Po předchozím díle, v němž jsme začali bilancovat návštěvu veletrhu EMO v Hannoveru, se nyní soustředíme na obecné vývojové trendy v oboru řezných nástrojů, řezných materiálů a povlaků. Na několika vybraných příkladech proto představujeme novinky, kterými na uváděné trendy reagují přední výrobci.
NOVÉ TYPY ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ Optimalizace řezné geometrie a velikosti VBD spolu se zvyšováním počtu řezných hran na jedné VBD znamená nejen tolik žádané snížení řezných sil a snížení nákladů na jeden břit, ale i složitý tvar řezné destičky a jejího lůžka v nástroji. Příkladem mohou být nové oboustranné indexovatelné destičky typu SQMU s celkem 8 využitelnými hranami pro vysokoposuvové frézy Tungaloy TQX (obr. 1) nebo obdobné kulaté z firmy Kyocera. Ty dosahují efekt pozitivní geometrie díky obvodovému prohloubení. Dále lze uvést trojúhelníkové destičky TPKT a TDKT s pozitivní geometrií a se třemi využitelnými břity pro rodinu fréz Iscar HeliIQMill 390 Line, oboustranné trojúhelníkové břitové destičky TNKX 1606 se 6 využitelnými břity ve šroubovici, určené pro program Iscar Helido 690 Line či trigonální oboustranné destičky Tungaloy typu WWMU pro vrtáky TugSixDrill a s celkem 6 břity. Optimalizovanou velikostí se vyznačuje řada soustružnických destiček Tungaloy EcoTurn, kde se pro předpokládanou řadu hloubek řezu v co největší míře minimalizují vnější rozměry destiček. Snižuje se tak objem potřebného slinutého karbidu až o 40 %, což znamená úsporu nákladů i ekologickou výhodu. Vedle rostoucího uplatnění destiček, určených pro vysoké posuvy, rozšiřuje se dále nasazení destiček tangenciálních a plně se využívají přednosti této koncepce. Lze zvyšovat počet řezných hran na soustružnických destičkách – viz čtyři využitelné břity ve šroubovici destiček systému Tungaloy Turn- Tec – aniž by bylo nutné se vzdát možnosti vysokého zatížení nástroje; větší průměr jádra nástroje u fréz s tangenciálními destičkami znamená jejich vyšší tuhost (Iscar HeliTang T465 a T490, Paul Horn Systém 409, tangenciální frézy Walter Blaxx (obr. 2), osazené pozitivními tangenciálními destičkami se čtyřmi využitelnými řeznými hranami). Stabilita nástroje znamená zvýšení jeho životnosti, proto je nezbytná jeho dostatečná tuhost a odolnost vůči vibracím. Ke známým systémům tlumených vrtacích tyčí či stopkových nástrojů s nestejnou roztečí či nestejným úhlem stoupání sousedních šroubovic jsou paralelně rozvíjeny systémy, řešící vyšší tuhost upnutí VBD. Tuhost upnutí soustružnických VBD zvyšují tvarové drážky na jejich spodní straně, zapadající do odpovídajícího tvaru podložky (systém Sandvik Coromant „iLock“ nebo uložení VBD typu HSM90 v tělese fréz Iscar HeliAlu); výsledkem je nejen větší přesnost procesu, ale i bezpečné jištění VBD při HSC režimu opracování lehkých slitin. Pro větší tuhost upnutí CBN tangenciálních destiček zapichovacího systému Sumiboron GWB volila firma Sumitomo kombinaci upínání příložkou a šroubem (obr. 3); ze stejného důvodu firma Taegu Tec modifikovala tvar upínací páky systému RhinoRush tak, aby docílila optimální směr přítlaku destičky do lůžka (obr. 4). Pro optimální směr přítlaku frézovacích destiček se používají upínací šrouby, o několik stupňů odkloněné od kolmice k rovině lůžka destičky (TaeguTec); obdobou je systém upínání tangenciálních VBD na kotoučových drážkovacích frézách Ingersoll 3VJ5V, které se dodávají pro šířku drážky již od 3 mm. Stabilitu spojení výměnné hlavice a těla vrtáku systému Multi- Drill SMD zajištuje přesně broušené radiální ozubení; výrobce, firma Sumitomo, deklaruje proto podstatně vyšší bezpečnost procesu. Pro vyšší stabilitu a odolnost vůči zatížení při náročných aplikacích se navrhují stopkové nástroje s menší hloubkou drážek a větším průměrem jádra (vrtáky Stimzet s hustou šroubovicí, stopkové frézy Sumitomo série SSEH). Efektivní chlazení řezné hrany přispívá k udržení teploty břitu v požadovaném rozmezí a současně je velmi účinným prostředkem pro žádoucí utváření a odvod třísek. Tlaky chladicí kapaliny při obrábění vysoce pevných slitin niklu se pohybují okolo 150 barů, přívod chladiva je realizován vnitřkem nástroje a je žádoucí přivést paprsek chladiva do nejtěsnější blízkosti břitu. U úzkých zapichovacích destiček proto výrobci volí přívodní kanál vnitřkem vyměnitelné břitové destičky (Iscar, Paul Horn a další). Za realizaci kryogenního chlazení pomocí CO2 obdržely ocenění za inovativní počin výrobce nástrojů firma Walter a výrobce stroje firma Starrag. CO2 je přiváděn vřetenem stroje, držákem nástroje a nástrojem samotným k místu řezu za pokojové teploty; k ochlazení dochází až expanzí při výstupu z trysky těsně před břitem. Nástroj je vybaven ještě jedním přívodním kanálem pro minimální množství maziva či aerosol; obě média se směšují teprve po výstupu z trysek, v blízkosti břitu, a tak dochází k optimalizaci mazacího a chladicího účinku. Při velkosériové výrobě turbínových lopatek se v důsledku užití tohoto systému zvýšila produktivita o 70 %. U fréz, osazených břity z PKD, zavádí firma Lach Diamant systém „Cool Injection“, což je chlazení plynným či kapalným médiem, které vystupuje z kanálu, vytvořeného přímo v PKD destičce. Výsledkem je vysoké využití chladicího média a efektivní odlamování a transport třísky. Uživatelský komfort a jistota proti nežádoucí záměně se stávají významným prodejním argumentem. Počínaje číslováním řezných hran na VBD, které snižuje možnost záměny, přes barevnou indikaci opotřebení (Walter a další) či teploty tepelně smrštitelného držáku vhodné či nevhodné pro jeho uchopení rukou až po barvu, která je vytvářena svrchními vrstvami povlaku a která označuje určení nástroje pro opracování skupiny materiá lu dle ISO – všechna tato opatření přispívají ke zvýšení jistoty procesu. NÁSTROJE PRO VYBRANÉ APLIKACE Společnost Gühring představila nové tvářecí závitníky pro závity od velikosti M1 a závitovací frézy pro závity od M 1,4, resp. M 1,6. Díky promyšlené geometrii i optimálnímu povlaku se vyznačují velmi malými řeznými silami, proto také dosahují vysoké přesnosti. Z vystavovaného sortimentu fréz zaujaly čelní HPC frézy firmy Hollfelder, určené pro vysoce produktivní opracování rovinných ploch odlitků z lehkých slitin (obr. 5). Břitové destičky z PKD jsou v kazetách, axiálně seřizovatelných v rozsahu μm, odvod třísek zajišťují vložky ze slinutého karbidu. Frézy se vyrábí v řadě průměrů od 63 do 160 mm, vyznačují se vysokým počtem zubů (33 zubů na fréze ø 125 mm) a jsou určeny pro řezné rychlosti do 5900 m/min a hloubky řezu až 2,0 mm. Maximální dovolené otáčky činí 15 000– 32 000 ot/min (dle velikosti) a s těmi největšími lze dosáhnout posuvu až 60 000 mm/min. Jsou zásadně vhodné k mazání minimálním množstvím maziva – každý břit je vybaven potřebným přívodním kanálem. Pozornost si zasloužil i soubor přesných nástrojů firmy Heule pro zahlubování z opačné strany otvoru a speciální nástroje pro frézování vnitřního ozubení velkých věnců (LMT). UPÍNAČE Moderní upínače charakterizuje snaha o vysokou přesnost upnutí, nekompromisní bezpečnost, snaha o maximální snížení vedlejších časů daných procesem výměny obrobku či nástroje; u upínačů obrobků k tomu ještě přistupuje tlak na minimální stínění obrobku upínacími prvky upínače, aby bylo možno dílec zhotovit z největší míry při jednom upnutí. Upínače nástrojů, zejména osových, musejí navíc k požadavkům již uvedeným zajistit možnost axiálního seřízení nástroje, přívod chladicí kapaliny do těla nástroje a splňovat specifické bezpečnostní požadavky. Příkladem snahy pro zvýšení bezpečnosti upnutí osových nástrojů je princip SafeLock firmy Haimer. Doporučuje se pro zamezení vytažení nástroje z lůžka řeznými silami všude tam, kde jsou velké axiál ní síly. Pro použití tohoto systému je nutno vybavit stopku nástroje drážkou, do níž zapadá pojišťovací kulička. Obdobný cíl, zvýšení bezpečnosti upnutí, má hydraulický upínač Iscar Hydrosure pro nástroje se stopkou typu Weldon. Upínač kombinuje upínání deformovatelným hydraulickým pouzdrem s radiálním jisticím šroubem. Upínače obrobků jsou rozhodující pro snižování vedlejších časů operace. Prosazuje se proto upínání na principu nulového bodu; zvyšuje se upínací síla a zmenšuje se stavební výška jednotlivých upínacích modulů (Schunk Vero-S, Vero-NSE Mini). Příkladem upínače, který usnadňuje přístup k obrobku v maximální míře, jsou upínky společnosti Mitee-Bite nebo systém SinterGrip italské společnosti OML, využívající speciálně tvarované vložky do upínacích čelistí, které se doslova „zakousnou“ do upínaného povrchu (obr. 6 ), jehož rozměry pro bezpečné upnutí dílce mohou být minimální. Ing. Petr Borovan Hannover
