1. Arbetsstyckesfaktorer påverkar valet av verktygshållare
Faktorer som påverkar valet av verktygshållare inkluderar bearbetbarheten av arbetsstyckets material i varje jobb och konfigurationen av den slutliga delen, som kan bestämma verktygshållarens storlek som behövs för att uppnå en specifik profil eller funktion. Verktygshandtaget ska vara så enkelt och lätt att använda som möjligt för att minimera risken för operatörsfel.
De grundläggande byggstenarna i verktygsmaskinen spelar en nyckelroll - en snabb maskin med linjära styrningar kommer att dra fördel av en verktygshållare som är designad för höghastighetsapplikationer, medan en maskin med ett lådspår stöder tung bearbetning. Multi-tasking maskiner kan utföra svarvning och fräsning/borrning samtidigt.
Verktygshållaren kan också väljas enligt bearbetningsstrategin. Till exempel använder butiker olika verktyg för att maximera produktiviteten vid höghastighetsskärning (HSC), som involverar grunda skärdjup (HHS), eller i tillämpningar för högpresterande skärning (HPC), som fokuserar på högeffektskärning. Verktygsmaskiner med begränsad hastighet producerar dock höga metallavverkningshastigheter.
Lågt repeterbart utlopp hjälper till att säkerställa en konstant mängd verktygsingrepp, minskar vibrationer och maximerar verktygets livslängd. Balans är avgörande och högkvalitativa verktygshållare bör vara exakt dynamiskt balanserade vid G2,5-25000 rpm massa (1 g.mm). Jobbbutiker kan fastställa verktygshållarsystemet som kostnadseffektivt kan möta deras produktionsbehov baserat på faktiska förhållanden eller genom samråd med verktygsleverantörer.
2. Varje verktygshållare bör uppfylla specifika processkrav.
Oavsett om de är enkla sidofästa, mantlade, värmekrympbara, mekaniska eller hydrauliska, bör verktygshållare uppfylla specifika processkrav.
Fjäderhylsor och utbytbara spännhylsor är de vanligaste teknikerna för runda verktygshållare. Den kostnadseffektiva ER-modellen finns tillgänglig i en mängd olika storlekar och ger tillräcklig spännkraft för pålitlig lätt fräsning och borrning. Högprecisions ER-hämtade verktygshållare har låg utlopp (< 5µm at the tool tip) and a symmetrical design balanced for high-speed operations, while reinforced versions are available for heavy-duty machining. ER toolholders allow for quick changeovers to accommodate a variety of tool diameters.
Krymppassningshållarna ger stark klämkraft, har 3 μm koncentricitet vid 3xD och har utmärkta balanseringsegenskaper. Den kompakta handtagsdesignen ger utmärkt tillgång till knepiga detaljer.
Förstärkta verktygshållare tillåter medelhög till kraftig fräsning, men klämkraften beror på toleransen för inre diameter hos verktygshållaren och verktygshållaren. Krymppassade verktyg kräver inköp av en speciell värmeanordning, och uppvärmning/kylningsprocessen kräver mer inställningstid än att bara byta spännhylsa. Den mekaniska fräschucken ger stark spännkraft och hög radiell styvhet genom flera rader av nållager. Denna konstruktion möjliggör kraftig fräsning och snabba verktygsbyten, men utloppet kan vara större än med ett spännhylsasystem. Mekaniska chuckar är ofta större än andra typer av verktygshållare, vilket kan begränsa verktygets räckvidd till vissa detaljer.
Jämfört med mekaniska chuckar har hydraulchuckar, som använder oljetryck för att generera klämkraft, färre inre komponenter och har därför en relativt smalare profil. Hydraulchuckar har låg radiell utlopp och är effektiva för brotschning, borrning och lätt fräsning vid höga spindelhastigheter, men är känsliga för stora radiella belastningar.
3. Spindeln eller den avsmalnande änden bestämmer vridmomentöverföringsförmågan och verktygets inriktningsnoggrannhet
Lika viktigt som hur verktygshållaren håller skärverktyget är hur verktygshållaren monteras på verktygsmaskinens spindel. Traditionella BT-, DIN- och CAT-verktygshållare är lämpliga för mindre verktygsmaskiner men kan vara begränsade vid höghastighetsbearbetning. Versioner med dubbelsidig kontakt på konan och ändytan av verktygshållaren ger större styvhet och noggrannhet, speciellt med stora överhäng. För att kunna överföra mer vridmoment tillförlitligt krävs större koniska storlekar.
Valet av verktygshållarens avsmalningsmönster varierar ofta beroende på region. HSK började dyka upp i Tyskland i mitten av-1990-talet, när 5-axelverktygsmaskiner blev mer och mer populära. CAT-verktygshållare används främst i USA, medan BT-verktygshållare i Asien är mycket populära och ofta finns i dubbelkontakt-/kontaktversioner.
HSK används ofta för 5-axelbearbetning. PSC (Polygonal Clamping System: Capto) och KM-anslutningar används huvudsakligen på multi-task verktygsmaskiner och är baserade på ISO-standarder. Både KM och Capto är modulära system som möjliggör montering av verktyg av specifika längder genom att kombinera förlängnings- eller reduktionsstänger. I takt med att verktygsmaskiner med flera uppgifter blir vanligare, blir verktygshållare som kan utföra svarvning, fräsning, borrning och andra bearbetningstyper i en uppsättning mer och mer populära.
4. Sammanfattning
Arbetsbutiker måste inse vikten av verktygshållare i sina bearbetningssystem och förstå hur man korrekt matchar rätt verktygshållare med en specifik verktygsmaskin, bearbetningsstrategi och arbetsstycke för att öka produktiviteten och minska kostnaderna.
Framtida tekniska förbättringar kommer inte längre att begränsas till själva verktygshandtaget. Verktygshantering med hjälp av programvara och RFID-taggar är en del av databaserad tillverkning och blir allt vanligare. Framsteg inom verktygshållarteknik inkluderar verktygshållare utrustade med sensorer som övervakar krafterna på verktygshållaren i realtid. De insamlade uppgifterna gör det möjligt för operatörer att göra justeringar av bearbetningsparametrar under bearbetning, även automatiskt genom artificiell intelligens (AI) ansluten till maskinens styrenhet. Dessa och andra nya teknologier kommer att ytterligare öka produktionsbidraget från verktygshållare i bearbetningsprocessen.
