Nástroje na MSV 2009

Letošního Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně se zúčastnilo zhruba 75 % vystavovatelů proti roku loňskému a jsou dva rozhodující důvody, proč tomu tak bylo. Přes nesmělé náznaky hospodářského oživení deprese trvá; šetří vystavovatelé i potenciální zákazníci. Z řad zákazníků vypadly firmy, které skončily svoje aktivity na území ČR - např. Siemens Kolejová vozidla nebo TOS Žebrák - a firmy, mající předpoklady k přežití, šetří náklady a využívají buď zásoby nářadí z vlastních skladů nebo objednávají jen to nejnutnější. Druhým důvodem je renomovaný veletrh EMO 2009 v Miláně, který otevírá svoje brány tři týdny po zahájení brněnského veletrhu a který představuje pro MSV velkou konkurenci. Proto ti, jež si to mohou dovolit, volí raději veletrh větší, s větším potenciálem. V důsledku těchto skutečností návštěvník v Brně marně hledal tradiční vystavovatele jako ISCAR, WALTER, PRAMET TOOLS, PILANA HULÍN, NAREX Bystřice a řadu dalších. Paradoxně tato skutečnost měla jeden pozitivní aspekt. Ze stínu těch známých a velkých mohly vystoupit firmy menší či malé. Měly co zajímavého nabídnout a především těm je tento článek věnován. Řezné nástroje a povlaky Kyjovská firma NÁSTROJE CZ předvedla vybrušované spirálové vrtáky, vybavené geometrií, usnadňující vnikání vrtáku do materiálu. Vtip nové geometrie tkví v tom, že průměr jádra se zmenšuje jen do určité vzdálenosti od špice vrtáku a odtud má průměr stejný jako na špičce, zhruba 5 – 12 % jmenovitého průměru vrtáku a úhel příčného ostří nabývá hodnot 101 – 105°. Pro vybrané aplikace, požadující snadný odchod třísek, se průměr jádra od místa největšího zeslabení směrem ke špičce dokonce zvětšuje o 3 – 20 % oproti nejmenšímu průměru. Tuhost nástroje v krutu je zachována, v důsledku krátkého příčného ostří dochází k minimálnímu tváření materiálu v okolí osy otvoru, vrtáky snadno vnikají do materiálu, je zajištěn klidný chod nástroje, dosahují se přesnější vrtané otvory, je zapotřebí jen malá axiální síla a přebroušení vrtáku po opotřebení je jednoduché, neboť není třeba podbrušovat jádro. Dalším specialistou na nástroje pro výrobu přesných otvorů je brněnská firma HAM-FINAL, dodavatel přesných vyvrtávacích a vystružovacích nástrojů. Svými nástroji pokrývá prakticky všechny technologické úlohy – opracování otvorů průběžných i slepých, hlubokých i přerušovaných; nabízí nástroje pro kusovou, sériovou i velkosériovou výrobu a pro speciální aplikace nástroje výkresové včetně doporučené technologie. Nabízejí se nástroje s řeznými břity z SK, povlakované i nepovlakované a nástroje s břity z cermetu. Za zmínku stojí jmenovitě nástrojový systém Ham Final RC pro vystružování velmi přesných děr ve stupni přesnosti do IT 7. Srdcem systému je upínací hlavice, která dovoluje přesné seřízení radiální házivosti upnutého výstružníku do 0,005 mm. Při obrábění je materiál odebírán pouze břity na čele nástroje; výsledkem je vysoká tvarová přesnost vystružené díry až do hloubky desetinásobku průměru, a to rovněž u přerušovaných děr. Lze opracovávat předlité či předlisované otvory s přídavkem na opracování 0,3 – 1,0 mm na průměru. Výhodné je dokončování otvorů při práci v materiálu kaleném až na 60 HRC, což uvítají především nástrojaři při renovaci forem. Vyvrtávací jednotky Ham Final NGV pro jmenovité průměry 6 – 40 mm jsou určeny pro jemné vyvrtávání předpracovaných děr až do přesnosti IT 6. V excentrickém upínači vyvrtávací jednotky je upnuta jednobřitá vyvrtávací tyč, otáčením snadno nastavitelná o +/- 0,1 mm proti jmenovitému průměru vyvrtávací hlavice. Požadovaný průměr lze doladit s přesností 3 – 5 ?. Jednotky NGV jsou vybaveny přívodem chladicí kapaliny až k břitu nástroje, jejich tuhost je dovoluje použít pro přesné obrábění materiálů kalených na 40 – 62 HRC a tak v řadě případů nahradit elektroerozivní obrábění. Dle typu VBD, kterou je vyvrtávací tyč osazena (SK, cermet a další), lze obrábět širokou škálu materiálů. Jedním z mála tradičních velkých vystavovatelů, kteří se letošního Brna zúčastnili, byl známý výrobce řezných nástrojů firma Gühring. Zaujaly tříbřité povlakované tvrdokovové vrtáky řady Ratio-Dreischneider FT200G, určené pro zvláště těžké případy obrábění, jako je navrtávání do šikmé plochy či přerušovaný řez. Díky speciálnímu výbrusu Spiropoint špičky nástroje je eliminována nutnost navrtávání, dosahuje se přesný rozměr a vysoká kvalita povrchu otvoru, bezproblémový odchod třísek zajišťují velkoryse dimezované spirálové drážky nástroje. Další zajímavostí je patentované konstrukční řešení dvoustupňových výstružníků, které dovoluje jemnou změnu každého pracovního průměru na principu kuželového pouzdra, rozpínaného zašroubovávaným kuželem. Řešení dovoluje centrální přívod chladicího média ke všem břitům a je vhodné i pro práci ve slepých otvorech. Přesnost nastavení se pohybuje v řádu 0,002 mm, dosahovaná kvalita otvoru je IT 6. Frézovací hlavy řady PF1000 jsou určeny pro vysoce produktivní frézování neželezných kovů. Dodávají se v průměrech od 63 do 250 mm a jsou osazeny 3 až 20 frézovacími vložkami, osazenými PKD. Jejich řádné upnutí a přesná poloha je dána upínacím klínem, jehož konstrukční řešení je chráněno jako obchodní vzor. Pro jemné opracování nabízí Gühring nástroje s jemně nastavitelnými VDSK, které lze použít již od průměru 19 mm při jednobřitém nástroji. Jemné nastavení se realizuje pomocí zatlačování příložného nebo přesuvného klínu. Rozsah nastavení se pohybuje kolem 0,05 mm dle velikosti VBD a konstrukční provedení nebrání použití středového přívodu chladicího média. Nástrojaře mohou zajímat nové přesné dokončovací stopkové frézy s plným rádiusem, nabízené firmou TaeguTec.cz. Frézy jsou osazené novým tvarem břitové destičky, které zajišťuje vyšší tuhost spojení VBD a dříku nástroje a tak přispívá k vyšší životnosti nástroje a dosažení kvalitnějšího povrchu opracované plochy. Společnost Abrasiv, specializující se na výrobu a dodávku brousicích nástrojů, nabízí jako letošní novinku speciální kotouče pro broušení litiny, kotouče pro nerezové oceli a pro speciální aplikace lamelové kotouče s prodlouženými lamelami, kterými lze citlivě opracovat např. povrch vnitřních rádiusů. Zprávy pronikající z výzkumných pracovišť i náznaky od jednotlivých výrobců potvrzují, že ani vývoj povlakových vrstev se nezastavil.Trvá snaha po zvýšení odolnosti proti opotřebení a po chemické stálosti za vyšších teplot, zvyšuje se počet vrstev v povlaku a cíleně se ovlivňuje jejich složení. Aby bylo možno vyhovět náročným, mnohdy protichůdným požadavkům, optimalizuje se velikost a poloha mikrokrystalů, tvořících vrstvy povlaku. Mění se složení mikrokrystalu tak, aby bylo jiné v jeho jádře a jiné na jeho povrchu. Nebylo však možno reálně očekávat, že s těmito novinkami vyrukují výrobci tři týdny před renomovaným veletrhem EMO Miláno. Za těchto podmínek se na výstavišti v Brně nabízely povlaky především klasické, osvědčené, ale víceméně již známé. Společnost SHM ze Šumperka představovala špičkové nanokompozitní povlaky řady MARWIN, ALWIN a LUBRIG – z neoficiálních informací však vyplynulo, že i zde se připravují další novinky. Jiný vystavovatel, firma Liss z Rožnova pod Radhoštěm ve spolupráci se švýcarskou firmou Platit, vyvíjí a dodává na trh mimo běžných povlaků pro řezné aplikace také povlaky pro náročné a méně obvyklé aplikace. Patří k nim například vysoce výkonné řezné povlaky s vysokým obsahem Al, dále duplexní povlaky kombinující plazmovou nitridaci s TiCN povlakem, které jsou vhodné pro vysoce namáhané střižné a tvářecí aplikace, speciální povlaky (CrN +CBC) nebo (TiAlN + CBC) s nanogradientní strukturou a řada dalších. Rakouská firma Rübig, specialista na tepelné a tepelně povrchové úpravy nástrojů a strojních dílců, nabízela plazmou podporované CVD povlaky a plazmové povrchové úpravy PLASOX – kombinaci nitridace a oxidace v jednom procesu a PLASNIT – přesnou nitridaci. Tyto povrchové úpravy se provádějí na mikropulzních plazmových generátorech MPP 120 až 480, dodávaných rovněž firmou Rübig. Tyto generátory mohou pracovat ve stejnosměrném, monopulzním a bipolárním režimu, s max. napětím pulzu 1000 V a výkonem od 120 do 480 kW. Délka pulzu je nastavitelná v rozmezí 4 – 1000 ?s, délka pauzy 10 – 1000 ?s. Nástroje poháněné Jako ekonomicky výhodná forma zvyšování produktivity a možnost rozšíření technologických možností stroje se jeví nasazení poháněných nástrojů, jako jsou úhlové hlavy, obrážecí hlavy, hlavy pro pětiosé obrábění a další, jejichž širokou paletu představila firma Benz Werkzeugsysteme. Obdobný soubor vystavovala firma Wagner Werkzeugsysteme, v němž za pozornost stála především nová třínožová hlava pro efektivní obrábění rotačních tvarů konců dílců na obráběcích centrech. Nástroje upínací a manipulační systémy I mezi upínacími nástroji bylo možno nalézt několik pozoruhodných řešení. Tradiční výrobce upínacích systémů, německá firma SMW-Autoblok, nabízí pro upínání tenkostěnných citlivých dílců, které je zapotřebí obrábět s vysokou přesností či v režimu tvrdého obrábění, řadu membránových sklíčidel D-21O/260/315, které se navíc vyznačují snadnou a rychlou výměnou upínacích čelistí. Protože funkce upínače spočívá na pružné deformaci membrány, nemají žádné kluzné tření a tudíž je eliminováno zhoršení účinnosti po delší době užívání. Házivost upnutého dílce je pod 0,02 mm a odstředivé síly jsou eliminovány díky osově symetrické konstrukci. Z palety upínačů firmy Röhm lze zmínit strojní svěráky, které mohou být umístěny na kompaktním sloupu tak, že v pracovním prostoru obráběcího centra lze upnout více i různých dílců a prodloužit celkový čas operace. Čelisti svěráků mohou být vybaveny klínovou vložkou, která nejenže upíná dílec, ale přitahuje jej také k základně a tím zvyšuje přesnost polohy upnutí. Firma Tecnomagnete, zastupovaná na českém trhu společností MAG Centrum, představila elektropermanentní magnetické systémy Quad- Press pro bezpečné a rychlé upínání forem na vstřikovacích strojích. Při použití těchto upínačů forem jsou na vstřikovací stroj namontovány dvě desky, vybavené čtvercovými póly v šachovnicovém uspořádání, které zajišťuje plochý a rovnoměrný okruh magnetického pole s magnetickým tokem orientovaným výhradně na protilehlé póly. Krátký elektrický impulz, trvající zlomek sekundy, zabezpečí trvalé a bezpečné upnutí půlky formy na každou desku. Teprve následujícím elektrickým impulzem, který systém demagnetizuje, lze upnutou formu opět uvolnit. K výhodám tohoto systému upnutí patří snížení prostojů stroje, flexibilita a snížení zásob – na jednu desku lze upínat více forem, jsou-li vybaveny stejnými polohovacími prvky a konečně absolutní rovnoměrnost upnutí formy a snížení jejích deformací. Bezpečnost upnutí střeží bezpečnostní blízkostní senzory a FCP senzory, které dovolí spuštění stroje jen při řádně upnuté formě, resp. při předepsané hodnotě nasycení magnetického toku. Systém lze použít až do 180 °C kontaktní teploty dotykové části formy. Mezi exponáty, nominovanými na Zlatou medaili veletrhu, byl i mobilní manipulační systém Vyrobix firmy Protechnik Consulting z Moravské Třebové, který dovoluje snadno automatizovat standardní CNC obráběcí centrum připojením zásobníku 12 palet, resp. upínačů s obrobky. Zásobník je vybaven několika deskami, na nichž jsou palety umístěny a které jsou otočné kolem nosného sloupu zásobníku. Palety ze zásobníku odebírá a do pracovního prostoru stroje zasouvá tříosý manipulátor, jehož řízení je napojeno na řídicí systém stroje. Kinematika obsluhujícího manipulátoru je taková, že v čase, kdy se paleta do pracovního prostoru nenakládá či z něho neodebírá, je přístup do pracovního prostoru nerušený. Přesnost polohování manipulátoru činí +/- 0,05 mm, užitné zatížení max. 120 kg. Konstrukce dovoluje snadné přizpůsobení interface palety požadavkům zákazníka. Vysoce sofistikovaný manipulační systém, opět univerzálně použitelný, předvedla společnost MMT z Jablonce nad Nisou. Systém je tvořen robotem, který vybírá z palety volně ložené dílce a vkládá je do upínače. Novinkou je, že robot je řízen kamerou systému Machine Vision, která identifikuje polohu dílce na paletě a vydává chapači robota informace nutné k tomu, aby byl dílec bezpečně a v jednoznačné poloze chapačem zachycen. V případě, že kamera nenalezne žádný dílec v poloze vhodné k zachycení, je robot zastaven a vydán pokyn roztřásadlu palety, které dílce na paletě vibracemi přerovná a následuje nová identifikace vhodně situovaného dílce. Použití prvků strojového vidění může zjednodušit uchopovací funkce, protože není zapotřebí předchozí přesné polohování manipulovaného dílce, manipulační systémy lze jednoduše doplnit o kontrolní funkce, kontrolu a čtení čárových kódů, kontrolu rozměrů, vad či kompletnosti výrobku po montáži. Kamera může být umístěna pevně v pracovním prostoru robota nebo robot sám může jako nosič kamery sloužit. Co říci závěrem? Přesto, že letošní ročník Mezinárodního strojírenského veletrhu byl chudší než ty minulé, lze s potěšením konstatovat, že navzdory nepříznivým okolnostem se představily nové a zajímavé výrobky, a to i z dílny malých či středních podniků. O tom, jaký je současný trend obráběcích a tvářecích strojů, softwarového vybavení i nástrojů, se poučíme za několik dnů v Miláně. Ing. Petr Borovan