Aangrijpend koppel:het antwoord op de verkeerde vraag

Aangrijpend koppel:het antwoord op de verkeerde vraag.

Deel 2 van een 2-delige serie

(zie Aangrijpkoppel:is dit de juiste manier om de effectiviteit van gereedschap/gereedschaphouder te meten?).

Naarmate machines voor metaalbewerking evolueerden en steeds sneller werden, ging ook de zoektocht naar wat we 'gereedschapsbeveiliging' noemen door. Toen nieuwe vormen van gereedschapshouders in gebruik kwamen, bleef het aangrijpmoment de voorkeursmethode voor het beoordelen en vergelijken van verschillende methoden om gereedschappen op hun plaats te houden voor de beste productiviteit.

Sidelock klauwplaten

De sidelock-boorkop was een vroege (bijna 100 jaar geleden) oplossing om de veiligheid van het gereedschap te garanderen. Deze interface omvat het aandraaien van een schroef aan de zijkant van de houder in combinatie met een grondvlak aan de zijkant van het gereedschap. Hoewel de beveiliging van het gereedschap gegarandeerd is, creëert de form fit-oplossing tal van andere problemen die het een minder dan ideaal systeem maken voor moderne bewerkingsmethoden.

Ten eerste zorgt de aard van eenzijdig klemmen via een stelschroef voor een duidelijk concentriciteitsprobleem. Als kracht wordt uitgeoefend nabij de onderkant van de schacht, zorgt dit ervoor dat het snijuiteinde van het gereedschap in de tegenovergestelde richting beweegt; vandaar dat er een rondloopprobleem optreedt dat de standtijd en de maatnauwkeurigheid vermindert. Ten tweede zorgt de schroef aan één kant van de houder in combinatie met een snijgereedschap dat een stuk materiaal aan één kant mist, voor een duidelijk onbalansprobleem. Het resultaat is verhoogde trillingen die de standtijd, de afwerking en de levensduur van de spindellagers beïnvloeden. De gemeenschappelijke oplossing om beide nadelen te overwinnen, zijn lagere snelheden en voedingen om de levensduur, afwerking of bewerkingsgeluid te verbeteren. Het uiteindelijke nadeel, vaak nooit gerealiseerd omdat veel bewerkingsprocessen zijn geërfd, is een verminderde productiviteit.

Zoals vermeld in ons vorige artikel, worden sidelock-klauwplaten nog steeds gebruikt, deels omdat ze een zekere mate van gereedschapsbeveiliging bieden. Hun inherente gebrek aan rondloopnauwkeurigheid en balans leidde echter tot de evolutie van het even populaire spantangsysteem. Maar wat dit systeem aan nauwkeurigheid won, gaf het weg in gereedschapsbeveiliging.

Spantangen

Spantanghouders zijn voortgekomen uit de behoefte aan een grotere nauwkeurigheid dan die van de traditionele zijvergrendelingshouder. In dit opzicht is het teken van nauwkeurigheid sterk verbeterd. Bovendien was de veelzijdigheid van het ontwerp een ander geweldig kenmerk, waardoor de extra kosten van een geheel nieuwe houder werden verlaagd wanneer een andere gereedschapsdiameter nodig was. De verbeterde veelzijdigheid en nauwkeurigheid maakten deze boorkop misschien wel een van de meest populaire gereedschapsvasthoudmethoden in de industrie. Wat de spantang echter won aan nauwkeurigheid, verloor het in aangrijpend koppel. De mechanische aard van deze oplossing maakte het uittrekken van het gereedschap een echt probleem voor degenen die er allerlei zware freesbewerkingen mee probeerden. Veel operators probeerden te compenseren door de moer te vast aan te draaien, maar helaas resulteerde dit alleen in een verlies van rondloopnauwkeurigheid en gereedschapsbeveiliging die nog steeds onvoldoende was. Dus verdere vooruitgang ging door.

Mill Chucks

De volgende evolutie in het vasthouden van gereedschap kwam in de vorm van klauwplaten. Dit is een mechanische oplossing die 50 jaar geleden is ontwikkeld om een ​​groter grijpkoppel te bieden dan spantanghouders (meer veiligheid) met vergelijkbare nauwkeurigheid, zodat fabrikanten een spantangachtig systeem kunnen hebben dat in staat is om voorbewerkt te frezen. Molenklauwplaten werden als superieur beschouwd aan de sidelock omdat ze een verbeterde nauwkeurigheid met een verbeterd grijpkoppel voor betere veiligheid boden... indien goed vastgeklemd. De toename in nauwkeurigheid kwam van de spantanginterface, die gelijkmatig 360° rond de schacht van de frees greep, terwijl de lagerring zorgde voor een verhoogde koppeloverdracht tijdens het vastdraaien. Bovendien kunnen ze naar beneden worden geschoven, waardoor het aantal verschillende houders dat nodig is voor elke gereedschapsdiameter wordt beperkt.

Molenklauwplaten hebben echter veel afzonderlijke componenten. Zoals eerder opgemerkt, wordt het gereedschap gegrepen met behulp van een rollagerkooi, die vervolgens wordt vastgedraaid met een grote buitenmoer om de boorkop rond het gereedschap samen te drukken. Hoewel het grijpkoppel aanzienlijk groter is dan dat van een spantang, vereist de enorme omvang van de rollagerkooi een grote moer om ze te huisvesten, vandaar een houderprofiel dat erg omvangrijk is en een slecht bereik heeft.

Ook al eerder vermeld, is dat de effectiviteit van de freeskop erg afhankelijk is van de operator. Voor een juiste klemming moet de moer zo ver mogelijk worden aangedraaid en vervolgens een halve slag worden teruggedraaid. Dit komt omdat de lagers een beetje over zichzelf rollen als ze worden vastgedraaid, waardoor slingering ontstaat. Door achteruit te rijden, haal je de druk op de lagers weg. Maar vanwege een gebrek aan bewustzijn, tijdgebrek of andere redenen hebben veel operators de neiging om de moer te vast aan te draaien zonder achteruit te gaan.

Een ander nadeel van dit systeem is dat de naaldlagers na het aanspannen nooit steeds op dezelfde plaats terechtkomen en vaak over elkaar worden gerold. Het resultaat is het onvermogen om een ​​herhaalbaar evenwicht te bereiken. Bij lagere snelheden zijn de nadelen van onbalans niet altijd direct zichtbaar, maar naarmate de snelheden worden verhoogd, nemen de rondloopnauwkeurigheid en de standtijd snel af.

Ten slotte is de freeskop een dure vasthoudoplossing. Afgezien van de initiële kosten, moet u rekening houden met onderhoudskosten, aangezien de meeste elke 6 maanden moeten worden afgebroken en gesmeerd. Omdat dit tijd en geld kost, slaan operators deze essentiële stap vaak over. Als gevolg hiervan neemt het grijpkoppel af en komt de rondloopnauwkeurigheid in gevaar.

Andere opties

Wat zijn enkele andere alternatieven voor klauwplaten voor vingerfrezen of klauwplaten die operators hebben gebruikt in een poging om gereedschapsbeveiliging te bereiken?

Krimppassing tilt de wrijvingspassingsmethode naar een ander niveau. Het maakt gebruik van de eigenschappen van thermische uitzetting om een ​​hoog grijpkoppel mogelijk te maken met extra nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van de balans. Het kan ook worden gebruikt met het Safe-Lock™-systeem. Dit systeem heeft niet alleen een hoog klemkoppel, nauwkeurigheid en balans; het is ook een van de gemakkelijkste systemen voor operators om te leren.

Het perspassingsysteem maakt gebruik van een mechanische pers om een ​​spantang/huls tijdelijk te vervormen om een ​​gereedschap met ronde schacht in te brengen. De houder heeft een kleine hoek die overeenkomt met die van de spanhuls. Een hydraulische pers die door een rechte boring in het midden beweegt, drukt de spantang en het gereedschap in elkaar. Het grijpkoppel is hoog en de rondloopnauwkeurigheid is goed, maar het lichaam van de houder mist fysieke massa, waardoor het minder dan ideaal is voor zware zijbelastingen, dus niet geschikt voor zwaar voorbewerken. Flexibiliteit ontbreekt ook omdat gereedschappen een bepaalde maat schacht moeten hebben, anders kan de spantang barsten. En omdat het systeem bedrijfseigen is, wordt u erg afhankelijk van slechts één fabrikant voor prijs, voorraadbeschikbaarheid en verscheidenheid aan aanbodkeuzes.

Hydraulische klauwplaten zijn goed voor recht verticaal werk (boren/ruimen), maar niet voor frezen. Ze gebruiken vloeistof onder druk om een ​​interne blaas uit te zetten die uiteindelijk het gereedschap aangrijpt. Het is geschikt voor machinale bewerkingen met hoge snelheid met een lage snedediepte en snijkrachten, maar het is niet ideaal voor zwaar voorbewerken of elk scenario waarin grotere radiale krachten of hitte optreden. Waarom? De vloeistof in de boorkop is te flexibel om voldoende grijpkoppeloverdracht te bieden. Bovendien kan frezen met hoge prestaties in sommige gevallen temperaturen genereren die ervoor zorgen dat de interne olie verdampt, waardoor defecten ontstaan. Net als bij de klauwplaat van de frees, is er ook van tijd tot tijd onderhoud nodig om ervoor te zorgen dat de interne blazen niet te veel slijten en gaan lekken.

Zoals dit artikel laat zien, ging de zoektocht naar een maximaal grijpkoppel tientallen jaren door zonder enige echte voldoening omdat de behoefte niet goed werd gedefinieerd. Aangrijpend koppel was het antwoord op de verkeerde vraag.

Eerder verschenen op Haimer-USA.com.