Zostać przy sprawdzonym i prawdziwym? Czy wybrać coś nowego?
Wiele warsztatów obróbczych trzyma się tradycyjnych, niedrogich systemów narzędziowych. Tuleje zaciskowe ER i płaskie Weldon są sprawdzone i niezawodne; działają i są sprawdzone. Jednocześnie nowsze, zaawansowane technologie obróbki, takie jak maszyny wieloosiowe, mogą działać lepiej, gdy zostaną zastosowane nowsze, zaawansowane (i droższe) uchwyty narzędzi.
W rezultacie warsztaty pracy stają przed większym wyborem i konieczne są dokładniejsze analizy.
„Dwa główne kryteria oceny jakości systemu mocowania narzędzi to bicie i powtarzalność” — powiedział Luke Pollock, kierownik ds. produktów w Walter USA LLC, Waukesha, Wisconsin. „Z tej perspektywy uchwyty zaciskowe i hydrauliczne należą do kategorii „najlepszych”. Oba bezpiecznie stykają się z precyzyjnie szlifowanym cylindrycznym trzonkiem i oferują minimalne bicie i maksymalną powtarzalność. Systemy tulei zaciskowych ER prawdopodobnie należą do kategorii „lepszych”. Rozsądne bicie i powtarzalność można osiągnąć za pomocą tego typu uchwytu. Bicie i powtarzalność można poprawić, stosując precyzyjnie szlifowane tuleje zaciskowe. Uchwyty z trzonkiem Weldon oferują najmniejszą kontrolę bicia, ponieważ system wykorzystuje śrubę ustalającą do wciskania trzonka na jedną stronę otworu uchwytu narzędzia, więc z natury wprowadza pewne bicie do konfiguracji narzędzia”.
Pollock powiedział, że siła zacisku jest kolejnym czynnikiem. „Podjęcie decyzji z tej perspektywy zmienia, które uchwyty uważamy za „najlepsze”” — powiedział. „Uchwyt narzędziowy z chwytem Weldon wykorzystuje połączenie, które uniemożliwia wyślizgnięcie się lub wysunięcie narzędzia. Dlatego dzięki temu uchwytowi narzędziowemu możemy maksymalnie wykorzystać obróbkę, do granic możliwości zastosowania. Uchwyty zaciskowe i hydrauliczne również oferują bardzo dobrą siłę zacisku. Jednak w pewnych okolicznościach może to obejmować wysokie tempo usuwania materiału lub duży kontakt między narzędziem a obrabianym materiałem, a także możliwe jest wystąpienie pewnego poślizgu lub wyciągnięcia”.
Wiele zależy od tego, jakie aplikacje są zaangażowane. Drew Strauchen, wiceprezes wykonawczy GWS Tool Group, Tavares, Floryda, powiedział, że „ogólnie rzecz biorąc” dobra kategoria obejmuje uchwyty frezów trzpieniowych i tuleje zaciskowe; lepsza obejmuje precyzyjne uchwyty tulei zaciskowych i uchwyty frezarskie; a najlepsza obejmuje zaciski skurczowe, hydrauliczne i zaciskowe.
„Podstawowymi cechami dobrego uchwytu są sztywność, siła chwytu, dokładność bicia i równowaga” – powiedział. „W miarę jak zastosowania obejmują obróbkę zgrubną i wykańczającą, produkcję od niskiej do wysokiej oraz tolerancję od niskiej do wysokiej, znaczenie uchwytu i jego indywidualnych cech staje się mniej lub bardziej krytyczne”.
Kontrola bicia jest kluczem do trwałości i dokładności narzędzia
Edwin Tonne, specjalista ds. szkoleń i serwisu technicznego w firmie Horn USA Inc. z Franklin w stanie Tennessee, przytoczył przykłady zastosowań w różnych kategoriach.
Według niego uchwyty hydrauliczne są najlepsze do zastosowań wiertniczych, obróbki wykańczającej z dużą prędkością i rozwiercania. Skurczowe są najlepsze do frezowania zgrubnego, frezowania wykańczającego, wiercenia i rozwiercania; a wysokowydajne systemy tulei zaciskowych są również dobre do frezowania zgrubnego, frezowania wykańczającego, wiercenia i rozwiercania.
Tonne opisał również kwestie, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze opcji uchwytu narzędzia. W przypadku narzędzi do wiercenia lub rozwiercania, powiedział, bicie „jest kluczowe dla ekonomicznej żywotności narzędzia i dokładności wymiarowej”. W przypadku frezowania zgrubnego bicie jest również krytyczne „podobnie jak siła chwytu trzonka. Ponieważ zapotrzebowanie na moment obrotowy uchwytu narzędzia jest wyższe, ryzyko wysuwania jest większe”.
Jak powiedział Walter's Pollock, „Ważne jest, aby dopasować właściwy typ uchwytu narzędziowego do zastosowania. Lepszym sposobem na to jest rozważenie, która cecha uchwytu narzędziowego jest najważniejsza dla danego zastosowania. Zastosowania zgrubne skorzystają najbardziej na uchwycie narzędziowym o najwyższej sile zacisku. W operacjach wykańczających, gdzie celem są precyzyjne tolerancje i drobne wykończenia powierzchni, uchwyty narzędziowe o minimalnym biciu i maksymalnej powtarzalności powinny być pierwszym wyborem”.
Równanie dla warsztatów produkcyjnych może się różnić. Dan Doiron, product manager-milling w Emuge Corp., West Boylston, Mass., opisał kwestie, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze opcji uchwytów narzędzi dla różnych typów narzędzi skrawających.
„Kiedy widzę narzędzie z płaską powierzchnią Weldon, zwykle oznacza to, że jest ono przeznaczone do agresywnego frezowania” — powiedział. „To nie znaczy, że nie można używać narzędzia do wykańczania, ale płaska powierzchnia Weldon została dodana do narzędzia, aby zapobiec wysuwaniu. Do obróbki zgrubnej dobrym wyborem jest tuleja zaciskowa z blokadą sworznia. Do obróbki powierzchni 3D rdzenia formy lub wnęki uchwyt narzędziowy marki Emuge FPC zapewni wysoki poziom dokładności od razu po wyjęciu z pudełka. Dzięki uchwytowi z możliwością wyważenia dokładność wzrasta bez konieczności zakupu oddzielnego uchwytu”.
Często pomijane mocowanie narzędzi
Dla warsztatów pracy pytanie brzmi teraz, jak postępować. Na przykład, kiedy warsztaty pracy powinny zdecydować się na zainwestowanie zasobów i pójście naprzód?
„Często pomija się kwestię mocowania narzędzi, zwłaszcza gdy kupuje się nową maszynę” — powiedział Doiron. „Jednakże warsztaty powinny rozważyć ulepszenie strategii mocowania narzędzi, jeśli maszyna została zakupiona w celu zwiększenia produkcji i uzyskania wyższego standardu dokładności. Na przykład używanie starych uchwytów z blokadą boczną i oczekiwanie poprawy poziomu wydajności ostatecznie okaże się rozczarowaniem. Uchwyt jest nadal niedokładny, niezależnie od tego, czy znajduje się w starej maszynie, czy w nowym wrzecionie maszyny”.
Niektóre rozważania zależą od wielkości warsztatów. „Największym wyzwaniem jest zachowanie równowagi między elastycznością a wydajnością” — powiedział Alan Miller, kierownik ds. inżynierii i kierownik ds. produktów w BIG Kaiser Precision Tooling Inc., Hoffman Estates, Illinois. „Im większa elastyczność systemu, tym mniejszą wydajność prawdopodobnie zaoferuje w określonych zastosowaniach. W środowiskach o wysokiej wydajności należy skupić się na rozwiązaniu o najlepszej wydajności. W przypadku bardzo małych prac elastyczność systemu uchwytów narzędziowych może przeważyć nad uzyskaniem najwyższej wydajności narzędzi skrawających”.
Jeśli chodzi o inwestowanie w nowsze technologie, „łatwiej to zrobić w przypadku większych sklepów” — powiedział. „Bardzo małemu sklepowi trudniej jest zrezygnować z elastyczności”.
Niezależnie od tego, warsztaty badają, czy inwestycja w nowszą technologię jest warta swojej ceny ze względu na mniejszą ilość odpadów i dłuższą żywotność narzędzi.
Duża korzyść dla obróbki otworów
„Podstawowymi cechami dobrego uchwytu są sztywność, siła chwytu, dokładność bicia i równowaga” — powiedział Strauchen z GWS. „Narzędzia do obróbki otworów korzystają w szczególności z uchwytów o wyższym stopniu dokładności bicia i równowagi. Frezy trzpieniowe korzystają z tego samego, ale generalnie potrzebują uchwytów o dodatkowej sztywności i sile chwytu, aby lepiej radzić sobie z obciążeniami promieniowymi i siłami wyciągania generowanymi przez frezy trzpieniowe śrubowe. Czasami siły wyciągania są takie, że potrzebny jest mechaniczny system dopasowania, taki jak system blokady bocznej lub bezpiecznej blokady”.
Dyrektorzy twierdzą, że za każdym razem, gdy warsztat inwestuje w nowe narzędzia, należy ocenić uchwyty narzędzi. „Jeśli warsztat inwestuje w nowe centra obróbcze, ważne jest, aby dokonać zakupu z nowymi uchwytami narzędzi” — powiedział Tonne z Horn USA. „Nie ma sensu ekonomicznego uzyskiwania korzyści z wydajności, na przykład z szybszego czasu od wióra do wióra, jeśli jest on marnowany na wymianę narzędzi z powodu ich słabej trwałości”.
Strauchen wyraził podobny pogląd. Zapytany, kiedy warsztat powinien rozważyć modernizację uchwytu narzędzi, odpowiedział: „Oprócz oczywistej odpowiedzi „zawsze”, bardziej realistyczną odpowiedzią jest zakup nowej obrabiarki. Oprócz samych zastosowań obróbkowych i wydajności, systemy uchwytów narzędzi wyższej jakości mają zazwyczaj lepsze właściwości wyważenia i utrzymują lepsze dopasowanie — na przykład dokładniejsze stożki kołnierza V — co zmaksymalizuje żywotność wrzeciona. Nie założyłbyś starych felg samochodowych do nowego samochodu, ani nie powinieneś zakładać używanych uchwytów do zupełnie nowego wrzeciona”.
Jedną z części oceny jest wpływ nowego systemu mocowania narzędzi na nowe narzędzia. Większa żywotność narzędzi jest głównym powodem wprowadzenia zmian.
„Prawdopodobnie najłatwiejszym miejscem dostrzeżenia zwrotu z inwestycji w poprawę jakości systemu mocowania narzędzi jest wydajność narzędzia” — powiedział Pollock z Waltera. „Żywotność narzędzia to coś, co większość z nas jest w stanie monitorować. Uzyskanie dłuższej żywotności narzędzia z jednego narzędzia oznacza więcej części przy tym samym koszcie produkcji. Oznacza to osiągnięcie niższego kosztu na część”.
Powiedział również, że można osiągnąć wyższe wskaźniki produkcji. „Gdy uwzględni się wskaźnik obciążenia maszyny i operatora, krótsze czasy cykli mają znacznie większy wpływ na obniżenie kosztu na część” — powiedział Pollock. „Całkowity koszt na część jest dość solidnym sposobem na obliczenie korzyści z ulepszonego uchwytu narzędziowego”.