titJak správně upnout polotovar, aby mohl být co nejrychleji a nejpřesněji obroben, je jistě téma, kterým se denně zabývá každý podnik vlastnící obráběcí stroj. Ačkoli trh nabízí nepřeberné množství nejrůznějších upínacích prvků, stejně se často můžeme setkat s tím, že technologové jsou často v této oblasti příliš konzervativní. Příčinou mohou být neustále kratší přípravné časy, kdy technolog skáče od jednoho projektu k druhému a často tak nemá ani dostatek prostoru se rozhlédnout po jiných možnostech upnutí. Dobrý produkt pro upínání tak musí být univerzální a naprosto spolehlivý.
V české výrobní firmě KASTR proto usilovně testujeme námi nově vyvinutý typ upínače, který může být z hlediska svých fyzikálních možností revoluční pro celou řadu výrobních aplikací.
Každý z vás zná strojní svěrák - univerzální upínač, který dodnes najdete v každé dílně. Ovšem doba se mění a stroje vyvíjejí. Práci, kterou dříve zvládlo pět výrobních strojů, lze dnes zvládnout v jediné operaci. To klade nároky nejen na samotné výrobce strojů, ale také na upínač. Chcete-li polotovar obrábět na jedno upnutí z více stran, jste nuceni se ohlédnout po něčem lepším, než vám může klasický strojní svěrák nabídnout. Mnoho provozů se přesto drží stále těchto svěráků, v mnoha případech vybavených mechanickým nebo hydraulickým násobičem síly. Vysoká dosahovaná upínací síla totiž budí v mnoha lidech pocit jistoty a bezpečí.
Co je na tom vlastně špatně? Abychom si správně odpověděli, musíme se zamyslet nad tím, co od upínače vlastně chceme:
- Chceme, aby obrobek jistě a pevně držel.
- Chceme, aby se obrobek upnutím co nejméně deformoval, děláme přece přesnou práci a zákazník je neúprosný.
- Chceme, aby polotovar perfektně držel při minimální upínací hloubce, což je nutná podmínka pro obrábění z více stran.
- Upínač nesmí zabírat žádné místo navíc, abychom při obrábění z více stran nemuseli mít příliš vyložené nástroje, což by limitovalo naše možnosti.

To všechno jsou ovšem protichůdné požadavky. Splní tyto požadavky strojní svěrák (byť třeba vybavený násobičem síly)? Nikoli. Příliš vysoká upínací síla nám deformuje obrobek. Otvory do kterých šel ještě v upnutém stavu zasunout kalibr, jsou po odepnutí šišaté, deformované a nefunkční. Tolerance tvaru a polohy neodpovídají požadavkům. Z hlediska vlivu upínací síly na výslednou přesnost obrobku používáme tuto svoji definici:
Správná upínací síla pro upnutí obrobku je nejmenší možná upínací síla, při které obrobek během obráběcího procesu ještě dobře drží v upínači.

Mezi pevnou a pohyblivou čelistí je sice obrobek sevřen vysokou silou, ale při obrábění z více stran potřebujeme jisté držení i v příčném směru. V tomto směru drží polotovar pouze třením. Na lesklých broušených plochách čelistí strojního svěráku nemůžeme očekávat tření o mnoho větší než 0,1. Protože třecí síla je výsledkem součinu normálové síly a součinitele tření, jednoduchým výpočtem zjistíme, že svěrák se zářivou upínací silou např. 100 kN nebude držet v příčném směru větší silou než 10 kN. A to vážně není mnoho! Strojní svěrák navíc vyžaduje vysokou upínací hloubku a jeho robustní rozměry naprosto omezují možnosti stroje při víceosém obrábění.

obr1

Z toho lze učinit závěr, že využití strojních svěráků pro víceosé obráběcí operace je hrubou chybou a rizikem pro váš drahý obráběcí stroj. Samozřejmě je lze stále ještě dobře využít pro dokončení poslední strany, za kterou bychom obrobek drželi při víceosém opracování, ale obecně míra využití konvenčních upínačů klesá s ohledem na rozstoucí nároky na univerzálnost a multifunkčnost stroje.

Centrický upínač s tvrdými zoubkovanými čelistmi
Námi připravovaný upínač KASTR CU-T 77 je zvláštní typ centrického upínače s tvrdými zoubkovanými čelistmi, který jsme vyvinuli převážně pro čtyřosé a pětiosé obrábění. Pro jeho unikátní vlastnosti si jej ale snadno oblíbíte i na tříosých obráběcích centrech a při mnoha jiných aplikacích. Je to upínač, který slouží primárně pro upínání za hloubku 3 mm bez limitování řezných podmínek a bez omezení možností stroje. I přes jeho malé rozměry může sloužit pro upínání rozměrných dílů. Malé rozměry zabezpečují maximální využití pracovního prostoru stroje. Jistota jeho držení obrobku je neuvěřitelná. Strach nám ještě nedovolil najít limit tohoto upínače. A to už jsme v něm zkoušeli skutečně husarské kousky. Za vše mohou hovořit slova našich technologů: ,,V životě jsme nevěřili tomu, že takto snadno, rychle a jistě můžeme upínat velké obrobky, což nás posunulo v naší každodenní prácí o obrovský krok v před. " Jak je možné splnit tolik protichůdných technických požadavků ?

Nemůžete změnit fyzikální zákony, ale můžete je využít, aby pracovaly pro vás
Žádná kouzla, ale usilovná práce. Vypiplali jsme každý díl tohoto upínače. V upínači jsme odzkoušeli tisíce výrobků při použití všech možných obráběcích strategií. Optimalizací geometrie, hledáním vhodných materiálů a tepelného zpracování jsme posunuli možnosti držení obrobku do nové dimenze.
Dimenze, u které nebudete chtít věřit tomu, že je možné, že upínač udrží polotovar, jehož vlastní hmotnost dvacetinásobně překračuje hmotnost upínače, a který drží za pouhé 3 mm zcela bezpečně v jakémkoli naklonění a probíhajících hrubovacích operacích. Na trhu je sice mnoho podobně koncipovaných upínačů, ale žádný z nich vám nenabídne takovou jistotu držení a takovou univerzálnost použití, jako KASTR CU-T 77.

obr2

Bez předznačování!
Konkurenční řešení podobných upínačů je často postavené na tom, že otisk zoubků čelistí, který by měl zaručit dokonalé držení ve všech směrech obrábění, je předem předznačen na hydraulických zařízeních. Samotný upínač tak může dosahovat jen velmi nízkých upínacích sil. To, že jsou zoubky předtisknuty jinými čelistmi než těmi, do kterých se nakonec obrobek upíná, má samozřejmě negativní vliv na kvalitu držení. Do neřešitelných problémů se dostanete, pokud potřebujete rozměrnější nebo tvarově složité dílce upnout současně do více upínačů. K tomu musíte při hydraulickém předznačování otisku investovat do dalších zařízení, jejichž cena několikanásobně překračuje cenu samotného upínače. Upnutí tvarových dílů, kdy jednotlivé upínače mezi sebou nejsou rovnoběžné, je s hydraulickým předznačováním velmi komplikované, drahé nebo naprosto nemožné. V neposlední řadě je hydraulické předznačování operace navíc, která zbytečně stojí drahou pracování sílu i čas. Naše upínače KASTR CU-T 77 žádné předznačení nepotřebují, prostě upnete, obrábíte - a ony dokonale drží.

obr3

Stejný upínač na malý i velký obrobek
Z dob klasických svěráků platí jeden mýtus, který je dnes již překonaný. Dříve se na malý obrobek vzal malý svěrák. Na velký obrobek - velký svěrák. Klasické svěráky se tak vyráběly v mnoha šířkách a rozměrových velikostech. U upínačů KASTR CU-T 77 to již neplatí. Šířka čelisti je navržena tak, aby rozložení síly od upínacího šroubu bylo co optimální s ohledem na tvrdé zoubky čelisti a jejich životnost. Jeden upínač bezpečně upne i výrazně širší polotovar. Pokud je ovšem velikost polotovaru výrazně větší, je mnohem bezpečnější a jistější upínat do dvou (nebo více) soubežně ustavených upínačů KASTR CU-T 77.

S dobrým upínačem dobrá jakost povrchu
Upínače KASTR CU-T 77 mají schopnost dobře eliminovat vznikající vibrace od obráběcího procesu. Díky tomu můžete na tuhém stroji s dobrým nástrojem dosahovat vynikající jakosti povrchu. My dosahujeme na strojích OKUMA čelním frézováním nástroji ISCAR do oceli C45 běžně jakosti povrchu Ra 0,2. To je rovněž důkazem kvality upnutí.

Neomezené možnosti ustavení na přípravkové desky
Upínač KASTR CU-T 77 je jediný upínač svého charakteru na trhu, který jednoduše ustavíte do obyčejné přesné křížové drážky, aniž by tělo upínače přesahovalo šířku čelisti. Díky tomu můžete ustavit více upínačů pro upínání větších obrobků do libovolných konfigurací a rozmanitých uspořádání. Stavba přípravkové báze nikdy nebyla jednodušší! Jestliže však vlastníte jakýkoli systém nulového bodu, můžete naše upínače KASTR CU-T 77 lehce přizpůsobit vámi zaběhnutému systému.

Dlouhá životnost čelistí
Životnost při upínání slitin hliníku a mědi je prakticky neomezená. U ocelí ve výchozím stavu v tvrdosti do 20 HRC se dnes pohybujeme v desetitisících upínacích cyklech a obecně lze do tvrdých zoubkovaných čelistí bezpečně upínat i nerezové oceli a zušlechtěné legované i nelegované oceli do tvrdosti 40 HRC.

Sada pro středovou čelist
S naší originální sadou pro středovou čelist uděláte jednoduše z jednoho upínače dva. Dva menší obrobky tak lze bez problémů upnout do jednoho upínače po namontování středové čelisti a vsazení patřičného upínacího šroubu.

Možnost měkkých čelistí
Dokoupením měkkých čelistí k upínači KASTR CU-T 77 lze jednoduše vytvořit přesný upínací bod pro upínání za čisté, již opracované plochy. Takto lze upínat i tvarově složité součásti. Můžete si do těchto čelistí zafrézovat jakýkoli tvar či jednoduché osazení. Špičkové přesnosti opakovaného upnutí docílíte, pokud před zafrézovaním čelistí předepnete upínač pomocí momentového klíče na konkrétní moment a stejný moment použijete pro upínání obrobků do předvytvořeného tvaru.

TEXT/FOTO Jan Kaderka

 

www.kastr.cz