Upínače nástrojů (3)

Doby, kdy soustružnický nástroj byl pouze jednoduchým soustružnickým nožem, upínaným za stopku čtvercového či obdélníkového průřezu do suportu stroje, vzaly s roz vo jem vysoce produktivních obráběcích strojů, soustružnických a ví ce profesních center dávno za své. Nabídka se rozrostla neuvěřitelným způsobem – vždyť například katalog soustružnických nástrojů Sandvik Coromant pro rok 2011 má zhruba 900 stránek a je neustále doplňován. Moderní soustružnický nástroj musí splňovat řadu požadavků – od spolehlivého upnutí vhodné řezné destičky, vysoké tuhosti, odolnosti proti vibracím, schopnosti produktivně opracovávat složité tvary s vysokou přesností až po schopnost přivést řeznou kapalinu až do bezprostřední blízkosti břitu. Moderní stroje vyžadují nástroje modu lární koncepce, schopné rychlé výměny bez časově náročného seřizování polohy břitu. V současných víceúčelových strojích se dává přednost stejnému systému upínání pro vřeteno i pro re volverovou hlavu, v jejich pracovním prostoru pracuje více revolverových hlav – mnohdy současně, zvyšuje se tlak užívané řezné kapaliny a předpokládá se rychlé přizpůsobení měnícím se potřebám výrobního procesu. Všechny tyto požadavky vedou k vyš ší rozmanitosti užívaných nástrojů a nesmlouvavá ekonomika pak velí užít modulární koncepci nástrojů místo nástrojů celistvých. V dalším proto budou popsány jen základní typy těchto nástrojů včetně jejich specifických vlastností. STOPKOVÉ NÁSTROJE Základní typy stopkových nožů jsou označovány kódem ISO, z něhož lze vyčíst způsob upnutí, tvar a velikost příslušné VBD, tvar nože a úhel nastavení, úhel hřbetu, směr řezu a rozměry vlastní stopky obdélníkového nebo čtvercového průřezu (obr. 1). Vlastní upnutí stopky se děje pomocí dvou či více šroubů kolmých na stopku; z hlediska náchylnosti vůči vibracím je nutno velikost vyložení posuzovat dle vzdálenosti mezi upínacím šroubem nejbližším ose rotace obráběného dílce a špičkou nástroje. Nelze-li zlepšit stabilitu upnutí snížením vyložení, je nutno volit větší průřez stopky. Seřízení nástroje spočívá v nastavení břitu do osy rotace dílce – většinou podkládáním stopky – a v nastavení špičky nože v radiálním směru; k tomuto účelu lze nůž vybavit stavitelným dorazem v ose stopky. Jejich základní výhodou je láce, nevýhodou nutnost přizpůsobení upínacímu systému, užívanému na stroji, a z toho plynoucí vícenáklady. Mimo to, že se tento typ nástrojů běžně užívá pro konvenční upínání do suportu ve velkém množství standardních soustruhů, nalézá uplatnění při upínání do revolverových hlav – buď přímo do příslušného vybrání v tělese hlavy, nebo pomocí adaptérů pro axiální nebo radiální montáž, kterých je na trhu celá řada a které jsou upnuty na revolverovou hlavu pomocí upínacích jednotek. Rozhraní mezi adaptérem a upínací jednotkou na revolverové hlavě mů že tvořit metrický kužel, HSK roz hraní, spojka Coromant Capto, vál cová stop ka, přírubové spojení, roz hraní DIN 69880 a další. Výho dou těchto adaptérů je možnost před seřízení nástroje mimo stroj, rychlé upnutí a možnost automatické výměny, kdy se mění celá sku pi na nástrojů plus adaptér; v tom pří padě jsou adaptéry opatřeny přírubou pro chapač systému výměny nástrojů. Další uplatnění nalézají stopkové nože při obrábění drobných součástí na strojích s pohyblivou hlavou, kde je nutno na malém prostoru těsně vedle sebe upnout více nástrojů (Iscar SwissTurn, Sandvik Coromant CoroCut XS). UPICHOVACÍ NÁSTROJE Pracují za náročných podmínek, daných měnící se řeznou rychlostí, velkým vyložením nástroje a požadavkem malé stavební šířky; i tak musejí zajistit přívod řezné kapaliny až k břitu. Jejich upnutí je řešeno obdobně jako u běžných stopkových nástrojů, tedy fixací prizmatického tvaru nástroje, např. planžety nebo kazety do příslušného vybrání nástrojového držáku nebo adaptéru (obr. 2); další možností, nacházející stále širší uplatnění, je upnutí zapichovací, resp. upichovací hlavice do vlastního nástrojového držáku, resp. adaptéru, který bývá v tom případě schopen up nout hlavice pro různé soustružnic ké aplikace, a jde tedy o modulární ře šení. Pokud se od zapichovacího nástroje vyžaduje i schopnost provádět operace lehkého podélného soustružení, musí být jeho konstrukce schopna snášet i síly, působící rovnoběžně s osou soustružení. ŘEZNÉ HLAVICE, MODULÁRNÍ SYSTÉMY Výměnné řezné hlavice jsou charakteristickou součástí modulárního systému nástrojů, který se skládá z řady typů výměnných hlavic, navržených pro příslušné soustružnické aplikace, prodlužovacích mezičlenů, adaptéru a upínací jednotky na revolverové hlavě či suportu. Rozhraní mezi adaptérem a upínací jednotkou je voleno tak, aby odpovídalo vřetenu stroje. Pro zajištění maximální stykové tuhosti se řezná hlavice na mezičlen nebo adaptér upíná pomocí drážek na styčné ploše (obr. 3); celek sestaveného nástroje musí vykazovat maximální tuhost v ohybu i v krutu. Výměnná hlavice může být celistvá, určená k přímé montáži do upínací jednotky, a v tom případě musí být vybavena příslušným upínacím rozhraním. Upínací jednotka je tvořena prizmatickým dílcem, upevněným na revolverovou hlavu buď přímo, nebo pomocí válcové či čtyřhranné stopky. Pokud se upíná soustružnický nástroj do vřetena stroje, musí mít vřeteno možnost přesného polohování kolem osy rotace, aby bylo možno docílit potřebného nastavení špičky nástroje vůči ose rotace obráběného dílce; dalšími požadavky na všechny prvky systému jsou možnost interního přívodu řezné kapaliny přes všechny stykové plochy, snadná a rychlá výměna – dle konkrétních podmínek na stroji ruční nebo automatická, zajištění definované polohy špičky nástroje i jeho řezné hrany, a to i po jeho výměně atd. Výhodou takovýchto modulárních systémů je značná univerzalita při relativně malém nástrojovém inventáři, což znamená i minimalizaci nákladů a vysokou operativnost při změně výrobního programu. Jako příklad lze uvést upínací systémy Coromant Capto, nabízené společností Sandvik Coromant. Obsahují řadu řezných jednotek celistvých nebo upínaných na adaptéry (obr. 4), univerzální adaptéry pro řezné jednotky i adaptéry pro nástroje s prizmatickou stopkou v axiální či radiální montáži, rodiny upínacích jednotek Coromant s automatickou či ruční výměnou, s válcovou či prizmatickou stopkou a upínací jednotky pro poháněné nástroje (obr. 5). Předností těchto systémů je jejich vysoká tuhost, daná spojkou Coromant Capto ve tvaru kuželového polygonu. NÁSTROJE PRO VNITŘNÍ SOUSTRUŽENÍ Upínání nástrojů pro vnitřní soustružení se především soustřeďuje – pomine-li se problematika upínání vlastních břitových destiček – na problematiku upínání vrtacích tyčí. Tyče velkých průměrů se do upínacích jednotek revolverových hlav upínají přímo, a to pomocí válcové nebo kuželovité stopky, menší tyče pomocí pouzdra, respektive objímky s jednotným vnějším průměrem (systém Iscar Passport, držáky TaeguTec TopMini, Tungaloy Stream Jet Bars Mini a mnohé další). Nabídka řešení pro přívod řezné kapa liny vnitřkem nástroje či pro minimalizaci vibrací pomocí tlumených ty čí nebo odstupňováním délky tyčí pro minimalizaci vyložení je u renomovaných výrobců samozřejmostí. Ing. Petr Borovan