1. Emnefaktorer påvirker valg af værktøjsholder
Faktorer, der påvirker valg af værktøjsholder, omfatter bearbejdeligheden af emnematerialet i hvert job og konfigurationen af den endelige del, som kan bestemme den værktøjsholderstørrelse, der er nødvendig for at opnå en specifik profil eller funktion. Værktøjshåndtaget skal være så enkelt og nemt at bruge som muligt for at minimere muligheden for operatørfejl.
Værktøjsmaskinens grundlæggende byggesten spiller en nøglerolle - en hurtig maskine med lineære føringer vil drage fordel af en værktøjsholder designet til højhastighedsapplikationer, mens en maskine med en kasserille understøtter kraftig bearbejdning. Multi-tasking maskiner kan udføre dreje- og fræse-/boreoperationer samtidigt.
Værktøjsholderen kan også vælges i henhold til bearbejdningsstrategien. For eksempel bruger butikker forskellige værktøjer til at maksimere produktiviteten ved højhastighedsskæring (HSC) operationer, som involverer lave skæredybder (HHS), eller i højtydende skæreapplikationer (HPC), som fokuserer på højeffektskæring. Værktøjsmaskiner med begrænset hastighed producerer dog høje metalfjernelseshastigheder.
Lavt gentageligt udløb hjælper med at sikre en konstant mængde værktøjsindgreb, reducerer vibrationer og maksimerer værktøjets levetid. Balance er afgørende, og værktøjsholdere af høj kvalitet bør være præcist dynamisk afbalanceret ved G2,5-25000 rpm masse (1 g.mm). Jobshops kan bestemme det værktøjsholdersystem, der omkostningseffektivt kan opfylde deres produktionsbehov baseret på faktiske forhold eller ved at rådføre sig med værktøjsleverandører.
2. Hver værktøjsholder skal opfylde specifikke proceskrav.
Uanset om de er enkle sidefastgjorte, kappede, varmekrympbare, mekaniske eller hydrauliske, bør værktøjsholdere opfylde specifikke proceskrav.
Fjederspændinger og udskiftelige spændetange er de mest almindeligt anvendte runde værktøjsholderteknologier. Den omkostningseffektive ER-stil fås i en række størrelser og giver tilstrækkelig spændekraft til pålidelig let fræse- og boreoperation. Højpræcisions ER-samlede værktøjsholdere har lav udløb (< 5µm at the tool tip) and a symmetrical design balanced for high-speed operations, while reinforced versions are available for heavy-duty machining. ER toolholders allow for quick changeovers to accommodate a variety of tool diameters.
Krympeholderne giver en stærk klemkraft, har 3 μm koncentricitet ved 3xD og har fremragende afbalanceringsegenskaber. Det kompakte håndtagsdesign giver fremragende adgang til vanskelige delefunktioner.
Forstærkede værktøjsholdere giver mulighed for mellem- til kraftig fræsning, men spændekraften afhænger af værktøjsholderens og værktøjsholderens indvendige diametertolerance. Krympeværktøj kræver køb af en speciel varmeenhed, og opvarmnings-/afkølingsprocessen kræver mere opsætningstid end blot at skifte spændetangen. Den mekaniske fræsepatron giver stærk spændekraft og høj radial stivhed gennem flere rækker af nålelejer. Dette design muliggør kraftig fræsning og hurtige værktøjsskift, men udløbet kan være større end med et spændetangssystem. Mekaniske patroner er ofte større i størrelse end andre værktøjsholdertyper, hvilket kan begrænse værktøjets rækkevidde til visse delefunktioner.
Sammenlignet med mekaniske patroner har hydrauliske patroner, som bruger olietryk til at generere spændekraft, færre interne komponenter og har derfor en relativt slankere profil. Hydrauliske patroner har lav radial udløb og er effektive til oprømning, boring og let fræsning ved høje spindelhastigheder, men er følsomme over for store radiale belastninger.
3. Spindlen eller den tilspidsede ende bestemmer drejningsmomentoverførselsevnen og værktøjsjusteringsnøjagtigheden
Lige så vigtigt som hvordan værktøjsholderen holder skæreværktøjet, er hvordan værktøjsholderen er monteret på værktøjsmaskinens spindel. Traditionelle BT-, DIN- og CAT-værktøjsholdertilspidsninger er velegnede til mindre værktøjsmaskiner, men kan være begrænset ved højhastighedsbearbejdning. Versioner med dobbeltsidet kontakt på værktøjsholderens tilspidsning og endeflade giver større stivhed og nøjagtighed, især ved store udhæng. En pålidelig overførsel af mere drejningsmoment kræver større koniske størrelser.
Valget af værktøjsholder-konusmønster varierer ofte efter region. HSK begyndte at dukke op i Tyskland i midten af-1990erne, da 5-akseværktøjsmaskiner blev mere og mere populære. CAT-værktøjsholdere bruges primært i USA, mens BT-værktøjsholdere i Asien er meget populære og ofte fås i dobbelt-kontakt/kontakt-versioner.
HSK bruges almindeligvis til 5-aksebearbejdning. PSC (Polygonal Clamping System: Capto) og KM-forbindelser bruges hovedsageligt på multi-task værktøjsmaskiner og er baseret på ISO-standarder. Både KM og Capto er modulære systemer, der tillader samling af værktøjer af bestemte længder ved at kombinere forlænger- eller reduktionsstænger. Efterhånden som multi-tasking værktøjsmaskiner bliver mere almindelige, bliver værktøjsholdere, der kan udføre drejning, fræsning, boring og andre bearbejdningstyper i én opsætning, mere og mere populære.
4. Resumé
Jobbutikker skal værdsætte vigtigheden af værktøjsholdere i deres bearbejdningssystemer og forstå, hvordan man korrekt matcher den rigtige værktøjsholder med en specifik værktøjsmaskine, bearbejdningsstrategi og emne for at øge produktiviteten og reducere omkostningerne.
Fremtidige teknologiske forbedringer vil ikke længere være begrænset til selve værktøjshåndtaget. Værktøjsstyring ved hjælp af software og RFID-tags er et element i databaseret fremstilling og bliver mere og mere almindeligt. Fremskridt inden for værktøjsholderteknologi omfatter værktøjsholdere udstyret med sensorer, der overvåger kræfter på værktøjsholderen i realtid. De indsamlede data giver operatører mulighed for at foretage justeringer af bearbejdningsparametre under bearbejdning, endda automatisk gennem kunstig intelligens (AI) forbundet til maskinens kontrolenhed. Disse og andre nye teknologier vil yderligere øge produktionsbidraget fra værktøjsholdere i bearbejdningsprocessen.
