Renomovaní výrobci řezných nástrojů, kteří disponují dostatečně širokou nabídkou, nabízejí soubory, které obsahují vybrané typy nástrojů vhodné k provádění rozhodujících operací při zhotovování specifických výrobků. Například v souborech nástrojů pro zhotovování vstřikovacích forem nalezneme zanořovací frézy, nástroje pro práci v hloubce obráběné dutiny či pro obrábění kalených materiálů. V nabídce určené pro výrobu rozměrných dílců větrných elektráren pak nemohou chybět nástroje pro zhotovení velkých ozubených věnců. Výrobci nástrojů tak reagují na potřeby dané aktuálními požadavky hospodářství a současně dokladují vyspělost ve svém oboru.
VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY
Hledání obnovitelných zdrojů elektrické energie odstartovalo intenzivní výstavbu větrných elektráren, a tak vznikla nutnost výroby dílců, které jsou pro ně specifické. Opracovávané dílce jsou nadprůměrně velké a pracují s extrémním zatížením; významný je podíl operací opracování kompozitních materiálů. Rozměrné příruby obsahují množství přesných i závitových otvorů. Komponenty planetových převodovek, skupiny změny úhlu náběhu rotorových listů či natáčení gondoly, které obsahují převodovku a generátor, zahrnují velká vnější i vnitřní ozubení, na jejichž zhotovení se používají rozměrné profilové kotoučové frézy. Velikostí rozhodujících dílců je dán rozsah každé operace, a proto se vyžaduje optimální produktivita. Příslušné soubory nástrojů nabízejí Sandvik Coromant, Gühring, Iscar či Tungaloy.
Pro produktivní frézování rozměrného ozubení s moduly 12 až 22 doporučuje například Sandvik kotoučové frézy CoroMill 170 či atypické odvalovací frézy, osazené výměnnými břitovými destičkami; pro vnitřní ozubení planetových převodovek navrhuje speciální dokončovací frézy rovněž s VBD (obr. 1). Pro produktivní opracování rozměrného výkovku hlavního hřídele užívá osvědčené řezné materiály řady GC4215 či GC4225. Při zhotovování dosedacích ploch hlavy rotoru najdou uplatnění čelní frézy řady CoroMill 345 a kotoučové frézy CoroMill 331, vhodné i k zarovnávání zezadu. Gühring nabízí osvědčený vrtací systém HT 800 WP ke zhotovení početných otvorů pro spojovací šrouby v rotorové hlavě, resp. břitové destičky osazené polykrystalickým diamantem pro práci v kompozitu, z něhož jsou zhotoveny rotorové listy. Nabídka firmy Iscar zahrnuje mimo jiné výkonné vrtáky řady DR-Twist a SumoCham, nástroje rodiny SumoTurn pro těžké hrubovací soustružnické operace a řezné materiály IB10H a IB10HC na bázi CBN nebo řeznou keramiku jakosti IN22 a IN 23 pro dokončovací soustružení dílců, kalených na 40 – 65 HRc.
Obr. 1: Kotoučová fréza Sandvik Coromant CoroMill 170
NÁSTROJE PRO MEDICINSKÉ ÚČELY
Musí zhotovit dílec přesně a s vynikající kvalitou opracované plochy; mimo obecného požadavku na vysokou produktivitu, vysokou jakost opracovaného povrchu a přijatelnou životnost při opracování titanových a nerezových slitin musí vybrané nástroje souboru splňovat ještě některé speciální požadavky, jako například neznečištění obráběného povrchu dílce takovými prvky z povrchu nástroje, které by mohly být škodlivé pro živou tkáň. Soubor firmy Tungaloy zahrnuje mikronástroje pro dentální komponenty (vrtáky GigaMiniDrill typ DSM o průměru 0,1 – 3 mm, čelní frézy TungMeister, soustružnické nástroje a závitořezné frézy) a pro zhotovování kloubních náhrad kopírovací frézy TungMeister či HybridTac Mill, osazené břitovými destičkami. Dále jsou v nabídce miniaturní soustružnické nástroje TungCut pro operace prováděné na kostních šroubech, miniaturní tyče StreamJet BarMini pro vnitřní soustružení od O 4,5 mm, rovněž osazené výměnnými destičkami (obr. 2) apod. Jako řezné materiály v těchto aplikacích jsou doporučovány jemnozrnné slinuté karbidy, nepovlakované nebo opatřené (Ti,Al)N tenkým PVD povlakem, jakosti SH 730 a AH 725. Obdobné nástroje lze nalézt v nabídce firmy Iscar – např. miniaturní nástroje rodiny PiccoCut nebo MiniCham, soustružnické nástroje ze souboru SwissCut či SwissTurn a další.
Obr. 3: Kombinovaný vrták Iscar CombiCham
TEPELNÉ VÝMĚNÍKY
Ať velké či malé, u všech se vyskytuje základní operace, a tou je vrtání velkého množství děr v materiálech třídy S, M a P, tedy v řadě druhů korozivzdorných a žáruvzdorných ocelí; rozsah průměrů sahá od několika mm do 300 mm. Často jsou požadovány hluboké otvory až do rozměrů D x 100. Typické nástroje v souboru firmy Iscar jsou vrtáky s vyměnitelnou hlavicí SumoCham (O 6 – 32,9 mm) s leštěnou drážkou a s přívodem řezné kapaliny až k břitu, vrtáky pro hluboké otvory Iscar DeepDrill pro průměry 16 – 250 mm a výše s možností zhotovit otvory až 100 x D, které jsou osazeny letovanými nebo výměnnými břitovými destičkami. Nabídku doplňují vrtáky SumoDrill pro průměry do 80 mm a s destičkami upnutými v kazetách, kombinované vrtáky CombiCham s výměnnou středovou hlavicí a obvodovými břitovými destičkami (obr. 3), speciální nástroje pro produktivní zhotovování drážek v otvorech, výstružníky Bayo T-Ream s vyměnitelnou tvrdokovovou hlavicí a další. NÁSTROJE PRO LETECKÝ A AUTOMOBILOVÝ PRŮMYSL Snaha po úspoře pohonných hmot vede k tlaku na snižování hmotnosti leteckých i automobilových konstrukcí; nově používané konstrukční materiály však vyžadují nové přístupy k jejich opracování a nové řezné nástroje. Výrobci nářadí proto musí nabídnout řezné nástroje pro spolehlivé a produktivní opracování dílců z titanových slitin i slitin hliníku se zvýšeným obsahem křemíku. Části podvozkových i nosných struktur letadel se vyznačují žebrovanou konstrukcí, zhotovenou z jednoho kusu. Potřebné nástroje tedy musí být schopny nejen spolehlivě obrábět slitiny titanu, ale pracovat i v hlubokých kapsách – tedy se značným vyložením – a opracovávat štíhlá žebra a odolávat vzniku vibrací (obr. 4). Používané řezné destičky jsou přesně broušeny, bezpečně upnuty do tělesa nástroje dvěma šrouby a mají super pozitivní geometrii – např. destičky Iscar HD ADCR 2207. Části proudového motoru jsou zhotovovány ze žáruvzdorných superslitin a musí být zhotoveny tak, aby byl odstraněn jakýkoliv zbytný materiál, což vede ke značně nekonvenčním tvarům nástrojů (obr. 5). Obdobné tvary nástrojů se užívají při opracování automobilových disků z lehkých slitin. Snaha po zvyšování produktivity při opracování bloků motoru z lehkých slitin vede k nasazení rozměrných čelních fréz s axiálně seřiditelnými břity, které jsou schopny vysokou řeznou rychlostí zhotovit přesnou rovinnou plochu s vysokou kvalitou povrchu, a tak eliminovat jinak nutné dokončovací operace.
Obr. 4: Výkresový nástroj Iscar pro opracování částí proudového motoru
NÁSTROJE PRO ZHOTOVOVÁNÍ FOREM A ZÁPUSTEK
Vstřikovací formy se používají ve stále širším měřítku, a tak nástroje pro jejich zhotovení představují samostatný a rychle se rozvíjející obor. Soubory nástrojů pro zhotovování forem a zápustek, kterými lze provádět charakteristické operace ve výrobě forem a zápustek, proto nabízí každý velký výrobce řezných nástrojů. Typickými nástroji jsou kopírovací frézy monolitní (Sandvik Coromant Coro- Mill Plura, Seco/Jabro-Tornado) nebo osazené výměnnými destičkami (Iscar --dropMill, BallPlus nebo MultiMaster, Tungaloy TungMeister, Sandvik Coromant CoroMill BallNose či Pramet SRC). Pro výkonné odebírání materiálu z hlubokých dutin se využívají zanořovací frézy, často osazené tangenciálními destičkami - například Iscar TangPlunge (obr. 6). Protože se jedná o práci s velkým vyložením nástroje, používají se pro jejich přesné dokončení nástroje s tlumením vibrací nebo alespoň stopkové frézy s rozdílnou roztečí zubů – v antivibračním provedení. V poslední době stoupá poptávka po nástrojích pro opracování ocelí, kalených až na 66-70 HRc; důvodem je eliminace kalení po závěrečném opracování filigránských struktur formy. Vzhledem k tomu, že je snaha již ve formě, resp. v použité vložce zhotovit povrch s definovanými optickými vlastnostmi, i zde často nacházejí uplatnění stopkové mikrofrézy. Samostatnou kapitolu představují nástroje pro opracování grafitových elektrod, u nichž se prosazují DLC povlaky, dovolující zachovat přesný tvar i rozměr aktivní části nástroje.
Obr. 5: Frézy Sandvik Coromant pro opracování titanových slitin
ZÁVĚR
Nabídka souboru nástrojů pro daný účel představuje vždy odpověď na aktuální potřebu ze strany průmyslu. Můžeme proto předpokládat, že v nedaleké budoucnosti vznikne poptávka po souborech nástrojů k opracování nekovových, sendvičových a lehčených materiálů, po nástrojích s výrazně nižší spotřebou energie, po nástrojích se spolehlivě predikovatelnou životností, kterou bude možno optimalizovat z pohledu spotřeby energie nebo zamýšlené operace. Bude se zvyšovat potřeba nástrojů s vysokou mírou univerzality, daná nutností snížit finanční hodnotu nástrojů držených na skladě. V neposlední řadě se budou objevovat takové nástroje, které budou reagovat na strmě rostoucí ceny surovin, potřebných k jejich zhotovení - buď zmenšující se potřebou řezného materiálu, vztažené na jeden břit nástroje, nebo využíváním jiných, méně nedostatkových materiálů.
Obr. 6: Fréza Iscar Tang Plunge
Ing. Petr Borovan