Katalog firem Industry-EU s.r.o.

Brno, listopad 2013 - Základní cíle procesů upichování a zapichování jsou stejné jako u všeobecných soustružnických operací: tedy dosáhnout požadovaného tvaru
obráběného dílu, vyhovět specifikacím přesnosti a maximalizovat produktivitu. Upichování a zapichování se ovšem navíc odlišuje specifickými problémy s ohledem na
pevnost a tuhost nástroje a na řízení utváření a odvodu třísek. Aby výrobci nástrojů vyhověli speciálním požadavkům upichování a zapichování, využívají inovativní
konstrukce nástrojů a pokročilé strategie přívodu chladicí kapaliny do oblasti řezu.
Držák X4 (detail)
Nástroje pro upichování a zapichování Podobně jako u všeobecných soustružnických operací i upichování a zapichování probíhá tak, že hlavní pohyb vykonává obrobek, který rotuje a je obráběn stacionárním nástrojem. První věcí ke zvážení je konfigurace systému řezného nástroje, který vytvoří požadovaný tvar dílu. Ve výsledku se návrhy systémů pro upichování a zapichování mohou v závislosti na rozměrech a hloubkách obráběných prvků lišit. Pro operace hlubokého zapichování a upichování u velkých dílů, stejně jako u mělkého zapichování a upichování menších dílů, výrobci nástrojů nabízejí například čelně nebo tangenciálně upnuté břitové destičky pro upichování a zapichování, které jsou upnuté přímo v držáku.

Jedním z příkladů je nová řada břitových destiček se čtyřmi řeznými hranami s tangenciální konstrukcí ve tvaru hvězdice od společnosti Seco Tools – řada X4. Tyto břitové destičky v šířkách řezu od 0,5 mm do 3 mm jsou zkonstruovány tak, aby minimalizovaly spotřebu materiálu při upichování a aby umožňovaly přesné zapichování a kopírování malých a středně velkých složitých dílů. V závislosti na šířce řezné hrany se maximální hloubka řezu nástroje pohybuje od 2,6 po 6,5 mm a můžete s nimi upichovat tyče o maximálním průměru od 5,2 do 13 mm. Tangenciální konstrukce břitových destiček směřuje řezné síly do držáku a maximalizuje tak tuhost, stabilitu a produktivitu.

Po určení základního tvaru břitové destičky je klíčovým faktorem důležitým pro účinnost upichování a zapichování volba úhlu řezné hrany. Nulový úhel řezné hrany nástroje zajišťuje kolmé zarovnání s obrobkem a přenáší řezné síly přímo do držáku, což zvyšuje přesnost, životnost nástroje a jakost povrchu. Po dokončení procesu upichování však nástroj s nulovým úhlem řezné hrany zanechá uprostřed upichované tyče malý výstupek. Pokud je tento výstupek nežádoucí, nástroj s mírným úhlem řezné hrany ho při průchodu středem dílu odstraní. Nástroje s šikmou řeznou hranou jsou u některých materiálů obrobků také méně náchylné k vytváření otřepů.

Po nastavení základní konfigurace nástroje se obecně na základě charakteristik materiálu obrobku určí jakostní třída břitové destičky, která bude díl obrábět co nejefektivněji. Tuhý materiál obrobku nebo přerušovaný řez bude značit použití jakosti břitové destičky zaměřené na pevnost a rázovou houževnatost, zatímco obzvláště abrazivní obrobek bude vyžadovat třídu odolnou proti opotřebení. Povlakování nástrojů, jako například vrstvou oxidu hliníku Duratomic® CVD od společnosti Seco, slouží ke zdokonalení vlastností nástrojů určených pro obrábění specifických materiálů obrobků a drah nástrojů.

Doporučení použití
Pro nastavení nástrojů pro upichování a zapichování jsou určitá konkrétní doporučení. Při montáži nástroje je nutné postupovat pečlivě, aby byl břit skutečně kolmo k ose obrobku. Tím se minimalizují axiální síly na nástroji a zabrání se tření na stranách břitové destičky. S ohledem na pozici nástroje by řezná hrana měla být co nejblíže středu obrobku, v rozsahu +/− 0,1 mm, opět proto, aby nedocházelo k vyvíjení nadměrného tlaku na nástroj a možnému snížení životnosti nástroje.

Řezné parametry pro upichovací a zapichovací nástroje se od parametrů používaných při všeobecném soustružení jistým způsobem liší. Pokud jsou otáčky vřetene konstantní, řezná rychlost upichovacího nástroje se při dosažení středu tyče sníží na nulu. Zpomalení rychlosti představuje pro nástroj silné zatížení a může vést k tvorbě nárůstků na řezné hraně. Výsledkem je, že rychlost posuvu by měla být ve chvíli, kdy nástroj dosáhne středu dílu, snížena až o 75 procent. Řeznou rychlost lze navíc upravit, aby se minimalizovaly vibrace. Břitové destičky používané pro upichování a zapichování jsou obvykle úzké, což může vést k nestabilitě řezu. Vibrace tak lze snížit také upnutím břitové destičky do co nejkratšího nože a ten do co největšího držáku, který nebude kolidovat s obrobkem. Utlumit nežádoucí vibrace také pomůže zajištění tuhosti samotného obráběcího stroje, což je nezbytnost při každé obráběcí operaci.

Výzvy při řízení utváření a odvodu třísek
Omezený prostor v řezné zóně, který je charakteristický pro upichovací a zapichovací operace, představuje výzvy pro řízení utváření a odvodu třísek při obrábění. Obzvláště při upichování je řezný nástroj na obou stranách obklopen materiálem obrobku, což brání odvodu třísek. V závislosti na materiálu obrobku se také může stát, že se tenké třísky generované při upichovacích a zapichovacích operacích nebudou lámat. Dlouhá tříska se pak může zaseknout v řezu, zničit obrobek a ohrozit obsluhu stroje. Problémy při řízení utváření a odvodu třísek navíc znemožní bezobslužný a automatický provoz.

Spousta nástrojů pro upichování a zapichování má geometrie řezné hrany uzpůsobené k utváření třísek či dokonce k jejich lámání. Příkladem je geometrie utvařeče třísek MC
společnosti Seco. Pokud to dovolí jakost povrchu a další faktory, pauza v posuvu nástroje během řezu, známá jako doba setrvání, může napomoci k odlamování třísek. Další metodou řízení utváření a odvodu třísek je použití chladicí kapaliny, která může odplavovat třísky, které by jinak ucpaly řeznou zónu. Tradiční vyplachovací chladicí kapalina má ovšem obvykle nedostatečný tlak, aby při upichování a zapichování dosáhla řezné zóny. Navíc je složité trysky vyplachovací chladicí kapaliny umístit tak, aby bylo zajištěno správné nasměrování proudu chladicí kapaliny. A nakonec, relativně slabý proud vyplachovací chladicí kapaliny se v řezné zóně může změnit na páru a vytvořit tak izolační bariéru, která může zadržovat teplo generované při řezném procesu – namísto jeho odvodu.

Více se dozvíte v příloze zde