Держатели инструментов были разработаны для надежного крепления режущего инструмента. Они также облегчают передачу крутящего момента от шпинделя станка к вращающемуся инструменту. Прошло много времени с тех пор, как мы слышали о каких-либо существенных изменениях в владении инструментами, что может свидетельствовать о том, что мы отстаем в области инноваций. Действительно, устоявшиеся принципы зажима инструмента, необходимость широкой взаимозаменяемости и унификации, а также нормализованные конструкции приспособлений для станков привели к созданию четко определенных стандартов, в которых указываются подробные параметры держателя инструмента. Но это не значит, что новые инновации и разработки закончились.
Время предъявляет новые требования к механической обработке, которые трансформировались в новые требования к станкам и, следовательно, к режущим инструментам и держателям инструментов – обоим элементам цепочки, позволяющей распознавать возможности станка, которые возможны при обработке части поверхности. Держатель инструмента относится к наиболее “консервативному” звену цепи и претерпел меньше революционных изменений по указанным причинам. Тем не менее, дух времени и современные тенденции в области резки металла не превзошли.
Очевидно, что философия индустрии 4.0 оказала серьезное влияние на владение инструментами. Интеллектуальное производство завтрашнего дня требует интеллектуальных держателей инструментов для обмена данными в формируемом Интернете вещей (IoT). Это приведет к созданию новых информационных возможностей держателей инструментов за счет добавления все большего количества электронных блоков. Даже сегодня встроенные чипы предоставляют различные данные о держателе инструмента, который взаимодействует со станками, промышленными роботами, устройствами хранения и многим другим.
Добавление новой функции передачи данных, несомненно, является чрезвычайно важным направлением в развитии инструментального холдинга. Однако это не отменяет распространенный способ улучшения механической конструкции, который может показаться немного прозаичным по сравнению с восторженным интеллектом интеллектуальных инструментов. Однако следует отметить, что традиционный компонент разработки, который касается держателей инструментов как механических систем для продвижения, очень далек от того, чтобы зайти в тупик.
Недавние улучшения в конструкции держателей инструментов отчетливо видны в следующих областях.
1. Термоусадочные патроны
Методы высокоскоростной обработки (HSM) вывели требования к балансировке инструмента на новый уровень. В HSM динамические характеристики инструмента не могут быть отделены от держателя инструмента, и особое внимание должно уделяться сборке инструмента и держателя инструмента. Следовательно, сведение к минимуму несбалансированности такой сборки является одной из проблем, с которыми сталкиваются разработчики инструментов. Они постарались гарантировать требуемые параметры баланса на этапе проектирования перед производством. Эта разработанная конструкция баланса не может заменить “физическую” балансировку реальной сборки, но она существенно уменьшает дисбаланс массы будущего продукта и значительно облегчает “физическую” балансировку. Осесимметричные термоусадочные патроны оптимально отвечают требованиям сбалансированного держателя инструмента для HSM уже на стадии проектирования. Это объясняет, почему продвижение термоусадочных патронов имеет приоритетное значение.
2.
Подача охлаждающей жидкости Точечная подача охлаждающей жидкости через корпус инструмента, когда поток охлаждающей жидкости направляется в зону резания, значительно повышает производительность обработки. Отрасли требуются более совершенные держатели инструментов с возможностью внутренней подачи, особенно для обработки с охлаждением под высоким давлением (HPC).
3. Модульная быстросменная оснастка
Модульный принцип проектирования значительно упрощает поиск оптимальной конфигурации инструментального узла и уменьшает запросы на специальные инструменты.
4. Дальнодействующие приложения
Дальнодействующие приложения для обработки, требующие высокого свеса инструментального узла, отличаются плохой стабильностью. Повышение виброустойчивости сборки-еще одна тенденция развития резцедержателей.
5. Многоугольное коническое соединение
Стандартизированная ISO адаптация многоугольной конусности зарекомендовала себя и стала распространенной в многозадачных станках и токарных центрах.
Это лишь некоторые из важных направлений развития держателей инструментов. Другие сосредоточены на передаче с высоким крутящим моментом, предотвращающей выдергивание инструмента из-за высокой осевой составляющей силы резания, повышении точности, более эргономичных решениях и т.д. Поэтому вывод о кажущейся стагнации в механической конструкции держателей инструментов неверен.
В качестве примера давайте рассмотрим новейшие версии toolholding от Iscar за последние несколько лет. Недавно компания Iscar расширила семейство термоусадочных держателей, добавив новые патроны с многоугольным коническим хвостовиком C8. Патроны имеют несколько размеров отверстий от 6 до 32 мм. Представленные изделия имеют каналы охлаждающей жидкости вдоль отверстия патрона для обеспечения эффективной подачи охлаждающей жидкости к режущей кромке зажатого инструмента (рис.1).
Рис.1. Термоусадочный патрон с многоугольным коническим хвостовиком с возможностью внутренней подачи охлаждающей жидкости
В связи с растущей популярностью многоугольной конусной адаптации Iscar разработала новое семейство инструментов для внешнего и внутреннего точения и нарезания резьбы (рис. 2). Модульная концепция семейства позволяет использовать различные инструментальные узлы с использованием широкого спектра режущих головок с индексируемыми вставками, которые монтируются на держателях инструментов с многоугольными коническими хвостовиками посредством соединения с зубчатой поверхностью.
Рис.2. Объединение сменных головок и держателей инструментов в модульных сборках упрощает настройку инструмента
Что еще может быть нового в пружинных цангах ER? Производители инструментов разработали широкий ассортимент точных цанг, которые обеспечивают возможность подачи охлаждающей жидкости. Например, новые обновленные резиновые уплотненные цанги ER Iscar с чрезвычайно узким диапазоном сжатия обеспечивают лучшее усилие зажима, поддерживают высокую точность биения 0,005 мм и облегчают 4 струи охлаждения (рис.3).
Рис.3: Цанги ER с охлаждающими струями
Встроенные цанги Iscar, инструменты с коническим хвостовиком для прямого монтажа в патронах ER, являются точными и жесткими инструментами и сами считаются держателями инструментов: передняя часть цанги имеет собственную адаптацию для установки режущих головок с индексируемыми вставками или полностью изготовлена из цементированных карбидов.
Гидравлические патроны обеспечивают высокий момент захвата, что жизненно важно для обработки в тяжелых условиях. В последние годы компания Iscar расширила ассортимент гидравлических патронов, и теперь они доступны с BT-MAS, DIN 69871 и хвостовиками HSK. В дополнение к передаче с высоким крутящим моментом и быстрой смене инструмента гидравлические патроны характеризуются отличными виброгасящими свойствами и высокой точностью.
Компания Iscar разработала систему быстросменных сборных инструментов специально для токарной обработки алюминиевых колес. Инструментальный узел состоит из режущей головки и держателя. Головка монтируется на держателе с помощью соединения «ласточкин хвост». Механизм «ласточкин хвост» обеспечивает полный контакт между держателем и головкой с очень высокими усилиями зажима и может выдерживать жесткие условия резания при повороте колес. Держатели изготавливаются с хвостовиками VDI40, VDI50 или круглыми хвостовиками (рис.4).
Рис.4: Быстросменная оснастка для токарной обработки алюминиевых колес
Мы видим, что прогресс в области владения инструментами далеко не исчерпывает ресурсы продвинутого проектирования. Несмотря на то, что высококачественные держатели инструментов достигли нужного уровня производительности для удовлетворения потребностей современных производителей, интеллектуальная фабрика завтрашнего дня требует еще более высокого уровня. Интеллектуальный дизайн в сочетании с прогрессивными технологиями продолжает играть ключевую роль в совершенствовании владения инструментами.
metalworkingnews.info
перевод Яндекс
