Vrtací sklíčidla.

V tomto článku vrtací sklíčidla uvažováno ve vztahu k oboru kovoobrábění především jako zařízení určené k upevňování vrtáků. I když do sklíčidel vrtáků lze v případě potřeby uchytit i jiné nástroje s válcovou stopkou, jako jsou výstružníky, závitníky, záhlubníky atd. V tomto článku se nebudeme zabývat zřídka používanými návrhy kazet.

Z tuzemských norem upravujících design a technologii. Charakteristiky vrtacích sklíčidel lze identifikovat v následujících regulačních dokumentech:
— GOST 8522 — Tříčelisťová vrtací sklíčidla s klíčem (rozsah upínacích velikostí od 0,5 mm do 20 mm) — norma popisuje především standardní velikosti sklíčidel, v normě nejsou žádné požadavky na přesnost (zahraniční obdoba sklíčidel dle normy DIN ISO 10887 (DIN6349))
— GOST 15935 — Tříčelisťová rychloupínací sklíčidla (rozsah upínacích velikostí od 0,2 mm do 16 mm), upravuje výrobu sklíčidel 2 tříd přesnosti, popisuje způsoby ověřování, kontroly a přejímky. Náboje třídy 1 jsou poměrně přesné zařízení s tolerancí radiálního házení 0,05 mm pro malé velikosti a až 0,1 mm pro velké velikosti Náboje třídy 2 jsou méně přesné, s tolerancí 0,1 pro malé velikosti a až 0,2 pro velké velikosti.

— GOST 22993 — Tříčelisťová sklíčidla s klíčem pro ruční vrtačky (rozsah upínacích velikostí od 0,5 mm do 13 mm) norma, stejně jako GOST 8522, popisuje především standardní velikosti sklíčidel, v normě nejsou žádné požadavky na přesnost;

Ne nadarmo byly ovlivněny naše normy, protože Mnoho společností se při nákupu sklíčidel vrtáků ani neponoří do složitosti tohoto zařízení, třída přesnosti sklíčidla není uvedena a po obdržení začnou stížnosti na kvalitu a přesnost těchto sklíčidel.
Je třeba poznamenat, že použití vrtacích sklíčidel na CNC strojích na ně klade řadu požadavků na přesnost, což je důležité zejména u malých vrtáků a vrtáků z tvrdokovu (ačkoli se použití sklíčidel pro vrtáky z tvrdokovu nedoporučuje)

Je také nutné vzít v úvahu omezení maximálních přípustných otáček u vrtacích sklíčidel v závislosti na jejich konstrukčních vlastnostech.

Zastavme se u některých provedení upínačů nejčastěji používaných na kovoobráběcích strojích.

• Tříčelisťové vrtací sklíčidlo s klíčem.

Sklíčidlo se obvykle montuje přímo na vřeteno nebo trn na zkrácený Morse kužel podle GOST 9953 (možné jsou i jiné normy DIN a JIS pro zkrácené kužely vřetena nebo trnu)

I mezi zahraničními výrobci je tento typ sklíčidla určen pro upínací rozsah stopek nástrojů od 0,5-1,0 mm do 16-26 mm. Přesnost je především v rozmezí 0,1-0,2 mm. Výrobců tohoto typu kazet je mnoho, kvalita, přesnost a cena se také velmi liší. Taková sklíčidla našla široké uplatnění jak na univerzálních strojích, tak na ručních vrtačkách. Při nízkých požadavcích na přesnost vrtání a stopkách nástrojů nad 3 mm (některá provedení i od 0,5-0,8 mm) se taková upínače často používají na CNC strojích. Vzhledem ke konstrukčním vlastnostem tohoto typu sklíčidla je upevnění stopek nástrojů s malým průměrem často velmi nepřesné a dochází k němu na krátké části stopky.
To znamená, že nemůžete počítat s tím, že pomocí takových sklíčidel získáte přesné otvory a vůbec se taková sklíčidla nedoporučují pro upevnění vrtáků malého průměru (méně než 1 mm).

Samozřejmostí jsou provedení sklíčidel s klíčem s rozsahem upnutí 0,2-0,3 mm.

• Samoupínací sklíčidla (zásuvkového typu)

Častěji se také vyskytují s rozsahem upevnění od 0,5-0,8 mm do 13-16 mm. Mnoho výrobců udává u malých sklíčidel rozsah upínání nula (například 0-6,5 mm), ale nenechte se zmást, jde sice o docela dobrá sklíčidla z hlediska přesnosti s dobře usazenými čelistmi, ale upevnění stopek nástrojů menších než 0,4-0,5 mm je již obtížné a i když takový typ stopky se u tohoto typu uchycení vyskytuje u některých vlastností upínacího nástroje shan délka stopky, což negativně ovlivňuje jak přesnost, tak upínací sílu a obecně kvalitu nástroje. Sklíčidla tohoto typu jsou více doporučována pro použití na obráběcích strojích, včetně CNC, mají cenu výrazně nižší než monobloky (diskutované níže), ale jsou také horší v mnoha parametrech a chybějící schopnosti dodávat chladicí kapalinu přes sklíčidlo.
Je třeba poznamenat, že existuje poměrně mnoho různých provedení tohoto typu. Pokud jde o přesnost, můžete najít podobné kazety s charakteristikami 0,05 mm, 0,08 mm, 0,12 mm – proto při objednávání musíte věnovat pozornost nejen značce nebo ceně, ale také charakteristikám přesnosti.
Zde je například německý výrobce ROHM. Sklíčidlo řady Supra-I má přesnost 0,12 mm, zatímco sklíčidlo řady Spiro-I má přesnost 0,05 mm.

I stejný náboj lze vyrobit v různých třídách přesnosti, například Bison typ 5133 – přesné náboje se vyrábí s přesností 0,04 mm, standardní s přesností 0,15 mm

Jedná se o nejpoužívanější vrtací sklíčidla pro CNC stroje. Rozsah upínání je převážně od 0,5-3 mm do 10-16 mm, přesnost je 0,03-0,05 mm, přípustná pracovní frekvence je 6-8 tisíc otáček za minutu. (nezaměňujte hodnoty uvedené pro vyvážení sklíčidla s doporučenými provozními otáčkami). Mnoho konstrukcí poskytuje schopnost dodávat chladicí kapalinu dovnitř přes sklíčidlo. Existují konstrukce kazet, které lze použít pouze s otáčením ve směru hodinových ručiček (rotace proti směru hodinových ručiček je zakázána).

• Za zmínku stojí především speciální přesná vrtací sklíčidla.

Jejich rozsah upínání často začíná od 0,2-0,3 mm do 3,4-16 mm v závislosti na typu sklíčidla a má přesnost upnutí 0,005-0,02 mm.
Jsou to právě kazety doporučené pro zajištění malých nástrojů. V takových sklíčidlech je možný přívod chladicí kapaliny pro nástroje se stopkou 0,5-0,7 mm.

V závěru článku uvedeme odkazy na stránky výrobců nejčastěji žádaných a nejzajímavějších ohledně sklíčidel vrtáků.

Světový standard. Pro importované nástroje.

Metrický závit M12*1,25 se používá pro staré ruské nástroje a nachází se také na některých nových modelech vrtáků.

Palcové závity jsou mnohem běžnější a používají se na importovaných nástrojích. Typicky se na šroubováky používá závit 3/8-24UNF a na vrtačkách ½-20UNF.

Sklíčidla pro obráběcí stroje jsou velmi rozmanitá a mohou plnit mnoho funkcí, například:
– vrtání
— frézování
– rotace obrobku
– řezání závitů závitníky
– řezání závitů pomocí matric
– zahloubení
– skenovat

Dnes bude řeč o sklíčidlech pro vrtačky.

Konstrukčně mohou být vrtací sklíčidla podobná sklíčidlům pro ruční nástroje, hlavním rozdílem je jiný typ uložení. Na rozdíl od závitů na sklíčidlech pro vrtačky a šroubováky je zde použit zkrácený Morseův kužel. O tomto typu výsadby si povíme níže.

Pokud mluvíme o jiných strojích, stojí za zmínku existence následujících kazet:

Kleštinová sklíčidla – nejčastěji se používá pro frézy nebo závitníky. Na rozdíl od tříčelisťového sklíčidla mají omezený rozsah upnutí nebo upnou pouze jeden konkrétní průměr. Tato sklíčidla lépe přilnou k nástroji, což zlepšuje jeho přesnost.

Sklíčidla na soustruhyna rozdíl od zbytku zařízení neupínají nástroj, ale zpracovávaný obrobek.

Tepelné patrony – upíná pouze jeden průměr, používá se především u fréz. Otvor pro nástroj v tomto sklíčidle je o něco menší než samotná fréza. Toto zařízení se ohřeje pomocí samostatného stroje pomocí indukčního ohřevu, kov se roztáhne a do otvoru se vloží nástroj. Po ochlazení se kov vrátí do své původní velikosti, což dává jeden z nejsilnějších záběrů mezi sklíčidlem a nástrojem. Používá se pro vysoce přesnou práci.
Video s výměnou frézy na tepelném sklíčidle: https://www.youtube.com/watch?v=eb94j2wB-To

Hydraulické sklíčidlo – alternativní technologie k tepelné patroně. V hydraulickém sklíčidle je nástroj upnutý vlivem tlaku kapaliny. Pro upnutí/uvolnění sklíčidla stačí otočit šroubem na boční ploše. V tomto případě je upínací síla mnohem vyšší než u kleštinového sklíčidla a kapalina uvnitř zároveň pomáhá tlumit vibrace. Hydraulické sklíčidlo stojí výrazně více než kleštinové sklíčidlo, ale nevyžaduje speciální zařízení, jako je tepelné sklíčidlo, a je univerzálnější.
Video demonstrující hydraulické sklíčidlo: https://www.youtube.com/watch?v=gBjH7h22TrI

Náboj Weldon — používá se pro nástroje se stopkou Weldon. Princip činnosti je jednoduchý: stopka nástroje má vybrání, upnutí se provádí utažením šroubu, šroub se opírá o podložku vybrání a bezpečně upevní nástroj. Často se používá na strojích s magnetickou základnou k uchycení jádrových vrtáků.

Přistávací Morseův kužel

Toto uložení se používá k připevnění sklíčidla k vrtačce, není to jediné, ale nejběžnější.

Toto uchycení vynalezl v roce 1864 Stephen Morse, muž, který vynalezl a patentoval spirálový vrták, jak jej známe dnes.

Existují 3 typy kuželů:

Nástroj s patkou je ve vřetenu zajištěn zaklíněním této patky, k čemuž je v pouzdru některých vřeten odpovídající drážka. Patka je navržena tak, aby usnadnila vyražení kužele z vřetena a zabránila rotaci. Nástroj s vnitřním závitem je upevněn ve vřetenech pomocí tyče (čapu), která je zašroubována do konce kužele. Závitové kužely zajišťují, že nástroj nevypadne a usnadňují odstranění zaseknutého kužele z vřetena. Vřeteno je obvykle vyrobeno pro jednu z možností fixace – s patkou, s čepem, nebo s třecí fixací.

K fixaci zde dochází díky jedinečné geometrii – úhel kužele je menší než úhel tření. Během provozu se toto uložení vtlačí do stroje, protože při vrtání axiální zatížení tlačí vrták a kužel nahoru. Při frézování však může takový kužel vypadnout, protože pohyb frézy jde nejen nahoru a dolů, ale také doleva a doprava, což může vykývnout a vytlačit trn z kužele. Aby nástroj nevypadl, byl vynalezen závitový Morse kužel.

Velká plocha záběru mezi sklíčidlem a stopkou umožňuje větší přenos točivého momentu a minimalizuje házení ve srovnání se závitem.

Existuje několik velikostí kuželové stopky – od KM0 do KM7. Písemně se většinou označuje jako KM (Morse Taper), můžete se setkat i s označením MT (anglicky Morse Taper) a MK (německy Morsekegel). Rozměry Morseova kužele jsou stejné bez ohledu na pravopis prvních dvou písmen. Chcete-li zjistit, jakou velikost potřebujete, podívejte se na technické specifikace stroje, obvykle je tam uvedeno číslo KM.

Upevnění kužele do stroje může probíhat několika způsoby:

1. Nástroj s Morseovým kuželem se používá přímo, bez sklíčidla. Vrtáky a frézy lze ihned zakoupit s požadovaným kuželem a vložit do stroje. Tato metoda zvyšuje přesnost přístroje, ale je drahá. Také při nesprávném používání a časté výměně nástrojů může dojít k poškození kužele uvnitř stroje.
Vrták ProfOsnastka s kónickou stopkou s patkou:

2. Vloží se sklíčidlo s vestavěnou kuželovou stopkou. Tato možnost není příliš častá a nepohodlná, protože při koupi dalšího stroje s jinou velikostí CM nelze trn přeskládat, ale budete muset koupit nové sklíčidlo.

3. Nejběžnější možností je spojení sklíčidla a stroje přes trn. Zde je použit spojovací článek ve formě trnu. Na jedné straně má požadovaný KM a na druhé straně je zkrácený Morseův kužel, který je označen anglickým písmenem B (na obrázku níže označen jako K1). Zkrácený kužel se vkládá do kartuše a má tyto rozměry: B7, B10, B12, B16, B18, B22, B24, B32, B45. Ve vzácných případech může mít trn na jedné straně CM a na druhé závitové uložení.

Přesnost kazety

Přesnost sklíčidla je dána radiálním házením nástroje upnutého pomocí trnu. Jednoduše řečeno, přesnost se týká toho, jak moc se vrták nebo fréza odchýlí od středu otáčení. U ručních nástrojů dosahují tyto hodnoty 0,35 mm, u obráběcích strojů se přesnost pohybuje již od 0,2 mm a více. Tepelná a hydraulická upínače uvedená výše mohou poskytovat přesnost 0,003 mm.

Proč je potřeba přesnost? Za prvé, čím větší je radiální házení, tím více trpí spotřební materiál upnutý v kazetě a jeho zdroje se snižují. Za druhé, existuje mnoho vysoce přesných průmyslových odvětví, u kterých může odchylka 0,1 mm zničit celý produkt.

Přesnost se zpočátku měří v továrně výrobce. Na kontrolní trn se nasadí patrona, do zařízení se zasune kovový válec o délce obvykle 200 mm a na konci čepu se umístí číselníkový úchylkoměr pro měření odchylek. Čím dále od kazety, tím vyšší je radiální házení, proto v tomto případě výrobce měří maximální možný házení. Obvykle se provedou tři měření a zobrazí se aritmetický průměr.

Náboje ProfOsnastka

Sortiment TM ProfOsnastka zahrnuje různé možnosti vybavení pro ruční elektrické a pneumatické nářadí, lehké kovoobráběcí stroje a centra pro zpracování kovů.

Tříčelisťové rychloupínací sklíčidlo TM ProfOsnastka pro domácí i profesionální použití na ručním nářadí. Přesnost 0,35 mm. Sortiment zahrnuje sklíčidla pro vrtáky 0,8-13 mm, se všemi oblíbenými uloženími pro importované nástroje (1/2-20 UNF, ¾-24 UNF). Sortiment také obsahuje kazety tohoto modelu s adaptérem SDS+.

Kovové tříčelisťové rychloupínací sklíčidlo TM ProfOsnastka s upínacím zámkem. Používá se pro domácí i profesionální použití na ručním nářadí. Přesnost 0,35 mm. Sortiment zahrnuje sklíčidla pro vrtáky 1-13 mm, se všemi oblíbenými uloženími pro importované nástroje (1/2-20 UNF, ¾-24 UNF). Sortiment také obsahuje kazety tohoto modelu s adaptérem SDS+.

Tříčelisťové sklíčidlo s klíčem TM ProfOsnastka. Vhodné pro domácí i profesionální použití na ručním nářadí a strojích. Přesnost 0,35 mm. Sortiment zahrnuje sklíčidla pro vrtáky 0,6-16 mm, se všemi oblíbenými uchyceními pro importované nástroje (1/2-20 UNF, ¾-24 UNF), domácí nářadí (M12*1,25), jakož i zkrácený Morse kužel (B10 B12, B16, B18). Sortiment také zahrnuje kazety tohoto modelu s adaptérem SDS+.

Tříčelisťové přesné sklíčidlo s klíčem TM ProfOsnastka. Vhodné pro profesionální použití na strojích. Přesnost 0,25-0,18 mm. Sortiment zahrnuje sklíčidla pro vrtáky 0,6-20 mm, se všemi oblíbenými Morse kuželovými uloženími (B10 – B22).

Tříčelisťové přesné samoupínací sklíčidlo TM ProfOsnastka. Vhodné pro profesionální použití na strojích. Přesnost 0,2 mm. Sortiment zahrnuje sklíčidla pro vrtáky 0,5-20 mm, se všemi oblíbenými Morse kuželovými uloženími (B12 – B22).

Tříčelisťové zvlášť přesné samoupínací sklíčidlo TM ProfOsnastka. Vhodné pro profesionální použití na strojích. Přesnost 0,05 mm. Sortiment zahrnuje sklíčidla pro vrtáky 0,5-20 mm, se všemi oblíbenými Morse kuželovými uloženími (B10 – B22).

Tříčelisťové zvlášť přesné samoupínací sklíčidlo s aretací TM ProfOsnastka. Vhodné pro profesionální použití na strojích. Přesnost 0,12-0,05 mm. Sortiment zahrnuje sklíčidla pro vrtáky 1-13 mm, s oblíbeným Morse kuželovým uložením (B16, B18), stejně jako 1/2-20UNF.

Také skladem TM ProfOsnastka je kazetové klíče, SDS+ adaptéry.
Trny TM ProfOsnastka se používají k zasazení menšího CM do většího. Pokud máte například trn KM, ale stroj je určen pro KM3, můžete si koupit trn adaptéru KM2-KM3
Značka nabízí široký sortiment Dorn pro usazení libovolné kazety. Existují vzácné polohy trnu s CM pro závitové uložení.

Tipy pro použití

Před vložením trnu do sklíčidla a stroje otřete všechny kužely, trn a kužel ve sklíčidle dodatečně ošetřete brusnou pastou pro zajištění maximálního uchycení. Nejlepší je jednoduše otřít dosedací kužel ve stroji.
Dbejte na to, abyste vrták nezatlačili příliš silně do sklíčidla, aby nedošlo k poškození čelistí.
Vyberte správný vrták pro opracovávaný kov. Časté zasekávání je pro kazetu špatné.
Při práci se sklíčidlem přes adaptér SDS+ nepoužívejte na příklepové vrtačce režim příklepu.

Časté problémy

1. Otvor je větší než je uvedeno, házení.
— Před nákupem zkontrolujte, zda je uvedena přesnost kazety – pokud není uvedena, nemá smysl nic kontrolovat. Lze použít pouze pro kutilské práce.
– Správný provoz – před montáží zkontrolujte, zda jsou všechny díly dobře vyčištěné, správně dimenzované a zda jsou všechny díly (sklíčidlo, trn, stroj) pevně a správně spojeny (trn a sklíčidlo můžete trochu zatlouct pomocí pogumovaného kladívka nebo pomocí prkénka jako nárazník)
— Zkontrolujte všechny součásti procesu vrtání (stroj, vrtačka). Ve většině případů není chyba v kazetě.
a) Ujistěte se, že vrták, který používáte, není ohnutý nebo špatně zarovnaný.
b) Změřte přesnost vřetena, trnu bez sklíčidla a házení na těle sklíčidla. V případě odchylek může dojít k poškození kužele vřetena na stroji. Vezměte trn, zcela jej vybarvěte fixem a vložte do kužele stroje. V ideálním případě, když trn vytáhnete, neměla by na něm zůstat žádná barva. Pokud nebylo vymazáno více než 25% barvy, stojí za to zkontrolovat stroj.

2. Čelisti kazety jsou „olízané“
— Řezný nástroj je příliš pevně upnutý ve sklíčidle (neustálé přetažení)
— Soulad mezi vrtákem a obrobkem. Ujistěte se, že do obrobku vrtáte správným vrtákem. Vyvarujte se častého zasekávání vrtačky.
— Používejte pouze nástroje s válcovou stopkou. Upínání necylindrických dílů do sklíčidla může výrazně snížit životnost sklíčidla v důsledku zvýšeného namáhání čelistí.

3. Sklíčidlo je zaseknuté (nástroj nelze vyjmout / nástroj se neotáčí)
— Při práci se sklíčidlem přes adaptér SDS+ nepoužívejte na příklepové vrtačce režim příklepu.
— Ujistěte se, že v následujících bodech není žádná chyba:
a) Usazení sklíčidla odpovídá uložení nástroje
b) Do sklíčidla se vkládá nástroj s válcovou stopkou (ne šestihrannou, ne kuželovou, ne SDS atd.).
c) Vrták je správně zvolen pro zpracovávaný materiál (rychle vrtá, nezasekává se v obrobku)
d) Jsou dodrženy řezné podmínky