Témata
Reklama

Řezné materiály a nástroje pro výkonné obrábění

Sledovat výsledky vývoje řezných nástrojů, prezentované novinkami jednotlivých výrobců, je v celé šíři prakticky nemožné.

Jednak to vyplývá z obrovského sortimentu nástrojových typů a rozměrů, ale především z široké variabilní nabídky kombinací úprav, obměn již osvědčených výrobků a zcela nových konstrukčních řešení nebo použití nových řezných materiálů. Novinky se totiž pohybují v rozmezí od rozšíření rozměrové řady stávajícího typu nástroje přes dílčí úpravy, např. nový utvařeč, až po zcela novou konstrukci, řezný materiál, typ povlaku apod. Navíc jsou technické inovace velmi často kombinovány, příp. uváděny ve spojení s doporučením využití pro určitou skupinu materiálů nebo specifickou výrobní oblast. Klasickým příkladem této praxe jsou vyměnitelné břitové destičky, u kterých rozhodují o funkčních vlastnostech především typ a provedení substrátu (základního materiálu), otěruvzdorného povlaku a utvařeče (geometrie destičky). Přitom obvyklou inovací je změna jen jedné nebo dvou komponent uvedeného celku.
Přesto mohou uvedené vybrané novinky v minulém a v tomto vydání přispět k seznámení s technickou úrovní a funkčními možnostmi současných řezných nástrojů a k lepší orientaci v aktuálním zaměření vývoje výrobců řezných nástrojů.
Reklama
Reklama
Reklama

Frézovací nástroje

Zvýšení výkonu obrábění, možnost využití intenzivních řezných podmínek a frézování tvrdých materiálů jsou hlavní směry, které sleduje vývoj frézovacích nástrojů. Praktické výsledky inovačních procesů ve frézování dokumentují dále uvedené nové frézy.
Výkonnou čelní válcovou frézu s vyměnitelnou destičkou kulového tvaru s ozn. M270 uvedla na trh firma Kennametal. Základem úspěchu tohoto nástroje je využití nově povlakovaného jemnozrnného slinutého karbidu Kennametal TN 2505. Nástrojem lze dokončovat obráběním součásti z kalené oceli a z tvrzené litiny až do tvrdosti 64 HRC, řeznými rychlostmi až 240 m.min-1. Při frézování za sucha nebo chlazení vzduchem uvedenou frézou se zkrátí strojní čas. Pro přesné obrábění jsou připraveny destičky s broušenými funkčními povrchy, příp. s předlisovaným utvařečem s přesnou geometrií, což se uplatní i některých zvláštních aplikací. Představené frézy mohou být použity i na stávajících nástrojových držácích (stopkovém nebo šroubovém provedení).
Časově náročné a nákladné operace elektroerozivního obrábění mohou být nyní prováděny efektivněji a rychleji frézováním. K tomu firma Kennametal vyvinula dvou- a čtyřbřité monolitní frézy z nového druhu slinutého karbidu ozn. KC637M. Těleso nástroje tvoří mimořádně jemnozrnný karbid s velmi tenkým a vysoce otěruvzdorným povlakem TiAlN. Tato kombinace zvyšuje tvrdost a příčnou lomovou pevnost frézy. Předností nástroje je vynikající trvanlivost a krátké časy frézování kalených ocelí s tvrdostí 50 až 65 HRC. Nahrazením elektroerozivního obrábění malých forem a zápustek frézováním je možné dosáhnout dalšího snížení jejich výrobní ceny.
Vysoká produktivita a nízká energetická náročnost charakterizují novou řadu čelních fréz Kennametal KSHM pro úsporné univerzální obrábění ocelí včetně korozivzdorných, litiny a hliníku. Frézy jsou nabízeny v rozsahu O 32 až 160 mm, se střední a jemnou zubovou roztečí. Osazeny jsou šestibřitými pozitivními destičkami HP.T06T30Z.., v pěti variantách geometrie. Výkonné druhy karbidů pokrývají hrubovací a dokončovací aplikace dle ISO. Lisovanými a broušenými vyměnitelnými destičkami lze dosáhnout až hloubky řezu 4,5 mm a v závislosti na jejich geometrii drsnosti povrchu až Rz = 4 µm. Řada produktivních čelních fréz KSHM představuje nový typ progresivních nástrojů, které se plně uplatní na současných obráběcích centrech a frézovacích strojích.
Frézovací systém KSOM OctoMill nabízí nové řešení úsporného obrábění ocelí a litiny. Frézy KSOM v rozměrové řadě 63 až 160 mm používají dva systémy upínání destiček v závislosti na velikosti zubové rozteče. U větších roztečí upnutí šroubem, u menších upnutí klínem. Oba systémy umožňují produktivní frézování (fz > 0,5 mm). Optimalizovaná konstrukce frézy je vhodná pro čelní frézování, ale i frézování osazení a vybrání. Frézy jsou osazeny robustními velkými osmibřitými vyměnitelnými destičkami, takže lze nastavovat hloubku řezu až 5 mm a velké posuvy. Díky pozitivní geometrii destiček je frézování energeticky nenáročné, a proto je produktivní nasazení těchto fréz i na menší obráběcí centra a CNC stroje. Frézami KSOM lze přímo dosáhnout velmi dobré jakosti povrchu (Rz ? 10 µm).
Sandvik Coromant uvedl na trh novou generaci lehkých nástrojů pro vysokorychlostní obrábění, frézy nazvané CoroMill Century. Jedinečná konstrukce těchto čelních fréz umožní použití nových progresivních metod frézování nejen ve výrobě rozměrných součástí draku letadel nebo při velkosériové produkci automobilových součástí, ale přispěje ke zvýšení výkonu v celé strojírenské výrobě. Nástroj má vnitřní chlazení a rozměrné mezizubové drážky, umožňující plynulý odvod i velkého množství třísek. Fréza je sestavena z minimálního počtu součástí, což zajišťuje snadnou provozní manipulaci a údržbu. Přesnost, tvar a provedení upínacích ploch vyměnitelných destiček zajišťuje nejen velmi přesnou polohu břitů (tj. minimální házení), ale současně i dostatečnou bezpečnost při vysokých otáčkách. I když frézy CoroMill Century ( O 40 až 200 mm) byly vyvinuty především pro obrábění břitovými destičkami z polykrystalického diamantu, ukázalo se, že jsou stejně výkonné i při použití destiček ze slinutých karbidů v případech, kdy jsou požadovány poněkud nižší řezné rychlosti. Vysoké produktivity lze dosáhnout v celém rozsahu frézování hliníku a jeho slitin.
Zaměření na zvýšení výkonu frézování ukazují novinky firmy Hitachi Tool. Nové nástrčné čelní frézy ASF Alpha Turbo Face O 160 mm dokázaly při obrábění slitinové oceli odebrat 600 cm3 materiálu, což v porovnání s úběrem konvenční frézy (170 cm3) představuje výraznou úsporu času. Základem úspěchu je použití menších hloubek řezu a mnohem vyšších posuvů. To umožňuje speciální tvar destičky (zaoblení R15), který zajišťuje vysokou pevnost břitu a menší kontakt s obráběným materiálem. Uvedené vlastnosti dovolí frézovat vysokými posuvy (1,0 až 3,5 mm na zub), bez výraznějších projevů chvění. Uvedené frézy jsou vhodné pro přerušovaný řez, zejména litinových odlitků. Výrobce připravil frézy velikosti O 63 až 315 mm, které jsou všechny osazeny jednou velikostí vyměnitelných břitových destiček (SDNW1505), což je ekonomicky výhodné pro uživatele.
Skupinu stopkových fréz s vyměnitelnými destičkami pro dokončovací obrábění firmy Hitachi Tool rozšířila typem ARPF Alpha Radius Precision Finish. Nástroj má zajistit vysokou přesnost a jakost obrábění s vysokou funkční trvanlivostí (výrobce uvádí trvanlivost 420 min při frézování oceli 60 HRC). Kvalita nástroje je dána destičkou z jemnozrnného karbidu a povlaku "Century". Její rozměr a tvar určují funkční rozměr nástroje. Přesnost nástroje charakterizuje úchylka poloměru zaoblení destičky upnuté v držáku ±15 µm, což je vyšší přesnost, než kterou dosahují výrobci monolitních karbidových fréz. Přesnost lůžka pro uložení destičky spolu s jejím lapovaným povrchem zajišťují opakovatelnou přesnost její polohy 2 µm. Tyto nástroje, v katalogových velikostech O 8 až O 32 mm a v několika délkách, jsou podstatně ekonomičtější než celokarbidové frézy.

Nástroje pro vrtání a úpravu otvorů

Vedle uplatnění nových řezných materiálů a otěruvzdorných povlaků se i v osových nástrojích objevují technologické a konstrukční inovační prvky, rozšiřování funkčních i velikostních možností stávajících typů nástrojů. Příkladem pokroku ve vrtacích nástrojích je nová nabídka firmy Gühring Exclusive Line, navazující na již úspěšně zavedené nástroje SuperLine. Jedná se o řadu vysoce výkonných karbidových povlakovaných vrtáků (s povlakem Super A) pro vrtání malých hlubokých otvorů (již od O 0,8 mm). Vrtáky jsou opatřeny přímými drážkami a novým řešením vnitřních chladicích kanálků eliptického tvaru. Výrobce tak řeší problém malých karbidových vrtáků (O 1,5 - 6 mm), u kterých z hlediska tuhosti nástroje bývá omezena velikost drážek a chladicích kanálků, protože musí být respektována určitá minimální tloušťka stěny tělesa. Přitom množství chladicí kapaliny je závislé na průtokovém průřezu. Novým eliptickým tvarem se zvětší plocha průřezu kanálků bez změny tloušťky stěny v oblasti drážky. Tím se dosáhne při vysoké tuhosti nástroje až 100% zvětšení průřezu kanálku v porovnání s provedením konvenčních nástrojů stejného průměru. Výsledkem je zvýšení trvanlivosti vrtáku a zlepšení spolehlivosti vrtání.
Monolitními karbidovými vrtáky s vysokou odolností proti otěru s ozn. RT 100R a RT 150R doplnil výrobce svoji standardní řadu Gühring Ratio. Uvedené nástroje se šroubovými (100R) a přímými (150R) drážkami i s novou řeznou geometrií jsou určeny pro obrábění progresivních materiálů, včetně litin s globulárním uhlíkem a austenitických tvárných litin. Optimální vztah geometrie hrotu a drážek přispívá k vysokému výkonu, rozměrové přesnosti a spolehlivosti procesu vrtání. Výrobce vychází vstříc uživateli nabídkou různého provedení těchto nástrojů, např. s různými typy povlaků nebo úpravou konstrukce na stupňovitý vrták apod.
Nápadité řešení kombinovaného vrtáku představila firma Komet Group. Původní řadu šroubovitých vrtáků malých průměrů KUB Duplon, konstruovanou pro obrábění vysokými řeznými rychlostmi a posuvy, nyní rozšířila o nástroje O 8 až 16 mm s prodlouženou délkou vrtání z původních 3D na 5D. Vrtáky jsou vyráběny pevným spojením tělesa nástroje s monolitní karbidovou hlavou. Příčné ostří vrtáku (radiální ploška) je dokončováno po sestavení, což zajišťuje vysokou přesnost a jakost obrobeného povrchu. Konstrukce vrtáku spolu s kvalitou řezného materiálu vytváří výkonný a spolehlivý nástroj pro intenzivní podmínky obrábění.
Modulární výkonný vrták Ken TIP pro rychlou výměnu nástrojů nabídla firma Kennametal. Použitý upínací systém umožní výměnu nástrojů přímo na stroji a omezí tak seřizovací časy na obráběcích strojích na minimum. Speciální kombinace vrtací hlavy a držáku dovolí vrtat posuvy, které byly dříve vyhrazeny jen monolitním karbidovým vrtákům. Chladicí kapalina je vedena dvěma rozměrnými kanálky přímo do místa řezu. Pozitivní geometrie řezné části ozn. HP výrazně snižuje řezné síly a přispívá k vedení nástroje v ose vrtání. Ken TIP vrtáky jsou používány i do skládaných nástrojů pro zahlubování, srážení hran apod.
Stejný výrobce uvedl na trh nové vrtáky SE s geometrií HP a HPC, určené pro vrtání ocelí, včetně korozivzdorných, a litiny. Pozitivní geometrie HP a dimenzování drážek zajišťují spolehlivé vrtání kalených a zušlechtěných ocelí řeznými rychlostmi až 200 m.min-1 a vysokými posuvy. Při srovnatelné ceně se standardními nástroji se u nových typů sníží čas obrábění asi na polovinu. Vrtáky SE s geometrií HPC jsou určeny především pro vrtání litiny. Na vnějším povrchu mají čtyři kazetky, které lépe vedou nástroj především při vrtání hlubokých, příčných nebo skloněných otvorů. V porovnání s vrtáky s přímými drážkami je nový vrták schopen obrábět s dvojnásobnou velikostí posuvu. Těleso nástrojů pro vrtání oceli a litiny z houževnatého jemnozrnného slinutého karbidu KC 7315 spolu s vícevrstvým povlakem typu TiAlN nabízí vysokou odolnost proti opotřebení. Zmíněný povlak má příznivé třecí vlastnosti, dobře odolává tvoření nárůstků na břitu, a je proto vhodný pro spolehlivé obrábění austenitických korozivzdorných ocelí.
Dělový vrták EB 800 s vyměnitelnými břitovými destičkami je novinkou v katalogu firmy Gühring. Jednoduchá výměna destiček přímo na stroji bez jejich opakovaného seřizování vytváří ideální podmínky pro uplatnění v hromadné výrobě přesných otvorů v rozsahu O 16 až 40 mm, až do délky 3 m. Vyměnitelný systém destiček a podložek umožňuje využít všechny druhy slinutých karbidů a povlaků a současně i v určitém rozmezí seřizovat průměr nástroje. K vrtáku jsou dodávány přesné broušené destičky se širokým sortimentem utvařečů.
Stejný výrobce představil speciální nástroje ze slinutých karbidů na odstraňování otřepů na vnějším i vnitřním povrchu. Konstrukce a vlastnosti těchto nástrojů, tj. geometrie řezné části, počet břitů, rozměry nástroje, typ povlaku, tvar upínací stopky apod., jsou přizpůsobovány potřebám uživatele. Zatímco odstranění otřepů na vnějších plochách je vesměs bez problému, stejná operace na vnitřním povrchu je často obtížně proveditelná a náročná (i proto se často provádí ručně). Nový nástroj umožní racionalizovat odstranění vnitřních otřepů nejen snížením operačních časů a nákladů, ale i zlepšením kvality a spolehlivosti provedení. Zákazník může volit vhodný nástroj typové řady, označené EW 100, podle charakteru operace na vnější (G, F) nebo vnitřní (L, S) otřepy.
Zvládnutí výroby speciálních řezných nástrojů a jejich širší praktické uplatnění může vést k jejich zařazení mezi standardní programy, často s některými přednostmi speciálu. To je případ výroby výstružníků PCD s polykrystalickým diamantem (PKD) firmy Dihart. V novém standardním programu jsou nástroje se dvěma a čtyřmi břity v rozmezí průměrů 4,0 až 20,1 mm. Pro jejich dodání jsou skladovány polotovary, které budou dokončovány přesným broušením na požadované rozměry a geometrii. Samozřejmě že firma zachovává v celém rozsahu program výroby operačních a nenormalizovaných nástrojů PKD, např. pro dokončování ustavovacích otvorů v součástech ze slitiny hliníku s přesností IT6 s velmi krátkými dodacími termíny.

Monitorovací systém Sensor Tool

Poškození nebo destrukce řezného nástroje v průběhu obrábění může mít velmi nepříznivé technické i ekonomické důsledky pro výrobní proces. Proto je ve vývoji nástrojů věnována mimořádná pozornost zvyšování jejich funkční spolehlivosti a současně jsou hledány způsoby, jak těmto ztrátám zabránit. Nové řešení předvedla firma Kyocera systémem Sensor Tool.
Nový systém zajistí detekci poškození nástroje v průběhu obrábění využitím změny elektrického odporu břitu. Speciální břitová destička je součástí elektrického obvodu, jehož odpor je měřen během obrábění. Při poškození břitu destičky v záběru (ulomení, prasknutí, výrazné opotřebení, apod.) vzroste odpor obvodu, a to automaticky signalizuje změnu stavu břitu. Tento signál může být přímým impulzem k řízení procesu obrábění (zastavení stroje, výměnu nástrojů, apod.). Předností Sensor Tool je zvýšení produktivity obrábění, omezení zmetkovitosti, nízká pořizovací cena, snadná instalace a možnost řízení celého procesu.
Funkci systému výrobce úspěšně ověřoval při soustružení litiny povlakovanými destičkami nitridu křemíku KX207 - SNGN 1204/07 a CNGN 1204/07, upnutými ve vlastním držáku. V současné době jsou ověřovány možnosti využití systému pro povlakované břitové destičky ze slinutého karbidu, pozitivní destičky, aplikaci na libovolném nožovém držáku apod.
Reklama
Vydání #5
Firmy
Související články
Strojírenské podniky v době pandemie

Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Přesnost zvyšující produktivitu

Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

Související články
Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Kloubový robot uvnitř stroje

V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

Novinka z varnsdorfské líhně

Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

Pro větší efektivitu ve výrobě

Spolupráce mezi výrobcem obráběcích strojů Hurco a dodavateli automatizovaných nakládacích systémů má za následek vyšší produktivitu a větší výnosy. Automatizované nakládání umožňuje rozšíření kapacity v kusové a malosériové výrobě bez potřeby dalšího personálu pro obsluhu strojů. Nakládací roboty je možno také využít v bezobslužných směnách nebo o víkendech.

Vlajková loď pětiosého obrábění

Český výrobce obráběcích strojů Kovosvit MAS v letošním roce slaví úspěch se svojí high-tech produkcí, zejména s pětiosými vertikálními obráběcími centry řady MCU. Tyto stroje se daří firmě umísťovat na náročné trhy Evropské unie i jinde ve světě, cenné reference sbírají především v leteckém průmyslu.

Československá stopa u nového rekordu

Nový rekord počtu návštěvníků jsme zaznamenali na letošním technologickém setkání WFL Millturn Technologies.

Optimalizace soustružení korozivzdorných ocelí

Použití korozivzdorných ocelí pro inženýrské aplikace vždy do určité míry vedlo k technickému paradoxu. Zatímco konstruktéři jsou nadmíru spokojeni s tím, jaké pevnostní vlastnosti a korozní odolnost tyto běžně používané materiály nabízejí, výrobní inženýři už jsou asi méně okouzleni jejich typickým deformačním zpevňováním a všeobecně špatnou obrobitelností. Avšak průmyslovými odvětvími, jako jsou výroba čerpadel a ventilů, výroba zařízení pro ropný a plynárenský průmysl, automobilový a letecký průmysl, jsou součásti z korozivzdorných ocelí výslovně požadovány i nadále.

Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Plnění požadavků na čistotu ve výrobě

Firma Rosler vyvinula pro výrobce systémů škrticích a výfukových klapek kompletní systém automatizovaného obrábění. Tento systém pokrývá operace od převzetí obrobku po třískovém obrábění přes proces surf finishingu a jemného čištění, nanesení kódu datové matice až po zabalení dílů do KLT obalů a jejich přesun do stohovacích kontejnerů.

Efektivní likvidace obráběcích kapalin

Obráběcí emulze jsou klíčovým prvkem celé řady obráběcích procesů. Emulze zajišťují chlazení, odvod vznikajících třísek, dočasně pasivují obrobky v průběhu operací a mají spoustu dalších funkcí. Na konci životnosti emulze je nutné zajistit jejich likvidaci. Vyčerpané emulze jsou klasifikovány jako nebezpečný kapalný odpad, takže je nelze jednoduše vylít do kanalizace. Článek pojednává o možnostech likvidace obráběcích kapalin.

Multifunkční obráběcí centra

Tento typ obráběcích center patří do bouřlivě se rozvíjející skupiny CNC obráběcích strojů. Představuje typ obráběcího stroje, který reflektuje rostoucí požadavky uživatelů na obrobení součásti při jednom upnutí. Ve své podstatě jde o CNC stroje sdružující dvě základní operace třískového obrábění, a sice soustružení a frézování, do jednoho stroje. Kromě tohoto atributu mají tyto stroje i jiné vlastnosti, které budeme dále diskutovat.

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