Держатели SchunkВсе о держателях вращающегося инструмента.

Любой производитель заинтересован в увеличении прибыли и всегда ищет возможности для сокращения расходов. Почему бы не начать с дорогостоящих держателей вращающегося инструмента? Средняя цена оправки концевой фрезы или цангового патрона с конусом 40 колеблется в районе 100 долларов и выше. Если умножить это значение на 20-30 держателей для каждого многоцелевого станка в цеху, получается внушительная сумма.

А что если наладить собственное производство – удастся ли при этом сохранить свои средства? Как оказалось, существует несколько достаточно веских оснований доверить изготовление оснастки специалистам.

Мы поговорили с несколькими производителями держателей инструмента и выяснили, как им удается обеспечивать высокое качество выпускаемой оснастки.

Самостоятельная работа

Как правило, производители держателей инструмента охраняют свои секреты даже более тщательно, чем компания «Херши» рецепт своего шоколада. Здесь царит жесткая конкуренция, каждый производитель взаимодействует с десятками поставщиков и имеет собственную отточенную технологию изготовления надежного держателя инструмента.

Все начинается со стали. Производители оснастки работают с различными материалами: от пружинной стали для цанг до цементируемых сплавов для корпусов держателей инструмента. Для изготовления гидравлических патронов и термообжимных оправок хорошо подойдет высококачественная инструментальная сталь марки H13, устойчивая к упругим деформациям и частым зажимным операциям. Превосходную прочность и жесткость может обеспечить сплав с высоким содержанием молибдена и хрома – например, 8620. При поиске идеального баланса между свойствами держателей инструмента множество производителей сотрудничают с производителями стали для разработки своих собственных сплавов.

Предварительные расчеты

Наличие токарного станка с ЧПУ с большим диаметром отверстия в шпинделе позволяет автоматизировать подачу заготовок, но для этого необходимо очень большое сквозное отверстие и устройство подачи прутка для высоких нагрузок – внешний диаметр цангового патрона CAT-40, например, составляет 63,5 мм. В этом случае лучше подойдет отрезка заготовок на заданную длину. Конусообразный конец держателей инструмента CAT и BT имеет угол 7/24 и отступает на 68,25 мм от мерной линии шпинделя. Добавьте еще примерно 100 мм к рабочему концу держателя инструмента – детали, которая захватывает инструмент, – и отрезка заготовок будет осуществляться по длине около 175 мм.

BIG KaiserВам также понадобится токарно-фрезерный станок, оборудованный контршпинделем. Еще лучше, если это будет многоцелевой станок с объемным инструментальным магазином. Как и в любом мелкосерийном производстве с большим ассортиментом, гибкость и сокращенное время наладки в сочетании с полным набором инструментов на многоцелевом станке – это все, что нужно для выпуска широкого спектра держателей инструмента и выполнения индивидуальных заказов. Основными требованиями при круглосуточном производстве будут следующие: автоматизация  загрузки/выгрузки заготовок, поточный контроль размеров и автоматическая коррекция на износ инструмента. Можно ожидать следующие значения времени цикла: 8-12 мин для простых небольших держателей и от одного до нескольких часов для крупногабаритных или сложных.

Прочность и точность

На следующем этапе осуществляется термообработка заготовки держателя инструмента. Корпуса держателей, изготовленные из стали марки H13 или аналогичной, обычно подвергаются сквозной закалке до Rc55, что делает их надежными и долговечными при использовании в цикличных процессах. Легированная сталь обычно закаливается до значения несколько ниже твердости шпинделя станка – Rc60-Rc62. Таким образом, попавшая внутрь стружка и другие частицы будут задерживаться в корпусе держателя инструмента, не вызывая повреждения шпинделя.

Большинство производителей оставляют небольшое количество материала на поверхности каждой заготовки для чистового прохода после термообработки. Критические поверхности, такие как поверхности конусов и отверстий, шлифуются до определенного размера, а остальные подвергаются твердому точению. В отличие от одноэтапной начальной операции точения/фрезерования, чистовая обработка требует выполнения множества операций. Без автоматизированного шлифовального ГПМ эта часть процесса изготовления инструментов является наиболее трудоемкой и требует тщательного контроля качества и обработки для получения высококачественного изделия.

Балансировка

В связи с тем, что в современном производстве широко применяются высокоскоростные многоцелевые станки, предварительная балансировка инструмента становится практически обязательной. Это справедливо главным образом для держателей инструмента с системой крепления CAT, которые из-за неодинаковой глубины паза и V-образной канавки обычно менее сбалансированы, чем держатели BT или HSK. CAD-система с возможностью анализа центра тяжести при вращении позволяет спроектировать максимально сбалансированный инструмент, но для завершения необходимо снять определенное количество металла – просверлить небольшие отверстия в важнейших точках. Для облегчения дальнейших действий эта операция зачастую может быть выполнена перед термообработкой, однако инструменты с частотой вращения свыше 20 000 об/мин могут потребовать дополнительной балансировки после чистовой обработки. Хороший балансировочный станок стоит не менее 30 000 долларов, а автоматизированная интеллектуальная система с возможностью балансировки разных видов держателей и высокой производительностью будет стоить и того дороже.Держатели Schunk

Существует еще множество аспектов, связанных с изготовлением держателей инструментов. Точность инструмента определяется правильно организованной последовательностью операций чистовой обработки. Марка стали, а также глубина и степень термообработки держателей инструмента влияют на срок службы и характеристики гашения вибраций. Для закрепления внутренней зажимной цанги при изготовлении гидравлических патронов требуется высокотемпературная пайка, а на цанговые патроны для повышения прочности может наноситься резьба. Что касается термообжимных оправок, для обеспечения длительного срока их службы необходимы всесторонние циклические испытания и особые свойства материала. Однако даже самый лучший держатель может выйти из строя из-за некачественных цанг или захватных головок, поэтому многие производители изготавливают эти важнейшие детали самостоятельно.

Учитывая технический опыт и временные затраты, необходимые для проектирования, разработки производственного процесса, программирования, материального обеспечения и внешней обработки, рекомендуется доверить эти процедуры экспертам и сфокусироваться на главной задаче – изготовлении деталей.

Источник материала: перевод статьи
Tooling up for toolmaking,

Shop Metalworking Technology (SMT)

Автор статьи:
Кип Хэнсон (Kip Hanson)

Помощь при подготовке
данной статьи оказали:
BIG Kaiser Precision Tooling Inc.

Schunk Intec Corp.



Понравилась статья? Поделитесь: