Системы зажима инструмент-держатель

Системы зажима инструмент-держатель

Как упоминалось выше, между шпинделем станка и наконечником инструмента имеется два различных соединения:

  • во-первых, соединение держателя инструмента и шпинделя станка, которое было описано в предыдущей статье;
  • во-вторых, соединение, образованное держателем инструмента и инструментом.

Соединение инструмент-держатель должно удовлетворять тем же требованиям точности, жесткости, передачи крутящего момента и взаимозаменяемости, что и соединение шпиндель-хвостовик. Поэтому для выполнения этих требований были разработаны различные механические решения (системы зажима инструмент-держатель). Очевидно, что каждое решение имеет преимущества и недостатки по сравнению с другими, и все они используются в настоящее время.

В основном существует три типа систем зажима вращающегося инструмента:

  1. цанговые патроны,
  2. гидравлические держатели и
  3. держатели с усадкой.

Системы зажима инструмент-держатель с цанговым патроном

Это наиболее распространенное решение, основанное на введении инструмента в сегментированную цангу, которая вставляется в держатель. Усилие зажима достигается гайкой, которая давит на сегменты цанги. Сегменты цанги предназначены для повышения гибкости цанги и обеспечения равномерного давления на контактные поверхности между инструментом и цангой, а также цангой и держателем.

Цанговая система подходит для большинства операций высокоскоростной обработки и является наиболее экономичным решением. Еще одним преимуществом этой системы является то, что она может иметь разные цанги для одного держателя, поэтому в одном держателе можно использовать инструменты разного диаметра.

С точки зрения точности, высококачественные цанги могут обеспечить биение около 7-8, м на расстоянии 25 мм от носа шпинделя. Эти результаты могут быть достигнуты с помощью высококачественных механических держателей и цанг, отрегулированных вручную.

Однако в некоторых случаях требуются более низкие значения биения. Кроме того, жесткость зажимной системы не может быть достаточной. В этих случаях держатели должны использовать гидравлический или термоусадочный зажим для инструмента. Обе системы обеспечивают большую жесткость и точность.

Системы зажима гидравлического расширительного инструмента

Гидравлические расширительные держатели зажимают инструмент с помощью гидравлической системы. Хвостовик инструмента окружен металлической мембраной. Мембрана окружена отложением жидкости; давление жидкости может быть увеличено с помощью винта, который движется как поршень. Таким образом, инструмент зажимается мембраной, которая равномерно передает давление жидкости на держатель инструмента. Поскольку вся жидкость находится внутри держателя, стружка или смазочно-охлаждающая жидкость не влияют на держатель инструмента.

Главным преимуществом этих систем является высокая точность соединения инструмента и держателя инструмента. Некоторые коммерческие поставщики гарантируют значения биения ниже 2,7 | дж, м, измеренные на 30 мм ниже кончика шпинделя на концевых фрезах диаметром 12 мм.

Такие значения биения делают эти держатели подходящими для сверхскоростных операций обработки (более 30 000 оборотов в минуту) и для высокоточных операций с небольшими концевыми фрезами. Кроме того, скорость удаления материала может быть увеличена, так как инструмент идеально сбалансирован и нет перекоса между осями шпинделя и инструмента.

С другой стороны, есть два основных недостатка.

  1. Во-первых, стоимость этого типа инструмента может быть в пять раз выше, чем у обычного механического цангового инструмента.
  2. Во-вторых, каждый держатель должен использоваться только для определенного диаметра инструмента, так как мембрана адаптирована для определенного диаметра хвостовика.

Поэтому для каждого хвостовика инструмента необходим отдельный держатель. Существуют некоторые решения этой проблемы, обычно основанные на использовании дополнительных мембран, которые можно вставить в держатель. Однако это решение увеличивает значения биения до 1 для каждой дополнительной мембраны.

Системы зажима инструмент-держатель термоусадочных инструментов

Термоусадочные держатели инструментов (инструмент-держатель) обеспечивают высокую точность и минимальное биение при разумной стоимости. В отличие от гидравлических, здесь нет внутренних систем для создания давления для удержания инструмента. Вместо этого держатель состоит из монолитного элемента с прецизионным отверстием, в которое вставляется инструмент.

При комнатной температуре отверстие немного меньше диаметра инструмента. С помощью внешнего нагревателя конус нагревается, и отверстие в корпусе инструмента расширяется. Нагреватель может быть таким же дешевым, как нагреватель горячего воздуха, но в промышленности используются более сложные нагреватели, основанные на индукции.

Как только отверстие расширится, вводится инструмент, и держатель снова охлаждается до комнатной температуры. Когда держатель восстанавливает свои первоначальные размеры, инструмент сильно зажимается. Этот метод обеспечивает превосходную жесткость и минимальное биение (значения сопоставимы с гидравлическими держателями). Кроме того, здесь нет дополнительных предметов, таких как винты, гайки и т.д. удерживать инструмент, таким образом достигается отличная балансировка.

С другой стороны, необходимо иметь держатель для каждого инструмента разного диаметра, что может привести к дополнительным затратам.

Системы зажима инструмент-держатель

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх