Nachricht

May 26, 2023

Der richtige Werkzeughalter für den Job

Werkzeughalter spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbindung von Elementen und maximieren die Bearbeitung

Werkzeughalter spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbindung von Elementen zur Maximierung der Bearbeitungsleistung. Es stehen jedoch verschiedene Ausführungen zur Verfügung, und die am besten geeignete hängt von der jeweiligen Operation ab. Berücksichtigen Sie die wichtigsten Merkmale, da sie einen Standard-Werkzeughalter von einem unterscheiden, der für die präzise Hochgeschwindigkeitsbearbeitung die richtige Wahl ist. Bei der Auswahl eines Hochgeschwindigkeits-Werkzeughalters, der eine gleichbleibend hohe Qualität und einen sicheren Betrieb gewährleistet, sollten Maschinenwerkstätten auf Ausgewogenheit, Konuskontakt und Genauigkeit achten. Alan Miller, technischer Leiter beiBIG Kaiser Präzisionswerkzeuge, erläutert, warum diese drei Aspekte für Medizinhersteller oberste Priorität haben, und zeigt die erreichbaren Ergebnisse jedes einzelnen auf.

Für eine hohe Bearbeitungspräzision muss der Kegel mit extrem engen Toleranzen hergestellt werden, damit der Werkzeughalter genau in der Spindel positioniert werden kann und eine starre Verbindung für die axialen und radialen Belastungen bietet. Durch die gute Wiederholgenauigkeit innerhalb und außerhalb der Maschine bleibt die Konsistenz erhalten. Die erforderlichen Anforderungen hängen vom verwendeten Werkzeughaltertyp ab – HSK-, CAT/BT- und Polygon-Stile.

HSK sind Hohlschaftkegel – verfügbar sind die Typen A, E und F – und bieten radiale Steifigkeit und Hochgeschwindigkeitspräzision. Diese Art von Konus ist viel kürzer (25 mm, 32 mm, 40 mm, 50 mm, 63 mm, 80 mm, 100 mm und 125 mm) und verfügt über einen internen Mechanismus für die radiale und axiale Verbindung.

„Da es sich um einen Hohlkegel handelt und er klein ist, ist die Materialauswahl äußerst wichtig“, sagt Miller. „HSK wird mit Fingern festgeklemmt, die in den hohlen Kern greifen und den Kegel zurück in die Spindel ziehen und strecken. Die Wandstärke ist sehr gering und es ist wirklich wichtig, eine sehr hochwertige Stahlsorte zu haben, weshalb wir Gesenke verwenden.“ Stahl für die sehr kleinen Konen.“

Ein weiterer wichtiger Aspekt bei HSK-Typen ist die Endbearbeitung der Spannelemente nach der Wärmebehandlung. Da die Finger nach innen greifen und ein Merkmal im Inneren des Hohlkegels greifen, stellen Sie sicher, dass es nach der Wärmebehandlung fertig bearbeitet ist, um sicherzustellen, dass es sich an der richtigen Stelle befindet, sodass Sie eine genauere Wiederholgenauigkeit in der Spindel erhalten.

CAT- und BT-Stil Übliche Steilkegel-Werkzeughalter haben einen eher traditionellen Kegelstil. Beide haben ein Kegelverhältnis von 7:24 und erfordern einen Halteknopf oder Zugbolzen, um den Halter in der Maschinenspindel zu sichern. Wenn die Maschine greift und zieht, dehnt sich die Spindel aus, um den Konuskontakt sicherzustellen. Durch die größere Größe und die Kegelform der Spindel öffnet sich der Kegel, wenn die Geschwindigkeit deutlich zunimmt. Beim Öffnen der Spindel zieht die Kraft der Spanneinheit den Halter tiefer in die Spindel hinein, wodurch der Werkzeughalter etwas an Genauigkeit verliert.

Um dieses Problem zu lösen, ermöglicht das BIG-Plus-Spindelsystem von BIG Kaiser, dass der Schaft gleichzeitig den Spindelkegel und die Spindelfläche berührt, was durch den größeren Kontaktdurchmesser der Werkzeughalterflanschfläche eine erhöhte Werkzeugsteifigkeit ermöglicht. Der größere Flächenkontakt wirkt in Kombination mit dem konischen Kontakt zusammen, um einer Durchbiegung entgegenzuwirken.

Polygonkegeltypen Bringen Sie die Fläche und den Kegel einer Maschinenspindel und des Werkzeughalters in Kontakt und sorgen Sie so für eine hohe Wiederholgenauigkeit. Das Polygondesign ermöglicht außerdem eine Selbstzentrierung zur Verbesserung der Genauigkeit. Allerdings sind diese Typen aufgrund der Neigung schwieriger zu schleifen, sodass für die Genauigkeit eine High-End-Maschine erforderlich ist.

Mit zunehmender Spindelgeschwindigkeit wird es immer wichtiger, das erforderliche Gleichgewicht des Werkzeughalters zu gewährleisten. Ausgeglichene Werkzeughalter ermöglichen es Benutzern, mit den höchsten Spindelgeschwindigkeiten und Vorschüben zu arbeiten und gleichzeitig die Werkzeugstandzeit, Oberflächengüte und Spindellebensdauer zu maximieren. Durch das Auswuchten wird sichergestellt, dass die Schneidkante des Schaftfräsers gleichmäßig in das Material eingreift, um Rattern und eine schlechte Oberflächengüte zu vermeiden.

„Beim Gleichgewicht sprechen wir von Seitenlasten, die durch die unausgeglichene Masse erzeugt werden, die mit hoher Geschwindigkeit läuft“, erklärt Miller. „Das kann also Auswirkungen auf die Lager der Werkzeugmaschinenspindel und auf die tatsächliche Schneidleistung auf der Betriebsseite des Schneidwerkzeugs haben. Dies ist sehr wichtig zu berücksichtigen, und es gibt einen neuen ISO-Standard für das Auswuchten von Werkzeughaltern, der 2017 veröffentlicht wurde, um dies weiter voranzutreiben.“ Helfen Sie Benutzern, Anforderungen zu erfüllen.

Die aktualisierte Norm ISO 16084 berücksichtigt alle Variablen für eine sichere und produktive Bearbeitung. Und Miller sagt, es berücksichtigt auch zusätzliche, komplexere Faktoren, die zu einem Ungleichgewicht führen können. Es konzentriert sich auf die Interaktion zwischen Spindel und Werkzeug, indem es die zulässige Belastung der Spindellager berücksichtigt, die durch die Unwucht des Werkzeugs entsteht.

Der beste Weg, um das Gleichgewicht sicherzustellen, besteht darin, den Werkzeughalter als komplette Baugruppe zu messen. Letztendlich führt dies zu einem leistungsfähigeren Werkzeug. Und obwohl jeder Teil einzeln ausbalanciert werden kann, garantiert dies nicht das höchste Maß an Gesamtausgewogenheit.

Zu den Vorteilen des Ausgleichs gehören:

• Optimale Oberflächenbeschaffenheit

• Nachhaltigkeit der Maschine, bessere Teilegeometrie

• Längere Lebensdauer der Spindel

Miller weist auch darauf hin, dass „es beim Umgang mit der Balance auch einen Punkt gibt, an dem wir ein Plateau erreichen können, an dem zusätzliches Balancing nicht mehr hilft. Das Ziel könnte eine exakte Balance sein, aber dafür werden wir viel Zeit aufwenden.“ Sie versuchen, mit jedem Werkzeug das gleiche Maß an Ausgewogenheit zu erreichen, und es wird mehr oder weniger stabil. Ganz gleich, wie viel mehr Ausbalancierung Sie vornehmen, es wird nichts an der Leistung des Werkzeugs ändern.“

Die Verbesserung der Qualität hängt von der Genauigkeit des Werkzeugs ab, die maßgeblich durch den Werkzeugrundlauf beeinflusst wird. Ein sehr geringer Rundlauffehler des Werkzeughalters sorgt für eine bessere Qualität und einen verbesserten Schnitt für mehr Konsistenz und niedrigere Kosten.

„Die Rundlaufgenauigkeit ist ein sehr wichtiger Aspekt“, fügt Miller hinzu. „Ein geringer Rundlauf sorgt für eine bessere Teilequalität, eine längere Lebensdauer des Schneidwerkzeugs und ermöglicht eine gleichmäßigere Bearbeitung, längere Laufzeiten und weniger Werkzeugbruch.“

BIG Kaiser entwickelt und bearbeitet Werkzeughalter zur Reduzierung von Rundlauffehlern unter Verwendung von:

Präzisionsmaterialien– Auf Präzision ausgelegtes Material, Produktion und Wärmebehandlung, einschließlich Anzugsbolzen aus durchgehärtetem H13-Premium-Werkzeugstahl, alle Merkmale sind präzisionsgeschliffen

Hohe Rundlaufgenauigkeit– Jede Spannzange wird auf 100 % Konzentrizität geprüft, wodurch ein Rundlauffehler von 0,00004 Zoll an der Nase garantiert wird

Schlanke Designoptionen– Verschiedene Schnittstellen reduzieren den Bedarf an Erweiterungen und helfen so, Störungen zu vermeiden

Spezialisierte Nüsse– Verfügbar für eine effizientere Kühlmittelversorgung, schützt kleine Halterkomponenten, die Unrundheit und andere Probleme verursachen können

Erhöhte Kontaktlänge des Innenkegels des Futterkörpers– Der Spannzangenüberhang wird reduziert, was die Steifigkeit, Spannung und Rundlaufgenauigkeit verbessert

Flacherer Spannzangenkegel, dickes Gehäusedesign– Verbessert die Konzentrizität, reduziert Rattern und Durchbiegung für bessere Oberflächengüten und eine längere Lebensdauer des Schneidwerkzeugs

Wie Miller herausgefunden hat, folgt der Großteil des allgemeinen Kundenstamms den Richtlinien von 0,0003 bis 0,0005 Zoll als guten Rundlauffehler. Dies führt jedoch möglicherweise nur zu etwa 50 % bis 60 % der potenziellen Lebensdauer des Schneidwerkzeugs.

„Unsere Programme reichen bis auf 0,0001 Zoll und 4x Durchmesser, um sicherzustellen, dass Sie genaue Werkzeugbaugruppen haben“, sagt Miller. „Alle unsere Spannzangenfutter und Endbearbeitungswerkzeughalter garantieren, dass die Rundlaufgenauigkeit etwa 3x bis 5x besser ist als das, was als gut gilt.“ "

Unrundheit kann sich auch auf die Schnittkraft auswirken, was zu Vibrationen führen und letztendlich die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen kann.

„Vibrationen stellen eine Herausforderung für die Funktion der Schnittparameter dar, vor allem hinsichtlich der Schnittgeschwindigkeit und der Rotationsgeschwindigkeit“, erklärt Miller. „Der beste Tipp, den wir für alle haben, die unter Vibrationen leiden, ist, die Geschwindigkeit in die eine oder andere Richtung anzupassen, die Spur zu wechseln und in eine harmonische Situation zu kommen.“

Es gibt zukünftige Entwicklungen, die BIG Kaiser entwickelt hat, wie zum Beispiel Werkzeughalter für CO2-Kühlsysteme, um flüssiges Kühlmittel bei der Metallzerspanung zu eliminieren. Sie reduzieren die Menge an Verunreinigungen, die medizinische Teile während des Bearbeitungsprozesses aufweisen, kühlen aber dennoch die Schneidwerkzeuge, sodass Anwender eine lange Werkzeugstandzeit erhalten. Diese Fähigkeiten sind in Mega-Mikrospannfuttern integriert, die über ein schlankes Mutter- und Kegeldesign verfügen, um Störungen bei Anwendungen mit Mikrobohrern und Schaftfräsern zu verhindern. Die kerbfreie Mutter verhindert Vibrationen und Geräusche und bietet hervorragende Balance und Konzentrizität.

„Die Jet-Kühlmittelmutter wurde im Hinblick auf solche Entwicklungen entwickelt, bei denen wir einzigartige Komponenten speziell für die Bearbeitung mit Kohlendioxidkühlung anbieten können, die für die medizinische Gemeinschaft immer wichtiger wird“, schließt Miller.

BIG Kaiser Precision Tooling Inc. https://www.bigkaiser.com

Über die Autorin: Michelle Jacobson ist stellvertretende Redakteurin von TMD. Sie ist unter 216.393.0323 oder erreichbar[email protected].

Erfahren Sie mehr über diese Ausgabe und finden Sie die nächste Geschichte, die Sie lesen können.