimálním množstvím mazání

Firma Gühring stála od počátku u zrodu aplikace zcela nové progresivní technologie obrábění s minimálním množstvím mazání (MMS, v anglickém překladu jako MQL). Před dvaceti lety zakoupila licenci na tuto technologii od japonského výrobce obráběcích strojů Horkos a začala tento výrazně rozvíjet. Výsledkem je kompletní program nástrojů, upínačů i měřicí techniky pro obrábění s technologií MMS. Vysoká inovativnost je potvrzena mnoha patenty.

Záchrana do 100 milisekund

Všichni víme, jaký přínos pro ochranu pasažérů mají airbagy v automobilech. Díky vývoji vest Point 2 mohou podobné úrovně ochrany dosáhnout i například motorkáři nebo jezdci na koních. Aby k tomu mohlo dojít, dvě společnosti se zkušenostmi z výroby a prodeje se musely spojit, aby byly schopny vyrobit dostatečně přesně díly nutné k aktivování nafukovací vesty za méně nez 100 milisekund. Následující článek přináší zkušenosti s nástroji společnosti WNT, které byly ve výrobě použity.

PKD a CBN nástroje

Nástroje s řeznými hranami z PKD (polykrystalického diamantu) a CBN (kubického nitridu boru) jsou obzvlášť vhodné pro opracování hůře obrobitelných a vysoce abrazivních materiálů. V těchto případech dosahují vysokých kvalitativních parametrů zároveň při velké efektivnosti, tj. enormních trvanlivostí spolu s vynikající kvalitou obrobených povrchů při extrémní procesní spolehlivosti.

Rozšíření řady DrillMeister pro širší spektrum aplikací vrtání

Společnost Tungaloy Corporation, výrobce inovativních nástrojů pro vrtání, nyní rozšiřuje svoji nabídku vrtáků DrillMeister s výměnnou hlavou o nová tělesa typu TID s drážkami ve šroubovici. Rozšíření řady DrillMeister tak umožní koncovým uživatelům využití těchto nástrojů pro větší spektrum aplikací.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit