Témata
Reklama

Upínací stopky nástrojů pro obrábění

V oblasti třískového obrábění se v současné době stále více prosazuje obrábění s minimálním množstvím chladicí kapaliny - tzv. MMS. Důvodem je na jedné straně snaha o snižování nákladů na výrobu, na druhé straně i snaha o zavedení technologie šetrné k životnímu prostředí.

Od výrobců nástrojů se očekává zajištění spolehlivosti obráběcího procesu za těchto, pro nástroj nepříznivých, podmínek. Hlavně u vrtání otvorů závisí spolehlivost procesu na tom, zda se omezené množství maziva obsaženého v chladicím médiu dostane skutečně v pravý čas tam, kde je ho zapotřebí, tedy na břit nástroje a do drážky pro odvod třísek. Oddělení výzkumu a vývoje německého výrobce nástrojů Gühring zkoumalo vliv provedení upínací stopky nástrojů na proces za podmínek MMS.
Reklama
Reklama
Reklama

Základní konstrukční požadavky na upínací stopku nástroje

  • v oblasti přívodu chladicího média se nesmí vyskytovat žádné mrtvé prostory, které by mohly způsobovat usedání média a tím ohrozit spolehlivost procesu;
  • přechod mezi upínací stopkou nástroje a stavěcím šroubem musí být absolutně těsný, aby se zabránilo ztrátám v přívodu chladicího média. Případné úniky chladicího média do vnitřního prostoru upínače mohou kromě ztráty množství a kontinuity přívodu chladicího média vést i k nalepování média na stopku nástroje, popř. na upínací pouzdro, což následně vede ke ztrátě přesnosti obvodového házení při upínání;
  • upínání nástroje musí být jednoduché;
  • náklady na provedení musí být minimální.
  • Pro volbu optimálního konstrukčního provedení upínací stopky bylo vedle praktických pokusů vyhodnocujících rozstřik chladicího média využito i počítačové simulace. Zvláště účinné bylo spojení metod CAD - CFD; CFD (Computional Fluid Dynamics) slouží ke sledování a simulaci proudových polí. Na základě simulace byly zvoleny čtyři varianty upínacích stopek a jim odpovídajících stavěcích šroubů, se kterými byly pak prováděny další pokusy.

    Praktické zkoušky

    Při první zkoušce byla pomocí cyklického zapínání a vypínání přívodu chladicího média ověřována těsnost spojení mezi koncem upínací stopky a stavěcím šroubem. Během jedné hodiny bylo vždy po dobu 5 sekund při otáčkách vřetena 10 000 min-1 přiváděno chladicí médium. Poté byl přívod na 2 sekundy přerušen a vřeteno bylo zastaveno. Provedení upínacích stopek 1 a 2 vykazovalo značnou kontaminaci chladicím olejem v upínacím prostoru a ve vnitřním prostoru HSK kuželu upínače.
    Provedení 3 a 4 nevykazovala žádnou kontaminaci. Kuželové, resp. labyrintové provedení konce upínací stopky se co do těsnosti projevilo jako nejlepší.
    Ve druhém pokusu byla zkoumána doba náběhu chladicího média po zapnutí přívodu a kontinuita a rovnoměrnost jeho množství.
    Některé v minulosti zmíněné pokusy ukazují stopy po rozstřiku chladicího média na černé ploché desce při stojícím (nerotujícím) nástroji. Vypovídací schopnost těchto pokusů je však nedostatečná, protože zde nejsou zohledněny odstředivé síly způsobené rotací nástroje. Tyto síly značně ovlivňují vlastnosti proudu chladicího média. Z toho důvodu byl vyroben přípravek, který umožňuje ověřit doby náběhu a rovnoměrnost přívodu média při rotujícím nástroji.
    Do pracovního prostoru obráběcího stroje byla šikmo umístěna trubka s podélnou drážkou. Zkoušený nástroj byl zaveden do drážky v trubce a během posuvu stroje v osách ZY byl střídavě zapínán a vypínán přívod chladicího média za současné rotace vřetena. Vnitřní stěny trubky byly vyloženy savým papírem, což umožnilo následné vyhodnocení stop po rozstřiku chladicího média. Savý papír rozložený do roviny ukazoval parabolické stopy po chladicím médiu. Porovnáním začátků a konců stop z jednotlivých intervalů se skutečnou polohou nástroje v době zapnutí a vypnutí přívodu chladicího média mohla být vyhodnocena velikost časové prodlevy, respektive doby náběhu chladicího média k břitu nástroje. Byly zjištěny značné rozdíly u jednotlivých variant upínacích stopek.
    Dále bylo při tomto pokusu zkoumáno množství a rovnoměrnost chladicího média přivedeného k břitu nástroje a koncentrace v něm obsaženého maziva. V obou případech (časová prodleva i koncentrace) se ukázaly jako výhodnější upínací stopky v provedení 3 a 4, tedy s kuželovým koncem, resp. s labyrintem.

    Tvar a velikost spojovací drážky

    Pro zkoušky byly zvoleny čtyři základní tvary spojovacích kanálků: a) úzký, b) široký, c) trapézový s rádiusovou základnou, d) široký s konvexním dnem.
    Rozstřikovací pokusy vykazovaly tendenci k provedení b), rozdíly mezi jednotlivými provedeními však byly minimální.
    Počítačová simulace ale jasně prokázala výhodnost varianty b). Turbulentní oblasti zde byly nejmenší ze všech variant. Právě turbulentní oblasti v proudovém poli mají rozhodující vliv na odměšování oleje z chladicího média a na možnost jeho usazování v mrtvých prostorech.
    Pro volbu optimální kombinace provedení konce upínací stopky a spojovací drážky bylo však nutno uvažovat všechna kritéria, tedy i jednoduchost obsluhy a nízké výrobní náklady. Srovnání všech parametrů je uvedeno v tabulce. Z ní jasně vyplývá, že pro MMS je nejvhodnější upínací stopka s kuželovým zakončením se širokou spojovací drážkou chladicích kanálků.
    Tabulku naleznete v tištěném časopisu.
    §§§
    Na základě uvedených poznatků upravila společnost Gühring provedení upínacích stopek u celého sortimentu jak standardních, tak i speciálních nástrojů pro MMS obrábění. Společnost Gühring upustila od myšlenky na patentovou ochranu takto provedených upínacích stopek nástrojů, naopak předložila návrh Německému institutu pro normy (DIN) na jejich standardizaci.
    Ing. Oldřich Bosman
    Reklama
    Vydání #3
    Kód článku: 50306
    Datum: 10. 03. 2005
    Rubrika: Výroba / Obrábění
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Prestižní ocenění Zlatá medaile

    Výjimečnost nástroje FreeTurn skupiny Ceratizit potvrdila na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu odborná porota prestižního ocenění Zlatá medaile. Ocenění za inovaci ve zpracovatelské technologii bylo společnosti uděleno za inovativní metodu technologie podélného a čelního soustružení, kdy je hrubování, dokončování a obrábění kontur realizováno pomocí jediného nástroje. Společně s progresivní obráběcí metodou High Dynamic Turning zvyšuje nástroj FreeTurn dynamičnost a efektivnost procesu soustružení.

    Brousicí centrum pro hospodárnou výrobu

    Brousicí centrum UW II F od firmy Saacke v mnoha detailech předčí očekávání svých zákazníků. Z hlediska výkonnosti, velikosti a hmotnosti se řadí mezi již zavedené typy brusek UW I F a UW I D a vytváří tak ideální podmínky pro maximální přidanou hodnotu.

    Produktivní vrtání otvorů do hliníku

    Výrobci automobilů produkují čím dále více dílů z hliníku s cílem snížit hmotnost vozidel i spotřebu paliva. S ohledem na tuto tendenci je proto jasné, že vzniká poptávka po vrtácích použitelných pro výrobu otvorů ve součástkách z hliníkových slitin. Musí být zároveň schopny zajistit vysokou produktivitu, nízké náklady na otvor, dlouhou a konzistentní životnost, vysokou opakovatelnost i bezpečnost procesů.

    Související články
    Úspora vedlejších časů

    V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Automatizovaná upínací technika

    Optimalizované technologie a procesy zajišťují ve výrobních firmách stále větší produktivitu. To platí i pro centrické svěráky, které se používají například pro stacionární upínání kulatých a čtvercových obrobků na nejrůznějších obráběcích strojích.

    Univerzální brusky pro broušení na kulato

    Úzké tolerance a obtížně obrobitelné materiály - pro hospodárnou výrobu velmi přesných válcových obrobků vertikálním, vnějším a vnitřním broušením na kulato je zapotřebí pokroková strojní technologie. Společnost Okamoto nabízí široké portfolio řešení, která vyhovují všem požadavkům průmyslové výroby. Příkladem jsou univerzální CNC brusky IGM4VSP a UGM5V, které při broušení na kulato dosahují přesností v řádu mikrometrů.

    Inovace ve srážení hran velkých ozubených kol

    Chamfer Contour Milling skýtá výrobcům velkých ozubených kol pro nákladní automobily flexibilní a hospodárný proces pro jejich stále důležitější operace zkosení hran / odstraňování otřepů.

    Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

    Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

    Řezné kapaliny zvyšují výkonnost při soustružení závitů

    Závity jsou strojně obráběné prvky, se kterými se lze běžně setkat prakticky ve všech průmyslových odvětvích. A přesto, že se soustružnické závitořezné operace využívají už celá desetiletí, stále ještě se daří dosahovat v tomto procesu pokroků, zejména pokud jde o problematické materiály, jako jsou korozivzdorné oceli, žáruvzdorné slitiny (HRSA) nebo titan. Jako příklad lze uvést vývoj soustružnických závitořezných nástrojů, které jsou opatřeny přívodem řezné kapaliny z horní i ze spodní strany, jehož kombinovaná přesnost přináší prodloužení životnosti nástroje a zvýšení kvality závitů a otevírá potenciál pro použití vyšších hodnot řezných parametrů. Tento pozitivní vliv ještě více vyniká při obrábění problematických materiálů.

    Progres v navyšování podílu na trhu

    Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

    Chytré měření upínací síly

    Společnost Kelch uvede ve 3. čtvrtletí 2018 na trh novou generaci přístroje Safecontrol 4.0. Osvědčený systém měření upínací síly ve vřetenu obráběcího stroje je kompletně přepracován a poskytuje nyní uživatelům prostřednictvím vlastní aplikace maximální flexibilitu. Další výhodou je vysoká spolehlivost a v neposlední řadě moderní ergonomický design a jednoduché ovládání.

    Nové perspektivy v obrábění titanových draků letounů

    Rostoucí využití titanu pro aplikace v leteckém průmyslu je za poslední léta velmi dobře zdokumentováno. Stejně tak se tématem diskuze a zkoumání staly i problémy spojené s efektivním, produktivním a vysoce kvalitním obráběním tohoto oblíbeného materiálu. Každá obrobna chce samozřejmě při frézování titanu optimalizovat výkonnost použité frézy, ale bez vhodných technologií a správného know-how to nemusí být až tak snadné. Díky převratnému objevu se však v současnosti začínají v této oblasti věci měnit.

    Zrod (a znovuzrození) břitové destičky

    Prakticky veškeré výrobky z kovů se obrábějí pomocí břitových destiček – ať už se jedná o letecký průmysl, výrobu energetických zařízení, nebo oblast spotřebního zboží. Břitové destičky jsou využívány ve velkém měřítku a pro širokou škálu aplikací, od frézování masivních bloků motorů a tvarového obrábění forem využívaných výrobci sportovní obuvi až po obrábění číselníků. Seznam požadavků na břitové destičky je dlouhý: vysoká odolnost proti opotřebení a dlouhá životnost, vysoké rychlosti úběru kovu a maximální spolehlivost, a to i v náročných podmínkách, jako jsou složité dráhy nástrojů nebo hluboké dutiny, špičková výkonnost při obrábění za sucha i za mokra a vynikající kvalita obrobené plochy při dodržení přísných tolerancí.

    Proč používat strategii trochoidního frézování?

    Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

    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