ISCAR: Vývoj a budoucnost upínacích systémů

Ve světě řezných nástrojů je upínání nástrojů nejkonzervativnějším oborem a revoluční inovace jsou zde vzácné. Dostaly se upínací systémy do slepé uličky a nové trendy nejsou na dohled?
Navzdory pomalému pokroku se systémy pro upínání nástrojů nadále přirozeně vyvíjejí. Jejich pokrok je evoluční a odráží požadavky moderní doby na opracování kovů. Nové technologie vytvářejí nové požadavky na obráběcí stroje a řezné nástroje. Jedním z těchto požadavků je volba vhodného upínacího rozhraní. Vývojáři firmy ISCAR reagují na měnící se požadavky výroby a činí významné kroky k udržení tempa s moderními technologiemi.

Nový vývoj
Cílem nového vývoje je zlepšit možnosti nástrojových držáků a jejich mechanických systémů. Zlepšení hlavních funkčních vlastností mechanických systémů se přisuzuje pevnosti, tuhosti, upínacím silám, přesnosti a vlastnostem tlumení vibrací. Další pokrok se týká novodobých technik obrábění kovů, které otevírají cestu k novým obzorům v této oblasti.
Vysokorychlostní nástroje, které jsou určeny pro obrábění vysokými rychlostmi, známé také jako HSM, vyžadují použití vyváženého a odolného upínače, který bez problémů zvládne vysoké odstředivé síly. Moderní HSM držáky jsou navrženy tak, aby byly kompatibilní s dnešními obráběcími centry. Tepelné upínače jsou nyní klíčovými komponenty v oblasti HSM obrábění a soustředí se na koncept inženýrské vyváženosti, který bere v úvahu základní teoretické parametry vyvážení, ještě před zahájením výroby. Navrhování v současných CAD systémech výrazně rozšiřuje možnosti konstrukčního vyvážení návrhu upínače. Je třeba poznamenat, že tento krok se vztahuje k virtuálním objektům a nemá fyzický ekvivalent ve vyvažování skutečného upínače. Konceptem konstrukčního vyvážení se pomáhá snižovat hmotnostní nevyváženost potenciálních výrobků a výrazně usnadňuje vyvážení upínačů v praxi.
Účinný přívod chladicí kapaliny výrazně zlepšuje chlazení a mazání při obrábění různých materiálů. Výsledkem je zlepšení parametrů obrábění a prodloužení životnosti nástroje. Zvyšování chladicích schopností je dalším směrem technologického pokroku v oblasti nástrojových držáků. Rostoucí obliba aditivní výroby (AM) v kombinaci s počítačovým modelováním průtoku kapaliny otevírá nové perspektivy pro optimalizaci přívodu chladicí kapaliny.
Kromě toho existují pokročilé koncepce přívodu chladicí kapaliny také u zrychlovacích hlav poháněných chladicí kapalinou přivedenou skrz vřeteno obráběcího stroje. Tato skutečnost vylepšuje užitnou vlastnost stroje pro vysokorychlostní obrábění (HSM) a následně poskytuje novou úroveň efektivity stroje.
Princip modulárního upínacího systému umožňuje rychlé přizpůsobení upínače pomocí omezeného počtu standardních prvků. Tento princip napomáhá snížit skladové zásoby nástrojů a snižuje závislost na speciálních nástrojových držácích. Proto jsou univerzální a spolehlivé modulární upínací systémy i nadále předmětem nového vývoje v oblasti obrábění kovů.
Dobré dynamické chování obráběcího systému je závislé na stroji, držáku nástroje, upínacím přípravku a v neposlední řadě obrobku. Důležitou roli v tomto procesu hrají vlastnosti tlumení vibrací nástrojového držáku, zejména v aplikacích s velkým vyložením. Vysoká řezná rychlost a vysoké otáčky nástroje vyžadují technická řešení výrobců nástrojových držáků.
Digitalizace moderní výroby vytváří podmínky pro chytré továrny zítřka a vyzdvihuje digitální komponenty nástrojového držáku. Nejedná se pouze o fyzické senzory a tradiční zařízení, ale vývoj „digitálních dvojčat“ pro počítačové modelování začleněných do systémů CAD/CAM a virtuální výroby a internetu věcí (IoT), které jsou tak typické pro nové trendy v obrábění kovů.
Snaha dosáhnout zdokonalených procesů obrábění přiměla výrobce upínačů k tomu, aby rozšířili svá portfolia o virtuální modely nástrojových držáků a zpřístupnili je koncovým uživatelům. ISCAR proto poskytuje již delší dobu modely nástrojů ve svém elektronickém katalogu.

Rychlost, chlazení a stabilita
Řada upínačů SHRINKIN X-STREAM společnosti ISCAR nyní zahrnuje tepelné upínače SRK-CX s vnitřním chlazením a vyústěním podél stopky nástroje.
Tepelný upínač z řady X-STREAM s upínací stopkou HSK DIN69893 typ A (obr. 1a) se vyznačuje štíhlou konstrukcí s přímým přívodem chladicí kapaliny k břitu a je určen především pro vysokorychlostní obrábění se stopkovými frézami. Nová konstrukce tepelného upínače ho předurčuje zejména pro použití při frézování hlubokých dutin a vysokých osazení.
Chladicí kapalina přivedená přímo do místa řezu napomáhá k účinnému odvodu třísek (obr. 1b), zabraňuje opětovnému přeřezávání třísky a eliminuje nalepování třísek na břit. To umožňuje použití těchto upínačů i na CNC strojích s nízkým průtokem chladiva a lze tak s nimi efektivně frézovat v uzavřených hlubokých kapsách a dutinách.
V návaznosti na koncepci a úspěšnost štíhlých tepelných upínačů s upínací stopkou HSK uvedla společnost ISCAR na trh tepelné upínače s integrální ER32 kleštinou (obr. 2a). Upínače jsou určeny k upínání monolitních fréz s relativně malým průměrem (3–12 mm). I tento tepelný upínač má vnitřní chlazení s vyústěním podél stopky nástroje. Systém přívodu chladicí kapaliny je znázorněn na řezu upínačem (viz obr. 2b).
V nedávné době uvedla společnost ISCAR na trh také upínací stopku pro vyměnitelné monolitní karbidové hlavice SD s integrovanou monolitní kleštinou (obr. 3). Jedná se o řadu nástrojů NEOCOLLET, která je dostupná s monolitní kleštinou velikosti ER16, ER20, ER25, ER32 a ER40.
Zrychlovací hlava TJS M90 z řady nástrojů SPINJET je poháněna pouze tlakem chladicí kapaliny. Hlava je vhodná pro stroje s nedostatečným počtem otáček a pro monolitní nástroje malých průměrů. Konstrukce nástroje je postavena pouze ze šesti dílů (obr. 4). Zrychlovací hlava umožňuje dosahovat rychlosti otáčení od 35 do 53 tis. ot./min., zatímco hlavní vřeteno stroje zůstává v klidu.
Antivibrační tyče AV-D z řady WHISPERLINE (viz obr. 5) jsou vybaveny vnitřním absorbérem a mechanismem pohlcujícím vibrace, který umožňuje stabilní řez, až do vyložení 14 × D. Nástroje jsou tedy vhodné pro vnitřní soustružení s velkým vyložením nástroje. Antivibrační tyče je možné upnout do ISCAR upínačů s různým typem upínacího rozhraní: CAMFIX (rozhraní tvaru polygonálního kuželu podle normy ISO 26623), se stopkou VDI a upínacích bloků BLKT.
Portfolio upínacích systémů ISCAR bylo v nedávné době doplněno o super přesné kleštiny ER11 s povrchovou úpravou Hard Touch, která zvyšuje odolnost vůči otěru i korozi a prodlužuje životnost kleštiny z hlediska házení, a o těsněná redukční pouzdra SC HYDRO HP (obr. 6) z řady HYDROFIT pro hydroupínače.

Virtuální sestava
Elektronický katalog ISCAR umožňuje tvorbu virtuálních sestav a zobrazení digitálního dvojčete nástrojů i držáků včetně příslušenství, jako jsou vtahovací čepy, stavěcí šrouby atd.
Zvěsti o stagnaci v kovoobráběcím průmyslu jsou zřejmě předčasné. Nový vývoj není přelomový, přesto jsou na trh nadále uváděny nové a modifikované upínací systémy, jež jsou reakcí na požadavky trhu.
Budoucnost technologie upínání nástrojů je bezpochyby plná potenciálu. S pokračujícím vývojem inovativních řešení budou upínací systémy stále sofistikovanější a budou schopny splňovat požadavky moderního průmyslu.

www.iscar.cz
Foto: ISCAR

Publikováno: 19. 10. 2023 | Počet zobrazení: 155 26