Témata
Reklama

Tepelné upínání a vyvažování nástrojů

V otázkách spolehlivosti procesu a produktivity se v přesném obrábění často věnuje příliš málo pozornosti právě nástroji a jeho upínači. Přitom vysoká přesnost obvodového házení má obzvláště pozitivní vliv na výsledky obrábění, jakož i na životnost nástroje a vřetene stroje.

Vysoké otáčky moderních obráběcích strojů vyžadují vyvážené nástroje a držáky. V opačném případě se snižuje přesnost obrábění i produktivita. Nástroje dosahují nižších životností a ložiska drahých vřeten se vlivem vznikajících sil poškozují a v krátkém čase se stávají nepoužitelnými. Vinu na těchto negativních účincích má nevývaha, která vzniká při rotaci díky nestejnému rozložení hmotnosti. Vytváří odstředivou sílu, která vede k nepříznivému chvění. Tato odstředivá síla roste kvadraticky s otáčkami, tzn. při stejné nevývaze působí na vřeteno při otáčkách 10 000 min-1 25krát vyšší odstředivá síla než při otáčkách 2 000 min-1. Při vysokorychlostním obrábění, jakož i u těžkých nástrojů nebo nástrojů s velkým vyložením, je negativní působení nevývahy na držáku a na nástroji obzvláště patrné. Vznikající vibrace jsou škodlivé nejen pro vřeteno a nástroj, ale narušují spolehlivost procesu a přenášejí se i na obrobky. Způsobují rýhy na povrchu, které se musí odstraňovat dalším dokončovacím obráběním. Pro zajištění spolehlivosti procesu a požadovaných výsledků obrábění je nutné vibrace co nejvíce omezit. Jednou z možností, jak toho dosáhnout, je snížit otáčky, posuv a řeznou hloubku. To sice vede ke klidnějšímu chodu, ale také ke snížení objemu výroby, tedy ke zhoršení produktivity. Druhým prostředkem je použití vyváženého nástroje a držáku. Vysoké otáčky, posuv a řeznou hloubku je možné zachovat. Při stejné kvalitě obrábění je dosaženo zřetelně lepšího řezného výkonu. Navíc dochází k úsporám díky prodloužení životnosti nástroje a vřetena. Vyvažováním a tepelným upínáním se zabývá firma Haimer, kterou na českém a slovenském trhu zastupuje společnost SK Technik.

Reklama
Reklama
Tepelný upínač se systémem Safe-Lock

Jednouché vyvažování

S vhodným vyvažovacím přístrojem a praktickým programovým vybavením jde vyvažování jednoduše a rychle. Uživatel vloží držák s nástrojem do přístroje a z menu vybere odpovídající předvolené údaje. O dalších potřebných krocích je již dále informován samotným přístrojem. Tak to probíhá v každém případě u vyvažovacích přístrojů Tool Dynamic od firmy Haimer, který je dostupný v několika modifikacích. Například nový přístroj Tool Dynamic TD 2010 Automatic je vertikální CNC přístroj pro automatické vyvažování nástrojů, který je navíc vybaven čtyřosou obráběcí jednotkou řízenou systémem Siemens 840D. S tímto přístrojem je možné v jednom pracovním kroku změřit nevývahu nástroje a odstranit ji pomocí vrtání, frézování nebo broušení v jedné nebo ve dvou rovinách. Uživatel ušetří cestu k obráběcímu stroji a díky vysoké přesnosti upnutí a přesnému úběru materiálu dosáhne i následné vysoké přesnosti nástroje.

Vyvažování držáků odvrtáváním na přístroji TD 2010 Automatic

Držáky pro tepelné upínání

Nezávisle na vyvažování může uživatel ovlivnit spolehlivost procesu obrábění již při volbě upínače nástroje. Jako nejvhodnější v oblasti vysokých otáček se jeví tepelné upínání, jehož výhodou je, že kontura držáku zajišťuje vysokou přesnost obvodového házení. U tepelných upínačů firmy Haimer se pohybuje do 3 µm ve 3D. Tato příznivá hodnota je důsledkem rotačně symetrického těla upínače, který nemá dodatečné elementy, jako drážky nebo upínací šrouby. Upínací síla se přenáší výhradně přes styčné plochy, které po tepelném procesu dokola obepnou stopku nástroje. K dalším přednostem patří dosahované upínací síly nebo jednoduchá obsluha upínací techniky. Při použití moderních indukčních upínacích přístrojů je dosahováno také nejkratších časů výměny nástroje, která netrvá déle než 30 sekund. Držák se ohřeje, starý nástroj se vyjme, nový vloží dovnitř a držák se ochladí. To je vše. Funguje to vždy a se stejnou přesností.

Držáky pro tepelné upínání

Safe-Lock pro vysoce výkonné obrábění

Upínací síly vysoce přesných upínacích systémů (tepelných nebo hydroupínačů) dostačují pro většinu obráběcích postupů. Ovšem při vysoce produktivním obrábění (HPC) titanu a jiných těžko obrobitelných materiálů, jaké se například běžně používají v leteckém průmyslu, vznikají i mimořádné síly působící na nástroj. To skrývá nebezpečí, že u těchto upínacích systémů dojde k překročení upínací síly a následně k vytažení nástroje z upínače a vzniku zmetku. Pro tyto případy vyvinul Haimer vlastní patentovaný systém Safe-Lock. Zde je ve stopce nástroje vybroušena šroubovitá drážka a v kombinaci s odpovídajícím unášečem v upínači je pak zabráněno tomu, aby byl při extrémním obrábění nástroj z držáku vytažen. Přesnost obvodového házení zůstává u tepelného upínače se systémem Safe-Lock díky rotačně symetrickému upínaní i nadále zachována a je přibližně desetkrát větší než u upínačů se systémem Weldon, které často představovaly jedinou alternativu pro hrubování v oblastech HPC.

Luděk Dvořák

SK Technik, umístění na MSV: pavilon P, stánek 20
dvorak@sktechnik.cz
www.sktechnik.cz

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 131042
Datum: 01. 10. 2013
Rubrika: Trendy / MSV 2013
Autor:
Firmy
Související články
Stroje pro to nejcennější

Než před 40 lety Fran Phillips založil svou firmu, pracoval jako samostatný obráběč - zručný kluk s frézkou a soustruhem v éře vesmírných závodů, kdy NASA velkoryse proměnila slib prezidenta J. F. Kennedyho v realitu, z čehož mohla těžit každá schopná obráběcí dílna v zemi. Jedna ze součástí, které tehdy Fran vyrobil, se stále nachází na Měsíci, přesně tam, kde ji astronauti z lodi Apollo zanechali. Oproti tomu jedna ze součástí, které vyráběl nedávno - stejně špatně dostupná, ale mnohem blíže domovu - je přesně a natrvalo usazena v jeho vlastní páteři. Stejně jako tisíce dalších pacientů z celého světa i Fran Phillips žije s implantátem vyrobeným na CNC obráběcích strojích Haas ve městě Elmwood v americkém státě New Jersey, kde sídlí firma Phillips Precision Medicraft (PPM).

Řezné nástroje a testování jejich vlastností

Úsilí mnoha výrobních podniků je v dnešní době soustředěno na další zvyšování efektivity a produktivity vlastních obráběcích operací. Tímto krokem je realizováno zvyšování konkurenceschopnosti jejich výrobků na trhu. S ohledem na strukturu nákladů při výrobě je jedním z prostředků dosažení tohoto cíle i volba vhodných řezných nástrojů a následné optimální využití jejich potenciálu. Nejde však o lehký a jednoznačný úkol, a to především s ohledem na možnou variabilitu a modifikaci výroby a na neustálý vývoj řezných nástrojů vedoucí k jejich zdokonalování.

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.

Související články
Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Ve znamení produktivity i dlouhé životnosti

Firmy z různých průmyslových oblastí, mezi jinými výrobci velkých valivých ložisek, výrobci automobilů a jejich dodavatelé patří mezi zákazníky německého výrobce transferových obráběcích center a speciálních obráběcích strojů Elha-Maschinenbau Liemke KG.

Zásadní pokrok ve vyvrtávání válců motorů

Vyvrtávání válců je v automobilovém průmyslu všeobecně považováno za jednu z nejdůležitějších obráběcích úloh. Tradiční způsob výroby válců bloku motoru zahrnoval celou řadu hrubovacích, polodokončovacích a dokončovacích operací. Díky využití nejnovějších technologií obráběcích nástrojů však lze nyní hrubovací a polodokončovací nástroje zkombinovat do jediného řešení, kterým je vyvrtávací tyč určená pro obrábění na jediný průchod, což umožňuje úsporu drahocenného času cyklu bez jakýchkoli kompromisů z hlediska kvality. Dokonce i nepatrná úspora délky času cyklu může při výrobě válců znamenat významné snížení nákladů, protože objem výroby je velmi vysoký, takže dojde-li k zásadnímu pokroku z hlediska tohoto celkového objemu, lze s jistotou tvrdit, že u této kritické obráběcí operace bylo dosaženo skokové změny.

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.

Československá stopa u nového rekordu

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

Nová buňka

Schwäbische Werkzeugmaschinen, expert v podnětných, obrobkově zaměřených výrobních systémech, rozšiřuje své portfolio třetí výrobní buňkou systému „Instaluj a pracuj“.

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.

Více pružnosti pro rozšířenou koncepci obrábění

Zásadní změny do automobilového průmyslu i nové výzvy pro německý systém stavby obráběcích strojů představuje současný rozvoj e-mobility.

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