Нові запити, нові рішення. Новинки інструментального оснащення крізь призму вимог сучасної металообробки

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ИНСТРУМЕНТ»

Андрій Петрилін,
Головний інженер компанії ISCAR
(Technical Manager)

Часом трапляється думка, що допоміжний інструмент — пристосування, призначені для закріплення ріжучого інструменту (РІ) на верстаті, іменовані також інструментальним оснащенням або тримачами інструменту, — істотно не міняється вже досить довго. На підтвердження такого судження зазвичай наводять таку інформацію: швидкозмінне оснащення почали використовувати ще в сімдесяті роки, потім у дев’яностих з’явилися прогресивні модульні системи, в яких використовують полігональні конічні, а також порожнисті конічні (HSK*¹) хвостовики, — ось, фактично, й усі зміни. [*¹ Hohlshafte Kegel (нім.)]

Справді, минулі роки не принесли докорінних перетворень в інструментальне оснащення. Утримувачі РІ — проміжні ланки між інструментом і верстатом — мають консервативну конструкцію та принципово змінюватися не «квапляться». Їхній розвиток продиктований запитами металообробної промисловості та багато в чому визначений напрямками, у яких удосконалюються сучасні верстати. Здебільшого РІ закріплюють саме в тримачі, а останній встановлюють у шпиндель верстата або в інструментальний магазин. У промисловості вироблені технічні норми, які містять належні вимоги до сполучних поверхонь оснащення різного типу: простих тримачів для верстатів із ручним керуванням, прецизійних балансованих пристосувань для високошвидкісних обробних центрів тощо. Сьогодні допоміжному інструменту (ДІ) притаманна різноманітність стандартних систем, і складається враження, що вони цілком відповідають нагальним потребам металообробки. Ось чому розвиток інструментального оснащення, що досягнув позначки необхідного рівня, не відзначений радикальними змінами останнім часом.

Проте не можна сказати, що подальша еволюція допоміжного інструменту призупинилася, і не відзначити певних зрушень у цьому напрямку. Головним фактором руху вперед служать підвищення технічного рівня та новітні технологічні можливості сучасного виробництва — необхідність відповідати їм і є локомотивом подальшого розвитку різального інструменту та пристосувань для нього. Один із напрямів удосконалення досить традиційний і пов’язаний із безперервними спробами підвищити міцність, жорсткість, точність, довговічність та інші характеристики оснащення в рамках наявних технічних рішень. Однак поряд із ним з’являються й інші запити.

Високошвидкісна обробка передбачає безаварійне функціонування тримачів інструменту в значно розширеному діапазоні частот обертання й потребує іншого рівня балансування оснащення (у зборі з РІ). Продуктивне фрезерування важкооброблюваних авіаційних матеріалів, наприклад бета-титанових сплавів, висуває додаткові вимоги до надійності закріплення інструменту, що функціонує в режимі важкого навантаження, і змушує розглянути можливість нарощування модульного оснащення з порожнистим конічним хвостовиком HSC 125. А інноваційні технології оцифрованого виробництва, що активно розвиваються, безумовно, формують нові риси допоміжного інструменту.

Сучасний стан лінії ДІ компанії ІСКАР дозволяє простежити за наміченими нею напрямками вдосконалення інструментального оснащення. Це може бути цікаво ще й тим, що ІСКАР, один із провідних світових виробників РІ, відомий як палкий прихильник постійних нововведень. Сьогодні компанія має широкий асортимент різних оправок, патронів, пристроїв для термозатиску тощо, призначених для закріплення різального інструменту на верстаті. Внаслідок зростання запитів промисловості суттєво підвищилися вимоги до робочих показників оснащення, що випускає компанія.

Так, наприклад, патрони SHRINKIN з хвостовиком HSK 100 (DIN 69893, Form A), що використовують для закріплення РІ за допомогою «гарячої» посадки (термозатиску), мають клас точності балансування G2.5 за ГОСТ ІСО 1940-1-2007 і залишковий дисбаланс 1,0 г·мм; механізовані патрони MAXIN 32 забезпечують зусилля затягування до 1760 Н·м; а регульовані тримачі для високошвидкісних розгорток FINEFIT дозволяють отримати радіальне та осьове биття закріплюваного інструменту 0.001 мм.

Нещодавно ІСКАР поповнив свою лінію іншими сімействами ДІ. На перший план виступила низка нових виробів зі спрямованим підведенням змащувально-охолоджувальної рідини (ЗОР). У багатьох випадках під час різання титанових сплавів або жароміцних матеріалів сучасного авіабудування саме організація ефективної подачі ЗОР стає запорукою успіху. Одна з останніх розробок компанії — лінійка термозатискних патронів X-STREAM SHRINKIN з каналами для ЗОР, розташованими вздовж центрального отвору, — заснована на оригінальній концепції закріплення інструменту з хвостовиком із твердого сплаву, сталі або швидкорізальної сталі. Новинка поєднує переваги «гарячої» посадки з підведенням ЗОР безпосередньо на робочі ріжучі кромки, завдяки чому X-STREAM SHRINKIN привернув увагу виробників компонентів для авіаційної техніки, зокрема титанових лопаток та інтегральних роторів (блісків), особливо під час використання методів ВШО (високошвидкісної обробки). У процесі фрезерування глибоких порожнин і кишень спрямований з патрона потік охолоджувальної рідини значно краще видаляє стружку та зменшує негативні наслідки повторного різання.

Для установлення стрижневих токарних різців на верстатах із ЧПК ІСКАР пропонує нові різцетримачі та державки лінійки JETCUT згідно з VDI DIN 69880. Характерна риса цих виробів — канали для внутрішнього підведення ЗОР під високим тиском у напрямку зверху та знизу по відношенню до робочої кромки пластини. Результатом такого поєднання напрямків стає дивовижна комбінація результативного охолодження та ефективного подрібнення стружки, що дозволяє значно покращити характеристики операцій обточування зовнішньої поверхні, проточування канавок та відрізки заготовок. Крім того, можливе використання різцетримача і на верстатах, у яких тиск у системі підведення ЗОР не виходить за межі звичайних значень: охолоджувальна рідина подається через додаткове сопло, розташоване у верхній частині корпусу.

 

Як виявилося, крім свого основного призначення змащувально-охолоджувальна рідина може виконувати й зовсім іншу роль: бути джерелом збільшення частоти обертання РІ. Засновані на такому застосуванні ЗОР високошвидкісні шпиндельні головки SPINJET для інструменту малого діаметра здатні перетворити наявний верстат на швидкісного виконавця. Вони розраховані для обертового інструменту діаметром до 7 мм, хоча його оптимальні значення лежать в інтервалі 0.5–4 мм.

«Прискорювач» частоти обертання демонструє значні цифри: в залежності від тиску і витрати ЗОР, що надходить, число обертів шпинделя головки сягає 55 000 об/хв!

Сімейство SPINJET уже встигло довести свою ефективність в операціях фрезерування, свердління, нарізання різьби в отворах, зенкування, гравірування, видалення задирок і навіть тонкого шліфування. Більш того, як наголошують у компанії, для багатьох споживачів застосування SPINJET послужило каталізатором широкого впровадження методів високошвидкісної обробки у виробництво.

Плаваючі та хитні патрони, що використовують для закріплення розгорток, дозволяють інструменту самовстановлюватися в отворі. Нова розробка ІСКАР — патрони GFIS для високошвидкісних розгорток — докорінно відрізняється, як стверджують у компанії, від наявних на ринку патронів такого типу. Нестандартне конструктивне рішення гарантує і необхідну співвісність патрона та розгортки, а також високу жорсткість інструментального налагодження в цілому.

Відчутно вплив четвертої промислової революції з її концепцією розумного виробництва, що ґрунтується на технологіях великих даних та інтернету речей, і на допоміжний інструмент з усім властивим йому консерватизмом. Усі технологічні та керуючі системи «розумного» підприємства функціонують за умов інформаційного взаємообміну в реальному масштабі часу. Інструментальне оснащення ІСКАР, виготовлене протягом останніх років, має гнізда для чіпів (мікросхем) радіочастотної ідентифікації. На бажання замовника чіп може бути встановлено в компанії. Типовим оснащенням заводу вже навіть сьогодні стає MATRIX — «розумний» інструментально-роздавальний модуль виробництва ІСКАР, який ідентифікує оснащення за відміченими радіочастотними чіпами.

Наведені приклади дають доволі чітке уявлення щодо шляхів удосконалення допоміжного інструменту. Незважаючи на архаїчність, оснащення зазнає не менш важливих, нехай навіть і не таких помітних, змін, які продиктовані вимогами металообробки не завтрашнього, а вже сьогоднішнього дня.

Фахівці представництва компанії ІСКАР в Україні готові надати вітчизняним металообробним підприємствам допомогу в розробці технологічних процесів під час запуску у виробництво нових виробів, а також сприяти підвищенню ефективності використання інструменту ІСКАР у поточних проектах.

ТОВ «ІСКАР Україна»
тел. +380 50 440 23 91
info@iscar.com.ua
www.iscar.com.ua

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.