Tepelné upínače zvyšují výkon frézování

Norbert Bücker je mistrem v oboru jemné mechaniky v pravém smyslu toho slova. Více než 20 let konstruoval a stavěl na univerzitě v Münsteru podle požadavku výzkumníků přesné přístroje pro výzkum a vývoj. Zažil tam také období, kdy z univerzity vznikl podnik, který měl ze začátku velké potíže při prosazování svých myšlenek. Důvod: Nenašel se nikdo, kdo by mohl vyrábět jejich high-tech přístroje. Tomu učinil Bücker konec, když v roce 1988 založil svůj vlastní podnik. Firma NBF-Norbert Bücker GmbH & Co., KG v Münster-Roxel se specializuje právě na high-tech výrobky a poskytuje mladým podnikům vedle přesné výroby mechatronických přístrojů také potřebné kompletní informace. „Provádíme vývoj, konstrukci a technickou pomoc, a je-li potřeba, zajistíme také průmyslový design. Našimi zákazníky jsou nejen malé podniky, nýbrž i světové koncerny.“ Medicínská technika, nukleární medicína, světelné a elektronové mikroskopy, nano- a biotechnologie jsou typické oblasti pro působení firmy NBF. „Pracujeme na zavolání – rychle a velmi flexibilně,“ vyjmenovává Bücker další přednosti svého týmu.

Pro své zákazníky by Bücker chtěl docílit nejen nejvhodnější, ale také ty nejlepší výsledky. Podle tohoto pravidla jedná také při nákupu produktů pro vybavení svých výrobních dílen: „Můžeme přirozeně nakupovat podle nejlevnějších nabídek a doufat, že kvalita vyhoví. Kdo však chce vyrábět výrobky o vysoké kvalitě, musí používat ve výrobě také špičkové technologie. Ty mají samozřejmě vyšší cenu, která se však zpravidla vyplatí.“

Když bylo před rokem a půl zakoupeno pětiosé obráběcí centrum Hermle C 43, bylo třeba optimalizovat také odpovídající systém upínání nástrojů, protože dosud používané držáky vykazovaly velkou slabinu z hlediska nevyvážení a poškození obrysů hran obrobku.

Po obsáhlé rešerši ohledně technologií a trhu narazil Bücker a jeho asistent Mark Harleman na tepelné upínače a na přístroj Power-Clamp-Comfort-NG od firmy Haimer (firmu Haimer na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik – pozn. red.). Když jiné podniky tvrdily, že mají lepší zařízení, byl Harleman skeptický a rozhodl se vše ověřit v praxi. „Haimer nás přesvědčil o svých kvalitách,“ uvádí o výsledcích testů. „Dostali jsme přístroj pro tepelné upínání a zprávu z výsledků zkoušek pro testování v našem běžném provozu. Ostatní nabízející podniky takovou zkoušku odmítly.“ Protože NBF uvažovalo změnit kompletně upínací systém, byly praktické zkoušky nejdůležitějším argumentem. „Pouze na základě informací z doslechu a z rozhovorů se zástupci prodejců jsme nemohli tak závažné rozhodnutí provést.“

Výsledek praktických zkoušek: firma NBF provedla zhruba sto upnutí sklíčidlem Haimer. Upínačem je osazeno nejen nové pětiosé obráběcí centrum, ale také ostatní stroje, které podnik používá, přičemž všechny nyní pracují s větším výkonem. „Dosahujeme mnohem lepší přesnosti,“ vysvětluje Harleman. „Proto můžeme pracovat s vyšší řeznou rychlostí, dosahovat lepší kvality obrobeného povrchu a větší trvanlivosti břitů nástroje. Tím šetříme čas výměny nástroje.“ Efekty, které jsou u NBF denně viditelné, se ale dají těžko vyjádřit číselně, neboť úkoly pro obrábění se neustále mění.

Právě pro technologii trochoidálního frézování, která zvyšuje produktivitu obrábění, přináší Haimer se svým systémem Safe-Lock vyšší bezpečnost a komfort: Použitím trochoidální dráhy nástroje je možné frézovat až třikrát rychleji a do větší hloubky. Současně přitom však roste nebezpečí, že se nástroj „vytáhne z upínače“, neboť vlivem malých pohybů s velkou hloubkou záběru, eventuálně rychlými kmitavými pohyby po celé délce ostří vznikají velké axiální síly, takže uživatel musí zajistit také pevné osové upnutí nástroje. Systém Safe-Lock toto zajistí s velkou bezpečností a vysokou přesností.

U firmy NBF je právě faktor přesnosti obvodového házení důležitý pro větší výkon obrábění. Tepelný upínač dosahuje přesnosti, které nelze dosáhnout žádným jiným upínačem. Je to díky rotačně symetrickému tělu upínače, které nemá žádné přídavné elementy, jako jsou kleština a upínací šrouby. Haimer zajišťuje, že všechny tepelné upínače, včetně standardních provedení, jsou vyrobeny z vysoce pevných speciálních ocelí a jsou přesně vyváženy (na G2,5 při 25 000 min-1 nebo <1 g.mm zbytkový nevývažek).

Harleman chválí výběr tepelných upínačů v různých provedeních. Protože podle úkolu obrábění mají významnou roli různá kritéria: „V jemné mechanice jsou často omezené prostory, takže právě zde poskytuje značné výhody konstrukce úzkých držáků Mini-Shrink.“ Pro použití při obrábění vysokými řeznými rychlostmi nebo při frézování s vysokou přesností jsou vhodné speciální upínače Power Shrink. Ty spojují odolnost proti vibracím s vysokou tuhostí a úzkou konstrukcí na čele. Tato konstrukce umožňuje uživateli obrábět do větší hloubky, zvýšit posuv a dosáhnout většího výkonu obrábění při velmi dobré kvalitě obrobeného povrchu.

Pro hrubování nástrojem o velkém průměru jsou konstruována sklíčidla Heavy Duty Shrink, která se vyznačují zvětšenou tloušťkou stěny v oblasti upínání, vyšší tuhostí a protaženější drážkou v upínacím otvoru. Tím bylo dosaženo velkých upínacích sil, srovnatelných s jinými typy upínačů. S těmito tepelnými upínači v kombinaci s CAM modulem i-Machining může NBF provádět také těžké hrubování. „Jsme dokonce v pozici, že můžeme obrábět vysoce pevné ušlechtilé oceli frézou o průměru 20 mm při záběru ap od 37 mm, aniž by se tato vytahovala z upínače,“ zdůrazňuje Harleman.

Úsporu času při přípravě nástroje zajišťuje cívka nové generace a chlazení. Základem přístroje používaného v podniku NBF je přestavitelná cívka, která se přizpůsobí délce a průměru držáku. „Univerzální cívka je přesně to, co potřebujeme,“ říká Harleman. A dodává: „Pro upínání nástrojů do držáků různých velikostí nemusíme vyměňovat různé feritové podložky – vložení a obrysy držáku jsou automaticky dány a obsluha se pokud možno vyvaruje nastavení špatného pracovního parametru. Riziko chyby je tedy minimalizováno.“ Protože ve firmě NBF je nutné často měnit nástroje, přičemž každý spolupracovník provádí výměnu sám, je právě toto rozhodující vlastností.

Přizpůsobením cívky dochází k ohřátí výhradně oblasti upínání, což výrazně zkracuje čas pro ohřev a ochlazení. Velmi rychlé ochlazení při výměně nástroje je zajištěno kontaktním chlazením. Přesné chladicí těleso zajišťuje, aby vznikla co možná největší kontaktní plocha a teplo bylo pomocí cirkulace vody rychle odvedeno. Podle průměru nástroje může být upínač vyjmut z chladicího tělesa již po 30 až 45 sekundách a opět použit.

Haimer

Autor: Wolfgang Klingauf, zpracoval J. Řasa

jar.rasa@seznam.cz

Zdroj: Das Industriemagazin, č. 49, 2015