EMO Hannover 2013, část 3 - řezné nástroje

Společnost Sandvik Coromant představila nový nástrojový materiál GC4325 – povlakovaný slinutý karbid nové generace, určený pro soustružení ocelí. Novinka mezi řeznými materiály nabízí perspektivní potenciál pro zvýšení řezných rychlostí a prodloužení trvanlivosti nástrojů v kombinaci s velmi vysokou spolehlivostí procesu řezání v celém různorodém rozsahu obrábění ISO P25. Spolehlivost procesu řezání je v současnosti významným faktorem, zejména u bezobslužných pracovišť. Udržení funkčně schopného stavu břitu nástroje je velmi obtížné právě u aplikační oblasti ISO P25, která zahrnuje řadu velice různorodých materiálů, od houževnatých nízkouhlíkových ocelí až po tvrdé vysokolegované oceli, od tyčového materiálu až po výkovky, od odlitků až po předobrobené součásti.

Substrát a povlak na materiálu GC4325 zajišťují vysokou tepelnou odolnost a tím i odolnost proti nadměrnému opotřebení. Hlavní předností řezného materiálu je podle výrobce podstatně vyšší a předvídatelná trvanlivost břitu a tedy spolehlivost funkcí nástroje, což vytváří předpoklady pro využití intenzivnějších řezných podmínek. Nový řezný materiál GC4325 nabízí průměrné zvýšení produktivity až o 30 % v porovnání se současnou úrovní.

Výrobce Seco rozšířil řadu fréz Turbo o nové nástroje s cílem nabídnout uživatelům vyšší flexibilitu, stabilitu a produktivitu při obrábění s velkými úběry materiálů, např. při rohovém frézování v letecké výrobě. Nové frézy Turbo Helical, se zuby ve šroubovici, jsou připraveny v rozsahu průměrů 32 až 80 mm pro hloubky řezu 0,8x D až 2,0x D. Pro upnutí fréz firma nabízí upínače Seco-Capto. Frézy jsou osazeny progresivními vyměnitelnými břitovými destičkami Turbo, které materiálově i řeznou geometrií zajistí vysoký úběr material i při obrábění materiálů, jakými jsou titan, hliník a nerezavějící oceli. Předností fréz je univerzální využití z hlediska podmínek řezání i obráběných materialů, které uživatelům umožní optimalizaci výrobních procesů při obvyklých i méně stabilních podmínkách.

Výsledkem společného vývoje výrobce řezných nástrojů společnosti Walter a výrobce pětiosých obráběcích center firmy Starrag byl vystavený systém kryogenního frézování s chlazením CO2. Pozoruhodné řešení spočívá ve vedení tekutého CO2 strojem, vřetenem, nástrojovým upínačem a nástrojem až k břitu nástroje – a to bez ztráty tlaku a tedy při normální teplotě. K ochlazení na –73 °C dochází až v trysce, když tekutý CO2 začne expandovat. S uvedeným systémem lze obrábět až o 70 % rychleji v porovnání s obráběním za sucha. Přitom chlazení CO2 zajistí dvojnásobné zvýšení trvanlivosti nástroje, za předpokladu nezvýšení řezných parametrů. Zlepšení přineslo i doplnění dalšího kanálku do systému, kterým se přivádí aerosol nebo minimální množství maziva (MQL), např. při frézování vysoce pevných slitin pro silně tepelně odolné turbínové lopatky. Poněvadž jsou obě přiváděná média – CO2 a MQL – zcela oddělená a společně se setkávají až na břitu, dosahuje se vysokého mazacího účinku.

Společnost Widia představila moderní závitníky VariTap, které mají splňovat nejvyšší požadavky na funkční vlastnosti: vynikající výkony řezání v širokém spektru materiálů, při udržení vysokého standardu kvality povrchu a trvanlivosti nástroje.

Konstrukci novinky charakterizuje patentovaná geometrie ostří uspořádaných ve šroubovici, která zajišťuje vznik menších krouticích momentů při řezání a prodlouženou trvanlivost nástroje při dopředném vytlačování třísek. Optimalizovaný průřez šroubovité drážky usnadňuje odvod třísek a vysoká kvalita automatizované výroby nástroje z vanadové HSS-E s následně naneseným povlakem zajišťují mimořádnou odolnost jeho povrchu proti opotřebení. Při provozních zkouškách, zejména řezáním v nerezavějících ocelích, VariTap prokázaly minimálně pětkrát vyšší trvanlivost než komerčně běžné závitníky HSS.

Systém Widia WMT rozšiřuje své aplikační možnosti nabídkou nové geometrie PH, připravenou pro zapichování a soustružení materialů s tvrdostí přesahující 35 HRC nebo pro těžké přerušované řezy. Těleso nože WMT je vybaveno dlouhou upínací plochou zajišťující stabilitu destičky. Uložení destičky ve drážce tvaru V zajišťuje její bezpečnou polohu i při působení bočních sil. Výsledkem přesnosti a tuhosti upnutí destičky je zvýšení přesnosti řezu a trvanlivosti nástroje, zejména při všech typech vnitřního a vnějšího drážkování, upichování nebo tvarového obrábění. S vertikální konstrukcí 90°, odolnými břity a pozitivní řeznou geometrií jsou nové destičky PH WMT ideální pro zapichování a soustružení tvrdých materiálů nebo těžkých přerušovaných řezů v ocelích, včetně nerezavějících, ve slitinách hliníku, litinách nebo žárupevných slitinách. Doporučovaný druh WU25PT pro přerušované řezání, s progresivním povlakem PVD TiAlN, vykazuje vyšší trvanlivost nástroje, takže se obrobí více součástí jednou řeznou hranou.

Nový upínací systém a moderní řezný materiál zlepšují spolehlivost a výkon procesu obrábění, tzn. vyrobí se více součástí s menšími náklady. Praktické naplnění uvedené představy vystavil Kennametal formou soustružnických nožů Beyond Shield, osazených vyměnitelnými břitovými destičkami z kubického nitridu boru (KNB). Nástroje jsou především určeny pro obrábění brzdových disků a bubnů ze šedé litiny. Novinka má zajistit až 20% snížení ceny nástrojů a až 30% prodloužení jejich trvanlivosti. Inovované upínání destiček je tříbodové, s posunutou upínací silou směrem k břitu, což zvyšuje pevnost upnutí a omezuje vibrace systému. Upínka je ze slinutého karbidu a tedy velmi odolná proti otěru způsobovanému třískami. Nové upínání je využitelné i na současných standardních nožích.
Nový druh KNB s ozn. KBK35 se vyznačuje vyšším obsahem kubického nitridu boru, což zajišťuje vyšší odolnost proti opotřebení i delší trvanlivost, a to při hrubování i dokončování.

Výrobci fréz se zpravidla zaměřují na tři hlavní parametry svých nástrojů: velikost úběru materiálu, trvanlivost nástroje a kvalitu obrobeného povrchu. Dosažení vyvážené špičkové kvality nabízí Kennametal v souboru Mill 4-15 frézy osazené novými čtyřbřitými oboustranými břitovými destičkami, u kterých výrobce deklaruje velmi příznivou cenu vztaženou na jeden břit, a to při frézování až do hloubky řezu 15 mm. Unikátní břity zajišťují pozitivní kontakt při obrábění kolmého povrchu a dosažení velmi dobré kvality povrchu beze stop po nástroji. K tomu přispívá i integrovaná stírací fazetka (wiper) na destičce. Břitové destičky Mill 4-15 jsou velmi přesně vyrobeny, s poloměrem špičky 0,4 až 2,4 mm. Nástroje s vysoce pozitivní geometrií čela, relativně nízkými řeznými silami a vyztuženým břitem jsou připraveny pro střední a těžké aplikace frézování.

Společnost Gűhring uvedla na trh nový mimořádně stabilní vrták RT 100 P, určený pro operace, při kterých je vedení nástroje v řezu velmi obtížné. Vyztužené jádro vrtáku zvyšuje jeho tuhost i stabilitu a speciální řezná geometrie (úhel hrotu 180° ; sklon středového ostří 170°) zajišťují optimální polohu vrtáku při vrtání. Předností vrtáku je, že může přímo a jednoduše vrtat i do skloněných (až 45°) nebo tvarovaných povrchů, včetně mimostředných operací. Použití vrtáku je operačně úsporné, poněvadž není třeba čelní přípravné zarovnání frézou. Další předností je využití v širokém sortimentu materiálů a vrtání otvorů s rovným dnem. Novinka je dodávána jako speciální nástroj, s průměry a délkami podle potřeby uživatelů.

Modernizovanou odlehčenou konstrukci dvojité frézy s typovým označením Komet Twinkom představila společnost Komet Group. Nové nástroje jsou mimořádně tuhé, připravené na přenos velkých krouticích momentů a pro vysoké řezné výkony. Dvojité frézy umožní univerzální využití, např. s dvojitými břity pro hrubování a následně jen s jednotlivými břity pro dokončování nebo lze s adaptérem frézu nasadit na stupňovité obrábění. Uvedené modulární nástroje jsou nabízeny pro rozsah průměrů 365 až 2 000 mm, při seřizovacím rozsahu průměru 40 mm.

Švýcarská společnost Mikron Tool SA Agno prezentovala technický pokrok ve frézování nerezavějících ocelí, titanu, chromkobaltových slitin i superslitin. V rámci inovace představila malé stopkové frézy tvořené novými slinutými karbidy, povlaky, řeznou geometrií i stopkami s vnitřním vedením chladicího média. Stopkové frézy válcové a kuželové jsou ve třech provedeních připraveny v průměrech od 0,3 do 4 mm, pro rozsah maximálních hloubek od 1,5x do 5x D.

Vysoce výkonné vrtáky MUX osazené materiálově různými druhy vnitřních a vnějších vyměnitelných destiček vystavovala společnost Mitsubishi Materials. Konstrukce vrtáků respektuje, že vnější destičky řežou při vyšších rychlostech než vnitřní, což způsobuje jejich větší opotřebení. Proto musí mít vnitřní destička větší stabilitu a lomovou odolnost při nižších řezných rychlostech. Tento problém výrobce vyřešil použitím CVD povlaku na vnější destičku, což jí zajišťuje větší odolnost proti abrazi. Na vnitřní destičku aplikoval PVD povlak, který lépe zvládne lomové zatížení s odolností proti svařování. Uvedená kombinace zlepšuje spolehlivost procesu řezání a zmenšená potřeba výměny destiček zvyšuje produktivitu výroby. Konstrukce tělesa s chladicími otvory a optimalizovaným profilem drážek zajišťuje odolnost proti deformaci, takže lze nástrojem spolehlivě vrtat hluboké otvory o délce až 6x D. Přitom je povrch tělesa dostatečně odolný proti opotřebení odcházejícími třískami. Vrtáky jsou připraveny v rozsahu průměrů 17 až 33 mm.

Moderní řadu fréz pro vysoce produktivní frézování velkými posuvy vystavila firma Tungaloy. Novinka se uplatní zejména při obrábění zápustek, forem i ve všeobecném strojírenství při hrubování ocelí, litin, nerezavějících ocelí a speciálních slitin. Čelní stopkové frézy s vyměnitelnými břitovými destičkami jsou připraveny s průměry 16 až 40 mm a osazeny 2 až 6 břitovými destičkami. Pro obrábění hlubokých dutin mají zvětšenou délku stopek až na 220 mm. Pro vysoké úběry materiálu jsou připraveny čelní frézy nástrčné s průměry 50, 60 a 80 mm, využívající 5 až 8 břitových destiček. Vysoká hustota destiček s velkým sklonem usnadňuje odvod třísek, snižuje velikost řezných sil a zvyšuje rychlost úběru materiálu o více než 50 %. K obrábění vysokými posuvy přispívají i vzduchové kanálky v tělesech fréz, které zlepšují odvod třísek a chlazení břitů při řezání.

Společnost Union Tool vyvinula monolitní karbidové čelní stopkové frézy s novým diamantovým povlakem UDC určené pro obrábění slinutých karbidů. Kombinací optimalizované řezné geometrie a speciálního povlaku je možné přímo frézovat 3D tvary, zejména malých rozměrů, bez aplikací broušení nebo EDM technik. Vysoce efektivní a odolný povlak s tvrdostí cca 100 GPa nebo 9 000 HV zajistí nástrojům vysokou odolnost proti otěru a kvalitu obrobeného povrchu. Navíc bez využití elektrod a brousicích kotoučů, s výrobním časem kratším až o 80 % v porovnání s klasickým postupem. Nástroje jsou nabízeny v provedení s kulovým zakončením i v prodloužené verzi, v rozměrovém rozsahu 0,20 až 6,0 mm, příp. čtvercovém tvaru se zaoblenými rohy a rozměrech od 0,50 do 2,00 mm.

Obrábění za sucha všech hliníkových slitin, které neobsahují olovo, má umožnit nový nástroj firmy Becker Diamantwerkzeuge. Německý specialista na řezné nástroje DIA vyvinul řeznou geometrii a PKD materiál s progresivními aplikačními možnostmi. Výrobce přitom reagoval na požadavek využívání Al slitin bez přídavku olova a tím ochrany životní prostředí. Nový utvářeč třísek je připraven na optimální utváření a dělení třísek na tvárném hliníku, ale i při řezání hliníku s velkým obsahem Si. Obrábění nevyžaduje chladicí mazání, které vesměs zatěžuje prostředí. Novinka má zajistit vysokou produktivitu a kvalitu povrchu v porovnání se slinutými karbidy. Vystavovatel doporučil podmínky řezání: řezná rychlost vc = 600–2 400 m.min-1; hloubka řezu ap = 0,2–3,0 mm; posuv f = 0,08–0,5 mm.ot-1.

Soubor šestnácti (!) nových variant soustružnických nástrojů pro progresivní aplikace na soustruzích a frézkách představila firma Eroglu. Nástroje se stopkou HSKT a firemním polygonem EPS jsou připraveny pro realizaci komplexních procesů obrábění. Standardizované spojovací plochy nástrojů zajišťují jejich flexibilní využití na revolverech, univerzálních soustruzích, ale i ve vřetenech frézek, což přinese investiční úspory. Stopky HSKT jsou charakteristické úzkou tolerancí a zejména vysokou přesností radiální polohy v porovnání s běžným připojením HSK. Nové spojení je vysoce tuhé a s vyšší přesností opakované výměny. Soustružnické nástroje se stopkami EPS charakterizuje tuhost a přesnost při opakovaném upnutí.

Rotační nástroje BSF (Back Spot Faser) pro ekonomické obrábění spodních (vnitřních) čelních povrchů a zahlubování představila švýcarská společnost Heule Precision Tools. Víceúčelový nástroj umožní provádět více operací (vrtání, srážení hran, zahlubování, obrábění čela otvoru apod.) z obou stran součásti při jednom průchodu. Novinka rozšiřuje možnosti ekonomického obrábění v automatizované hromadné výrobě a na CNC strojích. Nástroje jsou nabízeny v rozmezí průměrů 6 až 20 mm a délkách až 2,3x D, bez přetáčení součásti. Výrobce zdůrazňuje, že nasazení nástroje zvýší výkonnost a spolehlivost obrábění, sníží náklady díky zrychlení výrobního cyklu a zajistí i snížení pomocných časů. Poněvadž se obrábí ze strany vrtání, je snadné obrábět spodní čela, zahlubovat vidlicovité součásti apod.

Speciální řeznou geometrií opatřila firma Műller vrtáky Alu-Plus pro obrábění hliníku a jeho slitin vysokými řeznými rychlostmi a posuvy. Konstrukce nástroje využívá profil a rozměr drážek, které usnadňují tvoření krátkých třísek, a přitom si těleso udržuje mimořádnou tuhost. Předlité otvory hliníkových součástí nemají často přesnou polohu a právě pro jejich výstřední převrtání je určen představený nástroj. Inovovaná konstrukce vrtáku umožní vrtat do plného materiálu i převrtávat s vysokou přesností polohy, a to s dvojnásobným posuvem v porovnání s konvenčními nástroji.

Nové čelní frézy, které mají být úsporné pro uživatele, představila firma Palbit. Frézy 45° Plus 912 lze osadit oboustrannými čtvercovými nebo osmihrannými destičkami, což snižuje náklady a zvyšuje produktivitu, zejména při hrubování. Možnost použití dvou typů destiček zvyšuje i flexibilitu použití nástroje pro různé operace a obráběné materiály. Výrobce uvádí cenovou výhodnost vztaženou na jeden břit, u běžného frézování až do hloubky řezu 3,5 mm. Čtvercové destičky nabízejí velmi jemný řez i dokončený povrch až do hloubky řezu 8,5 mm. Břitové destičky jsou připraveny s povlakem PVD nebo novým MT-CVD, se zvýšenou trvanlivostí a vyšší odolností proti rázovému zatížení. Frézy jsou standardně vyráběny v průměrech od 63 do 250 mm a jako speciály až do 500 mm.

Stopková fréza Hi-Feed společnosti Somta Tools má navrženu řeznou geometrii zajišťující úběr maximálního objemu materiálu v nejkratším čase. Současně je požadována dobrá jakost obrobené plochy a velká trvanlivost nástroje. Představená monolitní karbidová fréza má zajistit efektivní řezání tvrdých ocelí o tvrdosti až 62 HRC. Předností nástroje je inovovaná řezná geometrie na nejvyšší současné úrovni. Destička s ultrajemného karbidového substrátu je opatřena povlakem Balzer. Těleso nástroje, s vnitřním chladicím kanálkem, je rozměrově připraveno i pro frézování hlubokých vybrání. Geometrii nástroje charakterizuje velký negativní úhel čela, velmi pevný břit a vysoká trvanlivost nástroje.

Pokračování: Jelikož nabídka v této komoditě byla opravdu obrovská, není možné ji představit v jednom příspěvku. Příště si tedy v oblasti řezných nástrojů a komponent představíme nové závitořezné nástroje, břitové destičky, materiály a povlaky, nástrojové a obráběcí systémy a na závěr pak upínače a vybavení obráběcích strojů.

Ing. Zdeněk Novák

novakzdene@seznam.cz