1. A munkadarab tényezők befolyásolják a szerszámtartó kiválasztását
A szerszámbefogó kiválasztását befolyásoló tényezők közé tartozik a munkadarab anyagának megmunkálhatósága az egyes munkákban, valamint a végső alkatrész konfigurációja, amely meghatározhatja egy adott profil vagy jellemző eléréséhez szükséges szerszámtartó méretét. A szerszám fogantyújának a lehető legegyszerűbbnek és könnyen használhatónak kell lennie, hogy minimálisra csökkentse a kezelő hibáinak lehetőségét.
A szerszámgép alapvető építőelemei kulcsszerepet játszanak - a lineáris vezetőkkel ellátott gyors gép kihasználja a nagy sebességű alkalmazásokhoz tervezett szerszámtartó előnyeit, míg a dobozhornyos gép támogatja a nagy igénybevételű megmunkálást. A többfeladatos gépek eszterga- és marási/fúrási műveleteket is végezhetnek egyidejűleg.
A szerszámtartó a megmunkálási stratégia szerint is kiválasztható. Például az üzletek különböző eszközöket használnak a termelékenység maximalizálására a nagy sebességű vágási (HSC) műveletek során, amelyek kis vágásmélységet (HHS) foglalnak magukban, vagy a nagy teljesítményű vágási (HPC) alkalmazásokban, amelyek a nagy teljesítményű vágásra összpontosítanak. A korlátozott fordulatszámú szerszámgépek azonban nagy fémeltávolítási arányt produkálnak.
Az alacsony megismételhető kifutás biztosítja a szerszám állandó mértékű bekapcsolását, csökkenti a vibrációt és maximalizálja a szerszám élettartamát. A kiegyensúlyozás kulcsfontosságú, és a jó minőségű szerszámbefogókat precíziósan, dinamikusan ki kell egyensúlyozni G2, 5-25000 fordulat/perc tömegnél (1 g.mm). A gyártási szükségleteiket költséghatékonyan kielégítő szerszámbefogó rendszert a szaküzletek a tényleges feltételek alapján vagy a szerszámbeszállítókkal egyeztetve határozhatják meg.
2. Minden szerszámtartónak meg kell felelnie bizonyos folyamatkövetelményeknek.
Legyen szó egyszerű oldalrögzítésről, köpenyesről, hőre zsugorodóról, mechanikusról vagy hidraulikusról, a szerszámbefogóknak meg kell felelniük bizonyos folyamatkövetelményeknek.
A rugós befogópatronok és a cserélhető befogópatronok a leggyakrabban használt kör alakú szerszámbefogó technológiák. A költséghatékony ER stílus többféle méretben kapható, és elegendő szorítóerőt biztosít a megbízható könnyű marási és fúrási műveletekhez. A nagy pontosságú ER befogott szerszámbefogók alacsony kifutású (< 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.
A zsugorított tartók erős szorítóerőt biztosítanak, 3 μm-es koncentrikusak 3xD-nél, és kiváló kiegyensúlyozó tulajdonságokkal rendelkeznek. A kompakt fogantyú kialakítása kiváló hozzáférést biztosít a bonyolult alkatrészekhez.
A megerősített szerszámbefogók közepes és nagy teherbírású marást tesznek lehetővé, de a szorítóerő a szerszámtartó és a szerszámtartó belső átmérőjének tűrésétől függ. A zsugorodó szerszámokhoz speciális fűtőberendezést kell vásárolni, és a fűtési/hűtési folyamat több beállítási időt igényel, mint a befogópatron egyszerű átkapcsolása. A mechanikus marótokmány erős szorítóerőt és nagy radiális merevséget biztosít a több soros tűcsapágy révén. Ez a kialakítás nagy teherbírású marást és gyors szerszámcserét tesz lehetővé, de a kifutás nagyobb lehet, mint a patronos rendszernél. A mechanikus tokmányok gyakran nagyobb méretűek, mint a többi szerszámbefogó típus, ami korlátozhatja a szerszám hatókörét bizonyos alkatrészjellemzőkre.
A mechanikus tokmányokhoz képest a hidraulikus tokmányok, amelyek olajnyomást használnak a szorítóerő létrehozására, kevesebb belső alkatrészt tartalmaznak, ezért viszonylag vékonyabb a profiljuk. A hidraulikus tokmányok alacsony radiális kifutásúak, és hatékonyak dörzsárazáshoz, fúráshoz és könnyű maráshoz nagy orsófordulatszámon, de érzékenyek a nagy radiális terhelésekre.
3. Az orsó vagy a kúpos vége határozza meg a nyomatékátviteli képességet és a szerszámbeállítás pontosságát
Ugyanolyan fontos, mint ahogyan a szerszámtartó hogyan tartja a vágószerszámot, az is, hogy a szerszámtartó hogyan van felszerelve a szerszámgép orsójára. A hagyományos BT, DIN és CAT szerszámtartó kúpok alkalmasak kisebb szerszámgépekhez, de a nagy sebességű megmunkálásban korlátozottak lehetnek. A kétoldalas érintkezővel ellátott változatok a kúpján és a szerszámtartó homlokfelületén nagyobb merevséget és pontosságot biztosítanak, különösen nagy túlnyúlások esetén. A nagyobb nyomaték megbízható átviteléhez nagyobb kúpméretek szükségesek.
A szerszámtartó kúpos mintázata gyakran régiónként változik. A HSK a -1990s évek közepén kezdett megjelenni Németországban, amikor a 5-tengelyes szerszámgépek egyre népszerűbbé váltak. A CAT szerszámtartókat elsősorban az Egyesült Államokban használják, míg Ázsiában a BT szerszámtartók nagyon népszerűek, és gyakran kaphatók dupla érintkezős/érintkezős változatban.
A HSK-t általában 5-tengelyes megmunkáláshoz használják. A PSC (Polygonal Clamping System: Capto) és KM csatlakozásokat főként többfeladatos szerszámgépeken használják, és ISO szabványokon alapulnak. Mind a KM, mind a Capto moduláris rendszer, amely lehetővé teszi bizonyos hosszúságú szerszámok összeszerelését a hosszabbító vagy szűkítő rudak kombinálásával. A többfeladatos szerszámgépek egyre elterjedtebbé válásával egyre népszerűbbek azok a szerszámbefogók, amelyek egy összeállításban esztergálást, marást, fúrást és egyéb megmunkálási típusokat tudnak végrehajtani.
4. Összegzés
A szaküzleteknek fel kell ismerniük a szerszámbefogók jelentőségét megmunkáló rendszereikben, és meg kell érteniük, hogyan lehet a megfelelő szerszámtartót egy adott szerszámgéphez, megmunkálási stratégiához és munkadarabhoz illeszteni a termelékenység növelése és a költségek csökkentése érdekében.
A jövőbeni technológiai fejlesztések már nem korlátozódnak magára a szerszám fogantyújára. A szoftverrel és RFID-címkékkel történő szerszámkezelés az adatalapú gyártás egyik eleme, és egyre gyakoribb. A szerszámbefogó technológia fejlesztései közé tartoznak az olyan érzékelőkkel felszerelt szerszámbefogók, amelyek valós időben figyelik a szerszámtartóra ható erőket. Az összegyűjtött adatok lehetővé teszik a kezelők számára, hogy megmunkálás közben módosítsák a megmunkálási paramétereket, akár automatikusan is a gép vezérlőegységéhez csatlakoztatott mesterséges intelligencia (AI) segítségével. Ezek és más új technológiák tovább növelik a szerszámbefogók gyártási hozzájárulását a megmunkálási folyamatban.
