Upínače pro mikroobrábění.

Kromě toho by upínače měly být co možná nejštíhlější a odolné vůči znečištění. Navíc musí umožnit přesné nastavení a výměnu i velmi malých nástrojů.
Vysoce přesné obrábění kovů má svůj původ v hodinářském průmyslu, který měl vždy enormní požadavky. Při obrábění hodinových destiček musí být dodrženy extrémně nízké tolerance průměru a polohy. Tolerance 0,004 mm nejsou ničím neobvyklým. Postupem času objevila také jiná odvětví možnost využití mikroobrábění. Současné spektrum uživatelů sahá od dentální a lékařské techniky, přes optický průmysl, až po výrobu forem a zápustek. Tolerance u mikroforem dnes někdy dosahují hodnot +/- 0,003 mm, ostrost hran 0,01 mm.

Upínací systémy v mikrooblasti naráží na své hranice
Takových hodnot lze dosáhnout pouze použitím nástrojových upínačů, které zajistí trvale perfektní obvodovou házivost nástroje. Konvenční kleštinové upínače takových hodnot nejsou schopny dosáhnout. Poloha nástroje se při každé jeho výměně liší tak výrazně, že již nejsou akceptovatelné v procesně bezpečném mikroobrábění. Navíc se musí kleštinové upínače pravidelně čistit a je s nimi obtížnější manipulace.
Dokonce i u přesných upínačů se vyplatí jejich podrobnější prohlídky. Pro dosažení těch nejlepších výsledků by měla být maximální házivost a opakovatelná přesnost menší než 0,003 mm, měřena na nástroji ve vzdálenosti 2,5 x D. Vzhledem k vysokým otáčkám se doporučuje stupeň vyvážení 2,5 při 25 000 ot.min-1. Při výběru upínacího systému se vyplatí zjistit, zda jsou tyto hodnoty trvale zaručeny. U některých systémů dochází k únavě materiálu upínače důsledkem tření nebo teploty při výměně nástroje a upínače pomalu ztrácí svou vysokou přesnost a výrobní tolerance již nemusí být dosaženy.
Podobně problematické mohou být nečistoty. I sebemenší tříska usazená uvnitř upínače může negativně ovlivnit stupeň vyvážení. S každou výměnou nástroje upínač ztrácí svou přesnost, protože třísky uvnitř upínače způsobují opotřebení. U vicedílných upínačů, jako jsou například přesné kleštinové upínače, je tento jev ještě rychlejší. Jedinou ochranou je důkladnost při každé výměně nástroje a pravidelné intenzivní čištění.

Převaha nad ostatními technologiemi
Při vzájemném porovnání relevantních upínacích systémů velmi dobře obstává polygonální upínací technika, patentovaná technologie firmy SCHUNK, kompetentního lídra na poli upínací techniky a uchopovacích systémů. Zatímco při tepelně smrštitelném upínání se chladicí kapalina odpařuje, rezidua zůstávají v upínacím prostoru a k drahému, energeticky náročnému smršťovacímu zařízení se někdy musí také instalovat systém odsávání. Polygonální upínací technika nezatěžuje rozpočet ani životní prostředí a neohrožuje zdraví obsluhujících pracovníků. Pro upínání není třeba žádná elektrická energie. Kromě toho může být  tepelně smrštitelný upínač při použití nástrojů s malým průměrem stopky rychle přetížen. Kvůli teplotním vlivům a různým koeficientům tepelné roztažnosti upínače a nástroje mohou drahé mikroskopické nástroje v upínači uvíznout a nelze je následně uvolnit.
I když taková situace nenastane, ztrácí tepelně smrštitelné upínače často svou přesnost, pokud se v krátké době opakovaně zahřívají a ochlazují. Naproti tomu u  polygonální upínací technologie zůstává vysoká přesnost i po tisících upínacích cyklech spolehlivě zachována. Během upínacího procesu se polygonální upínač deformuje pouze radiálně. Nedochází tedy k žádnému protahování upínače v délce. Tak je zaručeno, že nástroje mohou být délkově přednastaveny s minimální tolerancí 0,01 mm - také tato vlastnost je velkou výhodou vůči tepelně smrštitelným upínačům, kde se během chladnutí může přednastavená délka zkrátit.
Polygonální upínací technika může zabodovat také v porovnání s kleštinovými upínači: Princip upínání vylučuje konstrukci bez pohyblivých dílů. To činí přesné  upínače mechanicky odolnějšími a zajišťuje dlouhodobě bezúdržbovou funkci bez opotřebení. Ve srovnání s vícedílnými upínači jsou navíc výrazně nižší náklady na údržbu.

Upínací otvor ve tvaru polygonu
Patentovaná polygonální upínací technika, která si za přes 10 let trvající existenci vytvořila dobrou reputaci pod označením TRIBOS, využívá neuvěřitelně jednoduchý upínací princip: Místo válcového upínacího otvoru mají upínače TRIBOS otvor ve tvaru polygonu. Tlakem vyvozeným upínacím zařízením se otvor deformuje v elastické oblasti materiálu a tvar se změní na válec. Tento proces probíhá pod Rp 0,2 % a tak nemůže dojít k žádným změnám struktury uvnitř materiálu. V tomto stavu může být nástroj snadno vložen nebo vyměněn. Po uvolnění tlaku od zařízení se vnitřní průměr pohybuje zpět do svého původního polygonálního tvaru a nástroj je díky zbytkovému napětí v oceli pevně upnut. To platí i pro nejmenší nástroje o průměru 0,3 mm. Trvalou obvodovou házivostí a opakovatelnou přesností < 0,003 mm měřenou na nástroji ve vzdálenosti 2,5 x D od čela upínače a vyvážením G 2,5 při 25 000 ot.min-1 splňuje upínač TRIBOS nejvyšší požadavky. Podle vyjádření uživatelů z oblasti vysoce přesného obrábění jde o prvním systémem vůbec, který dosahuje precizních výsledků při použití frézy s řezným průměrem 30 µm.

Dvě vysokorychlostní varianty a univerzální prodloužení
Pro mikroobrábění nabízí SCHUNK tři verze upínačů s polygonální upínací technologií. TRIBOS-RM je mimořádně kompaktní upínač s vysokou radiální tuhostí. Standardní stopky HSK-E 25, 32, 40, ISO 10 a HSK-A 40 jsou ideální pro malá, vysoce dynamická obráběcí centra. TRIBOS-RM byl testován pro otáčky až 80 000 min-1 a upíná nástroje o průměrech 3 až 12 mm. Jeho upínací síly umožňují vysoké řezné výkony při excelentní obvodové házivosti a tím zvyšují produktivitu. Díky své konstrukci tlumí TRIBOS-RM vibrace a zaručuje tak dlouhou životnost nástroje. Minimální obvodová házivost upínače zaručuje mimořádně rovnoměrný záběr břitů a tím vysokou kvalitu obráběného povrchu. To ocení všude, kde jsou kladeny vysoké nároky na obráběný povrch již při frézování, např. protože lékařské komponenty nemohou být leštěny.
Druhá verze je TRIBOS-Mini. Tento upínač se stal pojmem v oblasti lékařské techniky, elektrotechniky, při výrobě šperků, v hodinářském průmyslu stejně jako v jemné mechanice a výrobě forem. Je možné upnout všechny nástroje se stopkou s tolerancí h6 od průměru 0,3 mm. Především při filigránských aplikacích, gravírování nebo obrábění skříní, forem a elektrod ukazuje své schopnosti. Upínač je konstruován a testován pro otáčky do 205 000 min-1. Často je možné s TRIBOS-Mini upustit od použití přesných speciálních nástrojů, což uživatelům přináší výrazné úspory nákladů. Díky své skutečně štíhlé konstrukci je možné nástroj ponořit do obrobku hluboko se zachováním vysoké přesnosti.
Této přednosti využívá také prodloužení nástrojů TRIBOS-SVL Mini. Je štíhlé, dlouhé a proto vhodné pro práci v těsných prostorách. Disponuje též obvodovou házivostí < 0,003 mm. Výhoda: Prodloužení může být kombinováno s různými upínači. Tak je možné precizně a zároveň levně obrábět i ty nejužší prostory.

Geniální upínací zařízení pro rychlou a bezpečnou výměnu nástroje
Pro TRIBOS-RM, TRIBOS-Mini a TRIBOS-SVL Mini vyvinul SCHUNK dvě praktická upínací zařízení, která zjednodušují výměnu nástroje. Na obou zařízeních je požadovaný tlak již nastaven. Obsluha vloží upínač do upínacího zařízení, otočí šroub imbusovým klíčem na doraz a vymění nástroj. Celý proces trvá asi 20 sekund.  Inovativní upínací jednotky šetří čas, energii a snižují náklady. Navíc jsou chyby obsluhy v zásadě vyloučeny.
Upínací zařízení je možné ovládat v ruce nebo přímo na vřetenu stroje. Alternativně může být vertikálně nebo horizontálně připevněno na pracovní stůl. Díky trvale integrovanému upínacímu pouzdru není redukční vložka potřebná, což výměnu nástroje dále zjednodušuje a zlevňuje. Ve srovnání s předchozím upínacím zařízením TRIBOS-SVP, ve kterém je možné upnout univerzálně všechny výrobky TRIBOS, jsou malé jednotky s pevně definovaným upínacím tlakem cenově atraktivnější. Tím jsou zajímavé obzvláště pro nové uživatele, kteří chtějí mít své počáteční investiční náklady co nejnižší. S nimi je možné snížit investiční náklady o více než 75 %.

www.cz.schunk.com
 

Publikováno: 11. 5. 2014 | Počet zobrazení: 2424 543