Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Upínání nástrojů smrštěním teplem i chladem
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Upínání nástrojů smrštěním teplem i chladem

Přednosti upínání rotačních nástrojů smrštěním spočívají v docílení vysokých upínacích sil a přenosu vysokého krouticího momentu, dynamického vyvážení do otáček 25 000 min-1, házivosti nástroje do 0,003 mm a vysoké dynamické tuhosti upínačů. Za zmínku stojí, že na IMTS 2002 vystavovalo shrink-fit upínače nejméně 8 výrobců.

Německá firma Schunk, přední výrobce upínací techniky, přišla se štíhlými upínači nové řady Celsio pro vrtáky, stopkové frézy, závitníky, výstružníky a jiné nástroje s válcovou stopkou. Upínací zařízení Celsio pracuje s krátkým ohřevem vysokofrekvenční cívkou příkonem 10 kW. Upíná celokarbidové (HM) nástroje o průměru 3 - 32 mm a nástroje z rychlořezné oceli (HSS) o průměru 6 - 32 mm. Rychlý ohřev, upínající smrštěním při rychlém a nejvýše 30sekundovém ochlazení, minimalizuje přehřátí a možnou deformaci kužele i nástroje.
Další německý výrobce Gühring nabídl upínací zařízení GISS 3000 a GISS 2000. Zařízení nastavují do 5 s, upínají rychlým ohřevem 10 kW s nepřímým vodním chlazením do 30 s; první zařízení HM a HSS nástroje se stopkou 3 - 32 mm, druhé přenosné zařízení HM nástroje 3 - 32 mm a HSS nástroje 6 - 32 mm.
Americká firma Briney Tooling System nabízí upínače a upínací techniku Tru-Therm pro nástroje se stopkou průměru 3/16 - 2" (4,76 - 50,8 mm). Další techniku nabídly Tecnara Tooling System s řadou Vectaron, Command Tooling Systems se systémem a upínacím zařízením ThermoLock, Parlec Tooling se systémem Shrinkset TMM, japonská firma OSG se systémem Hy-Pro a německé firmy Kelch se systémy KALi-tech a i-tech a Bilz se systémem ThermoGrip. Upínače jsou nejčastěji v provedení CAT, BT, HSK, DIN nebo jako strmý kužel ISO.

Technika ThermoGrip

Právě firma Bilz Werkzeugfabrik vyšla z amerických zkušeností a vyvinula vlastní upínače ThermoGrip a upínací zařízení ISG 2000, ISG 3100 a ISG 3200 s vysokofrekvenčním indukčním ohřevem a dvěma patentovanými novinkami proti původním systémům. Přenosné stolní zařízení ISG 2000 je určeno pouze pro upínání HM nástrojů se stopkami nejběžnějších průměrů 6 - 20 mm, zatímco ISG 3100 a 3200 upínají HM i HSS nástroje průměrů stopek 3 - 50 mm. Techniku ThermoGrip doplňuje i nastavovací zařízení ISVG 4100 a vyvažovací zařízení FWG 3100.
První novinkou je rozšíření průměru otvoru upínače na průměr stopky nástroje s přiměřenou vůlí v délce 5 mm pro snadné vložení nástroje za studena. Po ohřátí a roztažení upínače nástroj klesne do upínače celou nastavitelnou délkou upínání. Druhou novinkou je feritová destička nad indukční cívkou upínacího zařízení s otvorem pro nástroj, vytvářející stínění magnetického pole cívky a chránící pracovní část nástroje před nepřiměřeným ohřevem, jenž může ohrozit jeho pevnost a geometrii.
Nástrojové upínače Bilz jsou vyrobeny ze speciální nástrojové oceli pro práci za vyšších teplot až do 550 °C, neboť teplota při ohřevu se pohybuje okolo 200 °C na povrchu upínacího otvoru a okolo 360 °C na povrchu kužele. Nutnou podmínkou pro správnou funkci a životnost je, aby k roztažení docházelo v oblasti elastické deformace materiálu pod jeho mezí pružnosti při teplotě ohřevu. Ohřev na docílení potřebného roztažení trvá 5 - 10 s a ochlazení vzduchem na teplotu okolí nejvýše 1 min. Ke zvýšení výkonnosti mají ISG 3100 a ISG 3200 až 5 ochlazovacích míst.
Pro další rozvoj techniky se firma Bilz dohodla na poskytnutí svého know-how firmám Helmut Diebold, Komet Präzisionwerkzeuge a FX Marquardt k vytvoření společného standardu upínačů ThermoGrip v rámci celé skupiny.
Nástroje upínané smrštěním upínače po ohřevu a ochlazení mají vysokou tuhost a ohybovou pevnost, požadovanou pro vysokorychlostní obrysové frézování forem a zápustek stopkovými frézami. Podle zkoušek životnosti, jak uvádí např. Bilz, ani po 10 000 upnutí není ovlivněna tvrdost, házivost a upínací síla nástroje.

Technika ColdSet

Americká společnost Command Tooling Systems, přišla na IMTS 2002 se zcela novou technikou s upínači ColdSet pro HM a HSS nástroje s válcovou stopkou. Nové upínače pracují technikou Command S. M. A. A. R. T., přihlášenou k patentování, a jako první užívají k upínání slitiny s tvarovou pamětí (SMA) typu Ni-Ti. Upínač ze SMA slitiny využívá k roztažení fázové transformace slitiny (Ms <0 °C) z austenitické na martenzitickou strukturu ochlazením na záporné teploty. Při zpětném ohřevu na teplotu okolí dojde k vratnému jevu a k upnutí nástroje silami řádu stovek MPa. K odepnutí nástroje se upínač zchladí.
Zařízení ColdSet Tool Changer odepne upínač ochlazením během 30 s a po vložení nástroje upne ohřátím na teplotu okolí během 1 min. Dle demonstrace na veletrhu lze k ochlazení užívat kapalného dusíku, příp. i hluboko ochlazených nemrznoucích kapalin.
Jako přednosti nové techniky, vyráběné v provedeních BT 40, CT 40 a CT 50, HSK 63A a 63F, se uvádí rychlost, vhodnost k upínání HM i HSS nástrojů malých průměrů 0,125 - 0,5" (3 - 12 mm), nízká házivost, až o 70 % větší tlumení vibrací, přenos vysokých krouticích momentů, žádné ovlivnění nástroje vyššími teplotami a vysoká životnost upínačů. Technologie je zvláště vhodná pro CNC obrábění přesné přístrojové techniky s vysokou jakostí povrchu.

Další články

Obráběcí stroje a technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: