Oprawki idealnie dopasowane

Preview
Seco Tools
Reklama
Reklama

Oprawki z mocowaniem termokurczliwym posiadają wiele zalet, do których bezspornie należy zaliczyć prostotę konstrukcji dzięki brakowi elementów ruchomych, silne i dokładne mocowanie oraz wysoką trwałość. Dlatego ich pozycja na rynku jest bardzo stabilna i niewiele wskazuje, by coś się w tej materii miało zmienić.

Oprawka narzędziowa odgrywa niebagatelną rolę w obróbce skrawaniem, gdyż stanowi element łączący narzędzie i maszynę. Wybór odpowiedniej oprawki czy też raczej odpowiedniego systemu mocowania narzędzia skrawającego ma duży wpływ na jakość obróbki, ale też na ekonomiczne aspekty procesu skrawania stanowiące pochodną wielu czynników – z dokładnością wymiarową, czasami przestojów, zużyciem narzędzi i wstępnymi kosztami inwestycyjnymi na czele.

Reklama

Zasada mocowania

Obecnie prym na rynku wiedzie kilka systemów mocowania narzędzi w oprawkach, wśród których mocną i stabilną pozycję zajmuje system mocowania termokurczliwego – układ blokowania uchwytu z bardzo dużą precyzją i stabilnością zalecany przy obróbce w ograniczonych przestrzeniach manewrowych i wykorzystujący naturalne właściwości rozciągania się i kurczenia metalu pod wpływem wzrostu lub spadku temperatury. W praktyce cewka indukcyjna za pomocą szybkozmiennych prądów wirowych ogrzewa oprawkę termokurczliwą, która pod wpływem wysokiej temperatury rzędu 300-400°C rozszerza się, przez co światło otworu mocującego ma minimalnie większą średnicę od średnicy trzpienia mocującego narzędzie. Następnie zimny trzpień narzędzia jest wprowadzany do ogrzanej oprawki, po czym zaczyna się proces schładzania tak wytworzonego połączenia, podczas którego średnica otworu mocującego powraca do swojego początkowego wymiaru i powstaje trwałe, niemal doskonałe połączenie siłowe. Chłodzenie powinno następować szybko – w ciągu 30-40 sekund, tak by połączone elementy mogły natychmiast zostać zaprzęgnięte do pracy obróbczej. Wsparcie stanowi tu woda, którą często stosuje się na stanowiskach wyposażonych w system szybkiego schładzania, jak też nadmuch powietrza z wentylatorów. Nadal jednak można też spotkać chłodzenie przez pozostawianie uzyskanego połączenia do wystygnięcia w temperaturze pokojowej.

Reklama

Charakterystyka

Oprawki termokurczliwe – dzięki indukcyjnemu ogrzewaniu – oferują możliwość wymiany narzędzia dosłownie w kilka sekund, tworząc perfekcyjne mocowania narzędzi z takich materiałów jak węglik spiekany czy stal szybkotnąca o podwyższonej wydajności skrawania, wykorzystywanych w obróbce szybkościowej. Mocowanie termiczne stosuje się standardowo dla narzędzi o średnicach 6-32 mm, choć niektórzy dostawcy oferują oprawki o średnicy od 3 mm. Dana oprawka dostosowana jest tylko do jednej średnicy chwytu narzędzia, którego tolerancja wykonania powinna się mieścić w klasie h6 lub węższej, jeśli chce się uzyskać prawidłowe połączenie termiczne o spoistości < 0,003 mm. Sposoby zamontowania oprawki z narzędziem na obrabiarce są dość zróżnicowane, gdyż oferta rynkowa pokrywa niemal wszystkie stosowane standardy, takie jak m.in. HSK, BT czy SK.

Główne własności wyróżniające mocowanie termokurczliwe na tle innych systemów to doskonała spoistość (< 3 mikrony, co sprawia że system jest zamknięty i nie dochodzi do zabrudzeń), stabilne mocowanie, świetne wyważenie (w okolicach G 2.5), wysoka precyzja i wydajność, długi okres użytkowania, a także możliwość przenoszenia wysokiego momentu obrotowego przy zachowaniu sztywności promieniowej i niewielkich wartości bicia.

Kryteria podziału

Oprawki termokurczliwe można dzielić na grupy i rodzaje ze względu na kilka parametrów. Jednym z nich jest system narzędziowy, ze wskazaniem na najpowszechniej stosowany system HSK. Ofertę rynkową oprawek termokurczliwych z punktu widzenia zastosowania systemu HSK można łatwo uporządkować, rozbijając ją na podtypy od A do E różniące się zarówno przeznaczeniem, jak i sposobem przenoszenia momentu obrotowego oraz doprowadzenia chłodziwa.

Istotnym kryterium rozróżniania typów oprawek termokurczliwych mogą być też chłodzenie (oprawki z doprowadzeniem chłodziwa lub bez), geometria stożka (cylindryczny walec, bardzo popularny stożek o kącie 4,5°, smukły stożek o kącie 3° dla obróbki powierzchni trudnodostępnych itd.) oraz przeznaczenie (do prac wymagających standardowych lub ponadstandardowych prędkości).

Porównanie z innymi typami oprawek

Porównując oprawki termokurczliwe z innymi typami oprawek, w pierwszej kolejności należy zwrócić uwagę na to, że w przeciwieństwie do pozostałych systemów mocowania wymagają one drogiego i z punktu widzenia gabarytów dość dużego oprzyrządowania do indukcyjnego podgrzewania i kurczenia. Z drugiej strony są z reguły tańsze od swego największego konkurenta – oprawek hydraulicznych.

W odróżnieniu od termokurczliwych oprawki hydrauliczne (oferowane w podobnych średnicach 3-32 mm) nie wymagają specjalistycznego oprzyrządowania. Cechują się łatwością obsługi bez konieczności demontażu całości osprzętu z obrabiarki. Mogą ponadto być używane z tulejami zaciskowymi ograniczającymi liczbę potrzebnych oprawek i umożliwiającymi podawanie chłodziwa przez tuleję. Podobnie jak termokurczliwe oferowane są w różnych systemach mocowań: HSK (A – E), DIN, BT itp.

Kolejną grupę oprawek konkurencyjnych względem termokurczliwych stanowią klasyczne oprawki z tuleją zaciskową oferowane w zakresach 1-32 mm. Charakteryzują się większym biciem i mniejszą siłą mocowania niż oprawki termokurczliwe i hydrauliczne, ale dzięki dużemu spektrum zastosowań stanowią uniwersalne i ekonomiczne rozwiązanie dla wiercenia i lekkiego frezowania. W ich przypadku zmianę narzędzia można przeprowadzić w uchwycie obrabiarki, jednak wymaga to użycia klucza dynamometrycznego, gdyż oprawki z tuleją zaciskową można łatwo „przekręcić”, co prowadzi do ich uszkodzenia lub pogorszenia dokładności mocowania.

Mocne i słabe strony

Do słabych stron oprawek termokurczliwych należy wspomniana wcześniej konieczność zakupu i korzystania z osprzętu indukcyjnego do termicznego mocowania narzędzi. Stanowi to czynnik ograniczający w pewnym stopniu ekspansję tego rozwiązania, mimo że same oprawki są znacznie tańsze (bywa że dwu- lub trzykrotnie) od swych hydraulicznych odpowiedników. Skutkuje też tym, że w porównaniu do innych systemów czas przezbrojenia oprawek termokurczliwych jest najdłuższy. Należy też pamiętać, że oprawki, które przeszły już kilkaset cykli rozgrzania-schłodzenia-zacisku, mają skłonność do utraty dokładności obrotowej, a ze względu na trwałe połączenie oprawki i narzędzia nie wykazują praktycznie żadnego tłumienia drgań.

Natomiast wielką zaletą tego systemu jest fakt, że jako jedyny zapewnia dokładność mocowania narzędzi w sposób całkowicie niezależny od użytkownika, a to oznacza eliminację tzw. „błędu człowieka”. W przypadku pozostałych systemów na dokładność mocowania ma wpływ m.in. siła dokręcenia uchwytu przez operatora czy stopień przenikania do połączenia zanieczyszczeń i pyłów. System oprawek termokurczliwych jest całkowicie wolny od tych wad. Żadne inne rozwiązanie nie jest też w stanie zaoferować stuprocentowego dopasowania oprawki do mocowanego w niej narzędzia. Dlatego nawet jeśli udział oprawek termokurczliwych w rynku nieznacznie zmniejszy się na przestrzeni najbliższych lat, można być pewnym, że nadal będą powszechnie stosowane.

Reklama

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama