Maximaliseer je high-performance freessucces: Waarom gereedschaphouders ertoe doen

Tussen harde metalen, hoge snelheden en voedingen - en gereedschapsbalancering - zijn gereedschaphouders veel belangrijker voor je onderdeelbouwsucces op een high-performance machine dan je misschien realiseert. Leer waarom.

Zo, je werkplaats heeft net een nieuwe high-performance bewerkingscentrum gekocht. Het beschikt over enkele indrukwekkende specificaties, waaronder een 20.000 rpm spindel, een snelle verplaatsingssnelheid van 2.400 ipm en voedingen om te matchen. Het is veel sneller dan alles anders op de vloer. Iedereen geniet van het staccato geluid van spanen tegen het blik en de lage zoem van de spindelmotor diep in een snede.

Er is slechts één probleem: Op deze nieuwe en verbeterde hogere spindelsnelheden heeft de ratel iedereen op de been gezet voor oordopjes. Standtijd verslechtert. Bij het frezen van de 17-4 PH en Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr titanium luchtvaartonderdelen die de baas recentelijk binnenhaalde, is gereedschapstrekking een groot probleem. Het resultaat? De stapels onderdelen die elke dag gemaakt moesten worden na de investering in een HPMC, komen simpelweg niet tevoorschijn.

In alle eerlijkheid, je zou deze klachten misschien ook over de oudere, minder bekwame bewerkingscentra hebben. Feitelijk, het was misschien een van de drijfveren voor een nieuwe machine in de eerste plaats. Sorry om je dit te vertellen, maar het probleem is waarschijnlijk dat de zij-as vastzittende freeshouders en ER-type spankoppen die je al decennia gebruikt, niet geschikt zijn voor moderne bewerkingstechnologie.

"Je hebt de werktuigmachine die hoge snelheden en voedingen aankan, het snijgereedschap met de nieuwste geometrieën en coatings, en met de gereedschaphouder als interface tussen de twee, waarom op de kosten spaaren?" zegt Ronald West, senior globale productmanager bij Kennametal. "Met de huidige werktuigmachines die hogere snelheden en voedingen aankunnen, is gereedschaphouding belangrijker dan ooit om te profiteren van de mogelijkheden van high-performance snijgereedschappen."

Sommige fabrikanten leggen hun investeringen in de machine en de nieuwste tooling en snijtechnologie, maar het is niet ongebruikelijk om veel bedrijven een commodity gereedschaphouder te zien gebruiken die niet geschikt is voor de klus. Toch is het een van de belangrijkste elementen in de huidige high-performance omgevingen - vooral in luchtvaarttoepassingen waar je werkt met geavanceerde materialen, legt West uit.

"Zij-as vastzittende houders zijn nog steeds prominent in de industrie, maar het doet echt tekortschieten aan de investering in hardmetaal snijgereedschappen die bedrijven nu kopen," zegt West. "De gereedschaphouder moet overeenkomen met het type high-performance machine dat vandaag gebruikt wordt."

Stop de gereedschapsbeweging, voorkom extra schroot, red je standtijd

Overweeg gereedschapstrekking. Bewerking van titanium en andere hittebestendige superlegeringen genereert hoge snijkrachten niet alleen in de axiale en radiale richting, maar ook in de axiale richting wat kan resulteren in gereedschapstrekking. Het is nog belangrijker om het juiste type gereedschaphouders te gebruiken om gereedschapsfalend en onderdeelschroot te voorkomen. Het is misschien niet veel - misschien slechts een paar duizendsten inch per keer, maar de kans is groot dat het genoeg is om enkele zeer dure onderdelen te schrotten. Slijp alle kronkels en platen die je wilt op de gereedschapsspan, het gaat nog steeds bewegen, waarschijnlijk wanneer je het minst verwacht.

De beste oplossing is een gereedschaphouder specifiek ontworpen om trekking te elimineren. Veel leveranciers licentiëren Haimer's gepatenteerde Safe-Lock technologie. Allemaal verslaan ze een traditionele zij-as vaste houder handsom terwijl ze de uitloopkenmerken verbeteren. Hier is een klein voorbeeld van enkele beschikbare oplossingen:

• Sandvik Coromant's CoroChuck 930 hydraulische freeshouder gebruikt een "fulcrum" stijl twee-punt mechanisme om beweging te voorkomen.
• Kennametal's HydroForce™ hydraulisch spankop voor zwaar frezen claimt uitzonderlijke uitloop en nauwkeurigheid - en een optionele SAFE-LOCK bus helpt trekking te voorkomen in moeilijk te bewerken materialen (zoals die gebruikt in de luchtvaart- en energie-industrie).
• De Mega Perfect van Big Kaiser accepteert Weldon-platte frezen maar wordt gezegd glijden en trekking te elimineren.

Wil je het meest uit je metaalbewerkingsinspanningen halen? Lees "Hoe je machineproductiviteit maximaliseert met gereedschaphouders."

Beheers de harmonischen, ratel en spindel

Je draait gereedschappen sneller dan ooit, en de uitloop waar je jarenlang mee geleefd hebt, zal zelfs de beste frees snel verslinden. Alsof slechte standtijd niet erg genoeg is, genereert de hogere rpm de harmonischen die leiden tot ratel, mogelijk gevolgd door spindelschade dankzij een ongebalanceerde situatie.

Je hebt verschillende opties om deze hogere snelheden, voeding ratel en harmonische problemen te managen, waaronder: krimphouders, hydraulische spankoppen en mechanische freespankoppen. Je zou elk ervan voor jezelf moeten testen, de resultaten documenteren en je beslissing baseren op prestaties op je machines, niet op prijs.

Krimphouding

Je hebt een krimpmachine nodig, en je besteedt een extra minuut of twee aan het verwarmen en afkoelen van de houder bij elke gereedschapswissel, maar veel werkplaatsen zweren bij de extreme nauwkeurigheid en inherente balans van krimphouding. Haimer zegt dat het in totaal minder dan 40 seconden is.

Hydraulische gereedschaphouders en spankoppen

Hydraulische spankoppen zijn nauwkeurig, eenvoudig te gebruiken en bieden robuuste gereedschaphoudingsmogelijkheden. Kennametal's HydroForce™ is er een die gebruikt wordt voor zwaar frezen, bijvoorbeeld, dat claimt drie keer de spankracht van conventionele hydraulische spankop-systemen en niets meer nodig heeft dan een inbussleutel om te bedienen. HydroForce spankoppen hebben een dempingsvermogen dat de standtijd verbetert, vooral bij het frezen van titanium en andere hoge-temperatuur legeringen.

Mechanische freespankoppen

Schunk, Iscar, Guhring en anderen markten mechanische freespankoppen gewaardeerd tot 20.000 rpm en uitloop tot 0,0002 inch of beter (net als Sandvik Coromant, Big Kaiser en anderen). Opnieuw is de bediening eenvoudig, met rigiditeit en spankrachten veel hoger dan de 100-jarige Weldon-plat.

Wat betreft legacy gereedschaphouding, hopelijk kwam je nieuwe machine met een HSK, Capto, KM4X of een vergelijkbare spindel. CAT en BT-flens zijn prima voor minder zware werk, maar door HRSA materialen pluggen of een vormgat afwerken bij hoge spindelsnelheden roept om een moderne spindelinterface.

Bij deze machinesnelheden heb je gereedschapsbalans nodig

De meeste tooling experts zeggen dat gebalanceerde gereedschaphouder-assemblages een must zijn voor spindelsnelheden van 20.000 rpm of hoger, terwijl anderen suggereren dat de drempel lager ligt.

"Wanneer je machine tools zo snel draait, meestal boven de 12.000 rpm, wordt aanbevolen om altijd het complete systeem te balanceren (d.w.z. gereedschaphouder met het snijgereedschap)," zegt West. "Het verhoogt gewoon de standtijd en vermindert spindelslijtage ... Het is een beetje moeilijker met een spankop of freesadapter om balans te behouden vanwege hun ontwerp en benodigde hardware, maar typisch zijn hydraulische spankoppen en krimpadapters veel makkelijker fijn te balanceren voor hoge-snelheid toepassingen."

Bij 6.000 rpm zul je de onbalans niet zo veel opmerken, merkt West op, maar met de hogere snelheden is gereedschapsbalans cruciaal - en iets dat misbegrepen kan worden bij het bespreken van gereedschaphouders.

Om te helpen, is een speciale balansmachine vereist, evenals extra inspanning tijdens het gereedschapsvooraf instellen. Zorg ervoor dat je vooraf instelt. Pre-gebalanceerde gereedschaphouders zullen niet voldoende zijn omdat de volledige assemblage inclusief het snijgereedschap en de vastzetknop (voor die met CAT en BT machines) als één stuk gebalanceerd moet worden. Het volgen van deze aanbevelingen en het uitvoeren van routinematig onderhoud om de standtijd te verlengen, vermindert downtime en helpt je betere onderdelen te maken.

"Je kunt werkstukprestatieverbeteringen tonen met de juiste gereedschaphouders," zegt West. "Het is iets dat gemakkelijk over het hoofd wordt gezien, maar een enorme verschil maakt."

Heb je het verschil gemerkt dat een gereedschaphouder kan maken in een high-performance bewerkingscentrum? Deel je ervaring.