Хотя известно, что державки являются критически важными компонентами в процессе механообработки, уникальные особенности, которые отличают «стандартную» державку от той, которая предназначена для более точной и высокоскоростной работы, могут быть незаметны.
Как и детали, для изготовления которых они используются, прецизионные державки обрабатываются с соблюдением строгих допусков, чтобы обеспечить оптимальную посадку в шпинделе, концентричность и баланс. Чем точнее обработка, тем больше эти факторы влияют на качество продукции, выпускаемой станком.
При неправильной обработке резцедержатель, который неплотно прилегает к шпинделю или не точно сбалансирован, может вибрировать, качаться или стираться, что приводит к выпуску деталей с неправильным допуском, увеличенным размерам резьбовых отверстий и другим нежелательным результатам.
Поэтому имеет смысл глубоко изучить элементы посадки, балансировки, подачи СОЖ и другие аспекты прецизионных резцедержателей. Для многих производителей это может стать ключом к максимальному увеличению потенциала скорости и точности их обрабатывающих центров.
Сертифицированные конусы AT3
Резцедержатель является важным связующим звеном между обрабатывающим центром и режущим инструментом. Он вставляется в шпиндель обрабатывающего центра и фиксируется им, и, в свою очередь, удерживает режущий инструмент, такой как сверло или концевая фреза, зажимая его хвостовик.
Резцедержатели обычно имеют коническую форму, включая спецификации конусов CAT и BT. Другой тип такого инструмента, HSK, вообще не имеет конуса, а вместо этого включает в себя различные фланцы для надежной фиксации держателя.
Другие особенности прецизионных держателей:
✅ Для быстросъемных держателей с коническими фланцами качество посадки между шпинделем и державкой имеет решающее значение для точного расположения и надлежащей фиксации.
✅ В отличие от инструментов, для которых требуется дышло, свободно высвобождаемые разновидности держателей должны поддерживать прочный контакт по всей конической поверхности, чтобы можно было противостоять центробежной силе сверления, а инструмент оставался в шпинделе на холостом ходу.
✅ Слишком свободный держатель приводит к раскачиванию или износу инструмента, создавая дефекты в изготавливаемых деталях и сокращая срок службы инструмента.
✅ Поскольку большинство шпинделей станков с ЧПУ изготавливаются с допуском AT2, производители резцедержателей нечасто поставляют конические изделия с допуском AT3 или более.
Прецизионная балансировка для высокоскоростной обработки
Когда число оборотов увеличивается до 20 000–30 000 или выше при высокоскоростной обработке, резцедержатель должен быть более точно сбалансирован. Начиная примерно с 8000 об/мин, шпиндель начинает расширяться и может уменьшить контакт с конусом державки. Это может вызвать вибрации, которые приводят к изготовлению деталей низкого качества. Создаваемый «эффект биения» может вызвать нагрузку на подшипники шпинделя и, в итоге, сократить срок службы станка.
Чтобы этого не произошло, производители часто указывают уровень дисбаланса с помощью числа G в миллиметрах в секунду (мм/сек). По этим причинам станочные шпиндели и детали станков обычно имеют уровни вибрации G 2,5 и G 6,3.
Концентричность вдоль центральной линии является наиболее важной характеристикой державки и не должна превышать критических значений. В противном случае биение может изменить размер просверленных отверстий или пазов, испортив заготовку.
Подобные дефекты могут быть особенно вредны при обработке титана или других твёрдых металлов, часто используемых в авиационной промышленности.
Державки с СОЖ
Обрабатывающие центры, предназначенные для подачи СОЖ через шпиндель, используются уже давно. Так как при растачивании или нарезании резьбы излишки металлической стружки необходимо вымывать из отверстия.
Когда нет возможности подачи охлаждающей жидкости через шпиндель станка, существуют альтернативы, в которых охлаждающая жидкость может подаваться через манжету резцедержателя. Это не только сводит к минимуму перегрев и деформацию заготовки, но и значительно увеличивает срок службы инструмента.
Нестандартные держатели
Для давно используемых технологий и операций, существует высокая вероятность того, что оборудование, приобретенное несколько десятилетий назад, все еще используется, даже если оно модернизировано и на нем установлены новые контроллеры ЧПУ. Это могут быть сверлильные станки, ручные фрезерные станки и т.п. оборудование.
В таком случае можно самостоятельно изготовить нестандартные державки практически с любой комбинацией хвостовика, втулки и цанги различной длины.
Несмотря на множество других соображений при выборе держателя инструмента, используя варианты с хорошей посадкой и лучшей балансировкой, можно добиться более точной работы и лучшего качества поверхности при одновременном продлении срока службы самого оборудования.