Miten koneistuskeskusten tulisi valita työkalunpitimet oikein?

Tarkkuustyöstökeskukset yhdistettynä edistyneisiin leikkaustyökaluihin voivat tarjota erinomaisen metallinleikkauksen tuottavuuden. Työkalunpidin on tärkeä rajapinta leikkaustyökalujen ja työstökoneiden karojen välillä, ja se on erittäin tärkeä korkean tuottavuuden saavuttamiseksi. Joten miten valitsemme, levitämme ja huollamme tuotantotarpeisiin sopivimman työkalutelineen?
01 Työkappaleen tekijät, jotka vaikuttavat työkalunpitimen valintaan
Työkalunpitimen valintaan vaikuttavia tekijöitä ovat työkappaleen materiaalin työstettävyys kussakin työvaiheessa ja loppuosan konfiguraatio, joka voi määrittää tietyn profiilin tai ominaisuuden saavuttamiseen tarvittavan työkalunpitimen koon. Kahvan tulee olla mahdollisimman yksinkertainen ja helppokäyttöinen käyttäjän virheiden mahdollisuuden minimoimiseksi.
Työstökoneiden peruskomponenteilla on ratkaiseva rooli - nopeat, lineaarisilla ohjaimilla varustetut työstökoneet hyödyntävät täysin nopeisiin sovelluksiin suunniteltuja työkalunpitimiä, kun taas laatikkourilla varustetut työstökoneet tukevat kovaa työstöä. Monitoimikoneilla voidaan suorittaa samanaikaisesti sorvaus- ja jyrsintä-/porausprosessit.
Voit myös valita työkalunpitimen työstöstrategian mukaan. Esimerkiksi korkean nopeuden leikkausprosesseissa (HSC) tai korkean suorituskyvyn leikkaussovelluksissa (HPC) työpajat valitsevat erilaisia ​​leikkaustyökaluja tuottavuuden maksimoimiseksi. Ensin mainittuun liittyy matala leikkaussyvyys HHS, kun taas jälkimmäinen keskittyy korkeampien metallinpoistonopeuksien tuottamiseen työstökoneilla, joilla on riittävä teho mutta rajoitettu nopeus.
Alempi toistettava säteittäinen juoksu auttaa varmistamaan jatkuvan työkalun kiinnittymisen, mikä vähentää tärinää ja maksimoi työkalun käyttöiän. Tasapaino on ratkaisevan tärkeää, ja laadukkaiden työkalunpitimien tulisi saavuttaa tarkka dynaaminen tasapaino G2:lla, 5-25000 rpm (1 g. mm). Käsittelypaja voi määrittää sen tuotantotarpeisiin taloudellisesti tehokkaalla tavalla todellisen tilanteen perusteella sopivan työkalunpidinjärjestelmän tai neuvotella työkalun toimittajan kanssa.
02 Jokaisen kahvatyypin tulee täyttää tietyt prosessivaatimukset
Olipa kyseessä yksinkertainen sivukiinteä tyyppi, vaippatyyppi, lämpökutistetyyppi, mekaaninen tyyppi tai hydraulinen tyyppi, työkalun kahvan tulee täyttää erityiset prosessivaatimukset.
Jousiholkit ja vaihdettavat holkit ovat yleisimmin käytettyjä pyöreitä työkalunpidintekniikoita. Taloudellisesti tehokas ER tarjoaa eri kokoja ja riittävän puristusvoiman luotettavien kevyiden jyrsintä- ja porausprosessien saavuttamiseksi. Erittäin tarkassa ER-vaipallisessa työkalupitimessä on alhainen säteittäinen juoksu (<5 µ m at the tool tip) and a symmetrical design that can be balanced for high-speed processes, while the reinforced type can be used for heavy-duty machining. The ER tool holder is easy to quickly convert and can adapt to various tool diameters.
Lämpölaajenevan työkalun kahva voi tarjota vahvan puristusvoiman, 3 3xD μ:n samankeskisyydessä ja erinomaisen dynaamisen tasapainomassan. Kompakti kahvarakenne mahdollistaa helpon pääsyn monimutkaisiin osien ominaisuuksiin.
Parannetuilla työkalunpitimillä voidaan suorittaa keskiraskasta ja raskasta jyrsintää, mutta kiristysvoima riippuu työkalunpitimen ja työkalun pidikkeen sisähalkaisijan toleranssista. Lämpölaajenemisleikkaustyökalut edellyttävät erityisten lämmityslaitteiden hankintaa, ja lämmitys-/jäähdytysprosessi vaatii enemmän asennusaikaa kuin pelkkä vaipan vaihtaminen.
Mekaaninen jyrsintäistukka tarjoaa vahvan puristusvoiman ja suuren radiaalisen jäykkyyden useiden neularullalaakeririvien kautta. Tällä rakenteella voidaan saavuttaa raskas jyrsintä ja nopea työkalun vaihto, mutta kuormitus voi olla suurempi kuin vaippajärjestelmän. Mekaanisten istukkaiden koko on yleensä suurempi kuin muuntyyppisten työkalunpitimien, mikä voi rajoittaa työkalun kykyä saavuttaa tiettyjä osien ominaisuuksia.
Verrattuna mekaanisiin istukoihin, hydrauliistukat, jotka käyttävät hydraulista painetta puristusvoiman tuottamiseen, sisältävät vähemmän sisäisiä komponentteja, mikä johtaa suhteellisen hoikkaan ulkonäön. Hydraulisen istukan säteittäinen juoksu on suhteellisen alhainen, ja se voi tehokkaasti laajentaa reikiä, porata reikiä ja suorittaa kevyttä jyrsintää suurilla karanopeuksilla, mutta se on herkkä suurille radiaalisille kuormille.
03 kara tai kartiomainen pää määrittää vääntömomentin siirtokyvyn ja työkalun kohdistustarkkuuden
Yhtä tärkeää kuin leikkuutyökalun kiinnittäminen työkalunpitimellä on työkalunpidin asentaminen työstökoneen karaan. Perinteinen BT-, DIN- ja CAT-työkalun varren kartio sopii pienempiin työstökoneisiin, mutta se voi olla rajoitettu nopeassa koneistuksessa. Mallit, jotka joutuvat kosketuksiin työkalun kädensijan kartiomaisen ja päätypinnan kanssa molemmilla puolilla, voivat tarjota suuremman jäykkyyden ja tarkkuuden, erityisesti suurissa ylityksissä. Suuremman vääntömomentin luotettava siirto vaatii suuremman kartiokoon. Esimerkiksi HSK-E32-työkalunpidin ei voi korvata HSK-A125A:ta raskaassa työstössä.
Kahvan kartiomaisen muodon valinta vaihtelee yleensä alueittain. Puolivälissä-1990 5-akselikoneista tuli yhä suositumpia, ja juuri tänä aikana HSK alkoi ilmestyä Saksassa. CAT-työkalunpitimiä käytetään pääasiassa Yhdysvalloissa, kun taas Aasiassa BT-työkalunpitimet ovat erittäin suosittuja, ja niitä on usein saatavana malleina, joissa on kaksipuolinen kartio/päätykontakti.
HSK:ta käytetään yleisesti 5-akselin työstöön. PSC- (Polygonal Clamping System: Capto)- ja KM-liitäntöjä käytetään pääasiassa monitoimityöstökoneissa ISO-standardien mukaisesti. KM ja Capto ovat molemmat modulaarisia järjestelmiä, jotka mahdollistavat tietynpituisten työkalujen kokoamisen yhdistämällä jatko- tai supistustankoja. Moniajotyöstökoneiden kasvavan suosion myötä työkalunpitimet, joilla voidaan saavuttaa koneistustyyppejä, kuten sorvaus, jyrsintä ja poraus yhdellä kiinnitysprosessilla, ovat yhä suositumpia.
04 Yhteenveto
Koneistustyöpajan on kiinnitettävä huomiota työkalunpitimien tärkeyteen työstöjärjestelmässä ja ymmärrettävä, kuinka oikea työkalunpidin sovitetaan oikein tiettyihin työstökoneisiin, työstöstrategioihin ja työkappaleisiin tuottavuuden parantamiseksi ja kustannusten alentamiseksi.
Tulevat tekniset parannukset eivät enää rajoitu itse kahvaan. Ohjelmistojen ja RFID-tunnisteiden käyttö työkalujen hallinnassa on olennainen osa tietopohjaista valmistusta, ja siitä on tulossa yhä yleisempää. Työkalunpidinteknologian edistysaskel sisältää antureilla varustetut työkalunpitimet, jotka voivat seurata työkalunpitimeen kohdistuvaa voimaa reaaliajassa. Kerättyjen tietojen avulla käyttäjät voivat säätää koneistusparametreja koneistusprosessin aikana, ja niitä voidaan jopa säätää automaattisesti koneen ohjausyksikköön liitetyn tekoälyn (AI) avulla. Nämä tekniikat ja muut uudet teknologiat lisäävät entisestään työkalunpitimen tuotantopanosarvoa koneistusprosessissa.