Upínací nástroje na veletrhu EMO 2011

Od upínačů nástrojů se vyžaduje vysoká upínací síla, bezpečnost a přesnost upnutí. V míře nejvyšší musí tyto vlastnosti splňovat upínače určené pro stopkové nástroje, které pracují v režimu HSC, HPC nebo při obrábění tvrdých materiálů. NT Tool Europe dodává sklíčidlové upínače řady GDC s precizním vedením kleštiny a upínací matice, s kvalitou vyvážení G2,5 a povolenými otáčkami do 40 000 ot/min (obr. 1); řady CTS, HDC, GDC se vyznačují radiální házivostí 0,005 mm/4 x D, řada HDZ s pro ultraprecizní práce dokonce 0,002 mm. Dle volby zákazníka je možný centrální přívod řezné kapaliny středem nástroje nebo obtokem; k dispozici jsou i systémy přesného axiálního nastavení nástroje. Další vývoj je vidět u tepelně smrštitelných upínačů, které díky osově souměrné stavbě mají nízké hodnoty nevývahy, házivost do 0,003 mm a nabízejí možnost práce v prostorově omezených hlubokých dutinách. Zajímavé je užití kleštin, vkládaných do tepelně smrštitelného držáku s cílem zvětšit rozsah průměrů, které je možno upínat jedním držákem (All Grip upínače skupiny Bilz-Diebold-LMT-Komet), řešení tepelně smrštitelných upínačů pro průměry pod 3 mm, barevná indikace teploty držáku – při teplotě vyšší než 45 °C se modrá barva indikačního proužku mění na červenou (Gühring) a systémy jištění nástroje proti jeho vysunutí z hydraulického držáku axiálními řeznými silami (Haimer, systém Safe-Lock). Větší objem obrábění náročných materiálů se projevil i v nových konstrukcích upnutí výměnných břitových destiček. Pro větší stabilitu a bezpečnost upnutí malých břitových destiček při soustružení kalených materiálů vyvinula společnost Ceratec systém IKS- -PROmini (obr. 2), využívající tvarovanou příložku i řeznou destičku. Nově vyvinuté řezné destičky Mitsubishi VFX, určené pro náročné obrábění titanových slitin, mají sedlo ve tvaru V, konvexně zakřivený břit a do třískového prostoru jsou umístěny trysky pro vysokotlaký přívod řezné kapaliny. UPINAČE OBROBKŮ jednoznačně ovlivňují požadavky na zvyšování bezpečnosti upnutí, snižování deformací vlivem upínacích sil, zjednodušení výměny obrobku a trend opracování z pěti stran. Bezpečnosti upnutí přispívá např. ukazatel stavu magnetických upínacích desek (Schunk), nebo senzorový systém indikace správného upnutí kužele ve vřeteni, který pomocí axiální změny polohy detekuje nesprávné upnutí, ovlivněné nečistotami v upínacím kuželu (Ott-Jakob Spanntechnik). Deformaci obrobku lze snížit použitím vícečelisťových sklíčidel, resp. sklíčidel s výkyvnými čelistmi, které nabízejí firmy Schunk nebo HWR Spanntechnik (obr. 3). Vycházejí z principu, že zvýšení počtu upínacích bodů rotačního tělesa čistě matematicky 17krát snižuje deformace. Možné je rovněž užít upínací čelisti zhotovené z uhlíkových kompozitů, které díky velkému koeficientu tření 0,3 – 0,4 dovolují použít menší upínací sílu a tím snížit deformace (Schunk). Prosazuje se i elektrické ovládání upínacích komponent, resp. hybridní upínací sklíčidla, spojující výhody magnetických a mechanických principů upínání ( MZMF Röhm, Schunk NCM ). Jejich smyslem je snížit námahu a čas při výměně dílce. Dle údajů výrobce lze snížit čas výměny až o 80 %. Pro upínání prizmatických dílců představil Schunk dosud nejplošší pneumatický upínací modul na principu nulového bodu (obr. 4). Modul o průměru 90 mm s průměrem čepu 20 mm a vtahovací silou 1500 Nm má stavební výšku pouhých 20 mm. AKTIVITY VĚDECKOVYZKUMNYCH PRACOVIŠŤ Současný pokrok obráběcí techniky je dán promyšleným, koncepčním přístupem a postupným vylepšováním principů a systémů, které jsou již nyní k dispozici a který se nevyhýbají ani upínací technice. Jedině důsledným využíváním všech nových poznatků lze udržovat tolik žádoucí trvalý náskok před konkurencí. Příkladem může být síť pracovišť Fraunhoferova institutu, jejichž výsledky práce jsou německými výrobci obráběcích strojů a řezného nářadí intenzivně využívány. Za mnohé jen namátkou - vývoj a implementace laserových zařízení, integrovaných s obráběcím strojem, vývoj supertvrdých povlaků na bázi uhlíku včetně vývoje a výroby příslušných aplikačních zařízení, vývoj piezoelektrických aktuátorů pro strukturální integraci kompenzace vibrací do obráběcích strojů a řada dalších. Je snad zbytečné připomínat, že tyto vývojové projekty jsou výrazně podporovány Spolkovým ministerstvem pro vzdělání a vývoj (BMBF). Bohatou nabídku na jedné straně i intenzivní zájem o spolupráci na straně druhé bylo možné pozorovat na několika bohatě navštěvovaných specializovaných expozicích Fraunhoferova institutu ve výstavních halách veletrhu. Jinou, neméně úspěšnou cestu představují mamutí korporace, které mají dostatek sil a prostředků pro vlastní základní vývoj. Příkladem této koncepce jsou rozsáhlé aktivity japonské společnosti Mitsubishi Electric. Její koncept „e&eco-F@ctory“ dává podnikům k disposici výrobní technologie a nové nástroje managementu hospodaření s energií. Koncept zahrnuje široké portfolio od fotovoltaických modulů přes nízkoenergetické technologie, tepelné pumpy, CNC systémy, software, měřicí zařízení, programovatelné vypínání jednotlivých spotřebičů na obráběcím stroji, laserová zařízení, pohony a řadu dalších. Obecné principy zde jsou převáděny do velmi konkrétních opatření, realizovatelných ať v rámci výrobního provozu nebo samotného výrobního stroje a jejich výsledkem jsou konkrétní úspory, vztažené buď na výrobek nebo na jednotku provozního času, a to při současném zvýšení produktivity. Ing. Petr Borovan