Niegdyś o wyborze systemu mocującego decydowała przede wszystkim siła mocowania detalu, a więc pośrednio i wielkość uchwytu: do wielkogabarytowych elementów stosowano duże imadła maszynowe wyposażone często dodatkowo w mechaniczne lub hydrauliczne przekładnie zwielokratniające siłę. Wraz z upowszechnieniem nowoczesnych maszyn umożliwiających obróbkę w kilku osiach i jednym mocowaniu kryteria te okazały się niewystarczające, a o wyborze uchwytu zaczęła rozstrzygać nie tylko siła docisku, ale także wielkość przyrządu, stopień deformacji detalu oraz głębokość mocowania. Dziś idealny uchwyt mocujący do obróbki wielostronnej powinien mieć jak najmniejsze rozmiary eliminujące konieczność stosowania dużego wysięgu narzędzi oraz zapewniać pewny chwyt przy minimalnej głębokości mocowania.  

Gdy opór to za mało
Wymogów tych nie spełniają tradycyjne imadła maszynowe. Zbyt duża siła mocowania powoduje, że otwór przedmiotu i jego krawędzie ulegają odkształceniom znacznie wykraczającym poza granice tolerancji. Co więcej, siła ta działa jedynie w kierunku pionowym, nie zapewniając stabilnego mocowania w osi poprzecznej – istotnej w przypadku obróbki wielostronnej. Jedynym zabezpieczeniem detalu jest tu siła tarcia, która dla gładkiej powierzchni szczęk imadła maszynowego waha się w granicach 0,1. W efekcie imadło o sile 100 kN będzie zdolne do mocowania przedmiotów w osi poprzecznej z siłą zaledwie 10 kN. Duża siła w osi pionowej nie pozostaje też bez wpływu na wymiary przyrządu i głębokość jego mocowania, jeszcze bardziej ograniczając jego użyteczność w obróbce wieloosiowej.

Konwencjonalne imadła dobrze sprawdzą się natomiast na końcowym etapie obróbki wykańczającej. Ich rola i zakres zastosowań stale jednak maleją, ograniczając się do wyspecjalizowanej obróbki pojedynczych elementów detalu.  

Mały, a może więcej
Wad tych pozbawione są nowoczesne szczękowe uchwyty samocentrujące przeznaczone do obróbki wieloosiowej (w 3, 4 lub 5 osiach), które – dzięki niewielkim rozmiarom oraz dużej sile i małej głębokości mocowania – zapewniają pewne pozycjonowanie detali o znacznych gabarytach, nie ograniczając jednocześnie zakresu pracy ani przestrzeni roboczej obrabiarki. Testowane na różnych materiałach i rodzajach obróbki wykazują minimalną wrażliwość na ekstremalne warunki skrawania. Przykładowo, uchwyt mocujący CU-T 77 czeskiej firmy KASTR – dzięki twardym ząbkowanym szczękom i optymalnemu rozkładowi sił działających od strony śruby mocującej – pozwala na pewne mocowanie półfabrykatów dwadzieścia razy cięższych niż on sam – niezależnie od kąta mocowania. Zaletą takiej konstrukcji jest znaczna uniwersalność zastosowań sprzyjająca redukcji liczby przyrządów mocujących w skali całego zakładu, a tym samym i kosztów związanych z ich zakupem.

Uchwyt CU-T 77 firmy KASTR zapewnia stabilne mocowanie detalu w dowolnej pozycji

Wydatki te okażą się jeszcze mniejsze, jeśli uwzględnimy dłuższą żywotność szczęk, która w najnowszych uchwytach waha się od kilkudziesięciu tysięcy cykli mocowania w przypadku twardych materiałów (różne rodzaje stali o twardości 20-40 HRC) do nieograniczonej liczby cykli dla stopów aluminiowo-miedziowych. 

Kup i używaj
Mimo dużej uniwersalności, nie każdy szczękowy uchwyt samocentrujący nadaje się do natychmiastowego zastosowania. Część z nich przed aplikacją wymaga wstępnego wyregulowania zacisku szczęk za pomocą siłownika hydraulicznego, tak aby dostosować je do bieżących potrzeb produkcyjnych. Proces ten jest nie tylko długotrwały i kosztowny (konieczność zakupu siłownika), ale także negatywnie wpływa na jakość mocowania detalu. Co więcej, znacznie utrudnia mocowanie skomplikowanych elementów wymagających jednoczesnego zastosowania kilku uchwytów. Jeśli przyrządy nie są ustawione równolegle względem siebie, dopasowanie zacisku szczęk przy użyciu siłowników hydraulicznych jest w tej sytuacji niemal niemożliwe.

Dlatego przed wyborem uchwytu warto dokładnie przeanalizować potrzeby produkcyjne zakładu i zastanowić się, do jakich aplikacji będzie on wykorzystywany. Jeżeli planujemy obrabiać elementy duże lub skomplikowane, lepszym rozwiązaniem będzie przyrząd niewymagający wstępnej regulacji szczęk, np. wspomniany CU-T 77 firmy KASTR.  

Opcje niezbędne, opcje przydatne
Poza możliwością natychmiastowego użycia szczękowe uchwyty samocentrujące różnią się także poziomem eliminacji drgań oraz sposobem montażu na stole obrabiarki. Najlepsze modele są w stanie w znacznym stopniu zniwelować drgania powstające w trakcie procesu obróbki (zwłaszcza twardych materiałów), zapewniając wysoką jakość powierzchni obrabianej. Przykładowo, uchwyt CU-T 77 zamontowany na maszynach Okuma w procesie frezowania czołowego narzędziami ISCAR przeznaczonymi do stali C45 umożliwia uzyskanie chropowatości powierzchni na poziomie Ra = 0,2. Zaś prosty sposób montażu w rowkach T stołu krzyżowego obrabiarki znacznie ułatwia obsługę uchwytu oraz pozwala na dowolną konfigurację i zróżnicowane rozmieszczenie większej ilości przyrządów.

Inwestując w uchwyt, warto również zastanowić się nad dokupieniem do niego wyposażenia dodatkowego rozszerzającego zakres jego zastosowań. W przypadku modelu CU-T 77 przydatnym akcesorium może okazać się dodatkowa szczęka środkowa umożliwiająca jednoczesne zamocowanie i obróbkę dwóch niewielkich detali, a także miękkie szczęki do obróbki materiałów miękkich i mocowania elementów o skomplikowanych kształtach (funkcja dodatkowego punktu mocowania).

www.kastr.cz