Cílený ohřev místo globálního nahřívání! Se svými partnerskými firmami nabízí společnost Bilz rozsáhlý program produktů pro nejrůznější aplikace a použití v oblasti tepelného upínání „ThermoGrip®“ a je spolu s několika patenty a oceněními v rámci vývoje vedoucím představitelem v oboru tepelné upínací techniky (TUT).
Vystředěný chod, tuhost a nejvyšší upínací síla
Díky těmto atributům došlo v posledních letech u TUT, zejména v odvětví vysokorychlostního obrábění, jako je výroba forem, automobilový a letecký průmysl k velkému vývojovému pokroku. Podstatný argument pro použití TUT ve výrobě je enormní přesnost při vysokých obráběcích rychlostech. Přesnost házení pod 3 mikrometry (0,003 mm) jednoduše zajistí pouze tato technika. K tomu se přidávají extrémně vysoké upínací síly působící na nástroj. V třískovém obrábění to umožňuje významně vyšší posuvy a otáčky při velmi dobré povrchové kvalitě a vysoké životnosti nástroje.
Základní princip tepelného upínání je poměrně jednoduchý: Vnitřní průměr upínacího pouzdra je o něco menší než je upínací stopka nástroje. Díky elektromagnetickému střídavému poli je upínací pouzdro indukčně nahřáto a vnitřní průměr pouzdra se tím rozevře tak, že nástroj může být vložen. Při ochlazovacím procesu dojde ke zpětnému smrštění pouzdra, což vede k upnutí nástroje v jeden kompaktní celek. Tímto vzniklé upínací síly jsou dostatečně vysoké pro dnes požadované obrábění při vysokých kroutících momentech.
Pro spolehlivé efektivní upnutí a pro využití plného upínacího výkonu je rozhodující jak technická koncepce upínacích pouzder a indukčního přístroje, tak i správně dodržený pracovní postup. Je tedy zřejmé, že ohřev a následné ochlazení pouzder je zcela klíčové pro spolehlivé zajištění upínacího procesu.
Celoevropsky patentovaný systém ThermoGrip®-Induktionsschrumpftechnik odborně rozvinula německá firma Bilz, která se specializuje na výrobu upínacího nářadí pro obráběcí stroje. Známkou kvality a podstatou indukčního ohřevu je jak optimální rozšíření pouzdra nutné pro snadné vložení a vyjmutí nástroje, tak i pólové stínící kroužky, které umožňují velmi rychlý, šetrný a cílený ohřev.
Klíčová funkce při termickém spojování: pólové stínící kroužky a kuželovité rozšíření
Magnetický indukční ohřev jako základní element indukční upínací techniky, který je pro uživatele maximálně efektivní, však může při neodborném postupu nést několik rizikových faktorů. Velké množství energie putující rychle a nekontrolovaně do tělesa upínacího pouzdra vede k přehřátí pouzdra včetně nástroje. Následky jsou nevyhnutelné v podobě změn struktury v materiálu.
Obvodové házení a upínací síly se drasticky zhoršují, rovněž i životnost pouzdra. V nejhorším případě může dojít k tomu, že nástroj nelze již z pouzdra vyjmout. Při necíleném ohřevu existuje nebezpečí, že se roztáhne nejen vnitřní průměr upínacího pouzdra, ale i nástroj. O energetických ztrátách ani nemluvě.
Systém ThermoGrip® zamezuje problémům tohoto typu, díky cílenému ohřevu a optimálnímu využití výkonu indukčního zařízení a garantuje optimální upínací proces. Rozhodující úlohu přitom, vedle perfektně sladěného vysokofrekvenčního generátoru, který přesně a cíleně vede energii na upínací pouzdro, hrají patentované pólové kroužky a rozšíření pouzdra.
Pólový kroužek plní dvojí zásadní funkci: za prvé zesiluje účinek indukčního ohřevu v horní části upínacího pouzdra – jde o nejžhavější místo na pouzdře. To vše probíhá s velkou energetickou účinností velmi krátce. Druhou funkcí je odstínění magnetického pole tak, aby nedošlo během ohřívací fáze k rozšíření stopky nástroje (pouze chladný až mírně teplý nástroj může být bez většího rizika uchopen holými prsty). Rychlý a šetrný ohřev umožňuje upínání a vyjímání HSS nástrojů, stejně jako použití tenkostěnných pouzder „TSF“ nebo nově i prodloužených „TSFV“ uplatňujících se zejména ve formařině a mikroobrábění.
Patentované válcové kuželovité rozšíření je výhradní ochrannou známkou všech upínacích pouzder systému ThermoGrip® a slouží k automatickému vystředění nástroje. Problémem všech výrobců bez výjimky je takzvaný banánový efekt. Protože při ohřevu pouzdra je teplota na jeho povrchu vyšší než uvnitř, dochází k jeho mikroskopickému zakřivení připomínající navenek tvar banánu. To zhoršuje podmínky při vyjímání nástroje z nahřátého pouzdra.
Přestože je pozdro vzhledem k rychlému a cílenému ohřevu dále rozpínáno, válcové kuželovité rozšíření překlenuje tento kritický bod bez dodatečné energetické náročnosti, lze hovořit o 15–20% úspoře energie a materiálu.
„Cool Down“ s přístrojem ISG3200WK – desetkrát efektivnější než kontaktní chladící systém
Optimální chlazení je jednou z otázek TUT. Plně automatický přístroj ISG3200WK je kombinací indukční upínací a chladící techniky, kdy upínání a ochlazování nástroje probíhá v jediné pozici. Celý cyklus ohřev-upnutí-ochlazení-sušení nástroje probíhá v rekordně krátkých časech, můžeme hovořit o době kratší než 30 vteřin. Zahájením ochlazovacího procesu se nahřáté pouzdro ponoří do chladícího média a již během klesání nástroje do lázně je pouzdro s nástrojem pokropeno protikorozní emulzí a urychleně začnou působit adiabatické účinky. Emulze ochladí pouzdro dokonale bez nutnosti použití přídavného externího chladícího zařízení. Ochlazování nezávislé na tvaru pouzdra „Cool Down“ je tak oproti kontaktnímu systému desetkrát efektivnější.
Novinka
Pro upínání nástrojů bez vnitřního chlazení a v místech špatného odvodu třísek je určeno provedení pouzder „Cool jet“. Díky dvěma kanálům ve stěně pouzdra je chladící prostředek veden přímo na břity nástroje. Výhoda: Žádné třísky na řezných hranách znamenají zlepšení životnosti nástroje.
