Scegliere il portautensili giusto è la chiave per controllare i costi

Nel processo di taglio, il portautensile è l'interfaccia chiave tra l'utensile e la macchina utensile. In tutte le occasioni di lavorazione, la selezione o meno del gambo corretto influirà su molti fattori quali: precisione dimensionale, qualità della superficie, tempo di sostituzione e usura dell'utensile, che in definitiva influiscono sulla qualità e sul costo del pezzo lavorato.

Figura 1 In quanto interfaccia critica tra l'utensile e la macchina utensile, il portautensile influisce sulla qualità del pezzo lavorato

Così come esistono diverse applicazioni di lavorazione, sul mercato non esiste un unico portautensile per tutte le esigenze di lavorazione. Pertanto, con lo sviluppo della tecnologia di lavorazione, SCHUNK sviluppa da oltre 30 anni cinque diversi sistemi di portautensili ad alta precisione. Con questi set di portautensili, l'utente può soddisfare le esigenze di una varietà di attività di taglio. I settori di applicazione spaziano dalla microlavorazione nei settori dell'elettronica e dell'orologeria alla lavorazione ad alta velocità del taglio dei metalli (HPC/HSC); dispone sia di portautensili di alto valore e di alta precisione, sia di portautensili economici e di alta qualità adatti alla lavorazione di grandi dimensioni.

La precisione di bloccaggio determina la precisione dimensionale del pezzo da lavorare

I portautensili di alta precisione, come il codolo ad espansione idrostatica TENDO e il codolo a bloccaggio antistress TRIBOS, sono stati calibrati con una serie di bilance dinamiche oltre alle elevate dimensioni strutturali assicurate nella fabbricazione, al fine di ottenere un'altissima precisione di rotazione del bloccaggio. Con questa caratteristica non solo è possibile migliorare la qualità del pezzo, ma anche ridurre notevolmente i costi di lavorazione. I costi di lavorazione così consumati sono significativamente inferiori rispetto ai costi di lavorazione tradizionali, perché l'uso di portautensili ad alta precisione prolunga la durata dell'utensile. La tecnologia di bloccaggio ad espansione idrostatica TENDO (figura 2) e la tecnologia di bloccaggio a tensione TRIBOS (figura 3) consentono di risparmiare sui costi fino al 27% rispetto ai tradizionali portautensili caricati a molla grazie alla ridotta usura dell'utensile. .

Figura 2 Il mandrino portautensili ad espansione idrostatica Tendo mostra un'eccellente precisione di presa, un'elevata ripetibilità e un eccellente smorzamento delle vibrazioni

Fig. 3 Quando si utilizza la tecnologia di bloccaggio a tensione Tribos, il portautensile blocca l'utensile mediante la deformazione elastica del foro di bloccaggio. Date le sue diverse caratteristiche strutturali, l'utensile può essere serrato da 0,3 a 32 mm.

Il sistema di portautensili ad alta precisione di SCHUNK ha una precisione di rotazione di bloccaggio estremamente elevata, consentendo all'utente di lavorare con precisione il pezzo e ottenere una precisione dimensionale estremamente elevata. Sebbene il gambo termoretraibile e il gambo a molla ad alta precisione possano essere forniti con un'elevata precisione di rotazione del serraggio, esistono ancora differenze dovute alle diverse tecniche di serraggio. Gli esperimenti dimostrano che il portautensile a contrazione termica perde gradualmente la precisione di bloccaggio a causa della sua dilatazione termica; tuttavia, il portautensile TENDO o TRIBOS serrato a temperatura ambiente a causa della deformazione della camera d'olio a pressione statica deforma l'utensile più volte dopo la sua sostituzione. Il jerk radiale può ancora essere mantenuto entro 0,003 mm.

In termini di smorzamento delle vibrazioni, i valori del sistema con attacco SCHUNK riflettono una gamma molto ampia di adattabilità. Tra questi, il codolo ad espansione idrostatica TENDO e il codolo a bloccaggio antistress TRIBOS-R si comportano particolarmente bene. Il gambo di espansione idrostatica TENDO afferra l'utensile attraverso la parete interna simmetrica della camera dell'olio. Utilizzando una chiave esagonale per serrare il bullone di compressione, la pressione viene trasmessa uniformemente a ciascuna parte della camera dell'olio. La parete interna della camera dell'olio viene pressata in modo uniforme e simmetrico per espandersi nella direzione dell'asse, bloccando così l'utensile. Ad ogni serraggio e allentamento, i bulloni di pressurizzazione vengono fissati nella stessa posizione, garantendo la precisione di serraggio ripetitiva. Poiché lo smorzamento delle vibrazioni dell'olio è maggiore di quello dell'acciaio, anche il supporto TENDO ha proprietà di smorzamento estremamente elevate. Allo stesso modo, il gambo di bloccaggio a sollecitazione di tipo TRIBOS-R adotta una struttura a cavità riempita con materiale di smorzamento plastico e ha anche caratteristiche di smorzamento simili, in modo da ottenere un effetto di lavorazione molto silenzioso. Il gambo per uso generale SINO è dotato di rivestimento in materiale plastico e quindi presenta vantaggi simili.

Gli esperimenti hanno dimostrato che se l'utente sceglie una tecnologia di serraggio con smorzamento delle vibrazioni, l'investimento vale la pena. Grazie all'effetto di smorzamento, lo stato di taglio dell'utensile viene migliorato, l'utensile è ben protetto e la sua durata utile viene prolungata. Come mostrano i risultati sperimentali, la durata dell'utensile può essere prolungata fino al 47% grazie alle migliori caratteristiche di vibrazione (Figura 4). Allo stesso tempo, l'utente può anche ottenere una migliore qualità della superficie del pezzo.

Le caratteristiche di smorzamento delle vibrazioni del gambo della Figura 4 hanno un'influenza decisiva sulla durata dell'utensile. I test dimostrano che la durata dell'utensile può essere estesa fino al 47% quando si utilizza il portautensili ad espansione idrostatica Tendo

Un altro vantaggio del gambo con smorzamento delle vibrazioni è il suo effetto sul perno del dispositivo. Se lo smorzamento è debole, la vibrazione verrà trasmessa direttamente al mandrino; e il gambo con le caratteristiche di smorzamento delle vibrazioni svolgerà un ruolo tampone. Ciò proteggerà il mandrino e le parti più costose dell'attrezzatura prolungando la durata del mandrino.

Quando viene completata un'attività di taglio più ampia, sul gambo agisce una forza radiale maggiore. Se si desidera ottenere una grande quantità di taglio in un breve periodo di tempo, si consiglia di utilizzare un sistema in grado di sopportare questa forza radiale. Il potente gambo SINO-R, il gambo TRIBOS-R e il gambo con tecnologia termoretraibile CELCIO sono tutte buone scelte. Ciascuno di questi sistemi di portautensili ha un'elevata rigidità radiale e può essere lavorato senza problemi con grandi volumi di taglio. I primi due sistemi presentano inoltre ottime caratteristiche di smorzamento delle vibrazioni.

Cambio utensile più rapido e tempi di sostituzione più brevi

Per i clienti che hanno spesso bisogno di cambiare l'utensile, anche il tempo di cambio ha un effetto importante nella scelta del portautensile giusto. Il portautensili idraulico TENDO e il portautensili universale SINO possono essere sostituiti entro 30 secondi utilizzando una semplice chiave esagonale o una chiave a mezzaluna. Non richiede l'uso di periferiche e non solo ha un tempo di cambio breve, ma non ha costi aggiuntivi. I portautensili termoretraibili richiedono attrezzature speciali per termoretrazione. Il prezzo di acquisto è di circa 10.000 euro. Rispetto ad altre tecnologie di bloccaggio del portautensile, il portautensile termoretraibile impiega più tempo e il tempo di sostituzione, compreso il raffreddamento del portautensile riscaldato, richiede 10 minuti. In molti lifting, questo è molto sfavorevole.

Più piccolo è il pezzo o maggiore è l'angolo di rotazione, più importanti sono le dimensioni complessive del gambo. Soprattutto nelle operazioni di taglio in spazi ristretti, i supporti più sottili TRIBOS-S o i supporti extra lunghi TENDO-LSS sono l'ideale. Allo stesso tempo, questi due dispositivi sono adatti anche per lavorazioni ad alta velocità. Tra questi, la leva di estensione del portautensili TRIBOS-SVL (Fig. 5) può anche essere combinata con diversi portautensili per completare la lavorazione delle parti difficili da lavorare. Poiché la precisione di bloccaggio dell'asta di prolunga è entro 0,003 mm, l'uso di tali aste di prolunga in molte applicazioni può eliminare la necessità di costosi strumenti speciali.

Figura 5 Le estensioni del portautensili TRIBOS-SVL possono essere combinate con diversi portautensili per la lavorazione precisa di pezzi difficili da lavorare

Per eseguire operazioni di microtaglio per utensili con un diametro da 0,3 a 3 mm, SCHUNK può fornire unità TRIBOS-Mini. Questo dispositivo è molto popolare in medicina, stampi, apparecchi elettronici e orologi.

SCHUNK ha eseguito test di durezza sui portautensili e ha anche fornito campioni per vari sistemi di bloccaggio. Di conseguenza, i portautensili hanno una grande influenza sulla durata dell'utensile e sul carico sul mandrino della macchina. Un sistema portautensili con protezione utensile può essere un fattore che limita gli aumenti dei costi e mostra un grande potenziale di risparmio sui costi.

Il prezzo del gambo della Fig. 6 rappresenta solo una parte molto piccola del costo complessivo di taglio, ma a lungo termine anche portautensili più economici possono comportare costi estremamente elevati.

Nell'investimento iniziale, il costo di acquisto del portautensile è diventato una considerazione importante, ma il risparmio sui costi associato al tempo di lavorazione ha presto attirato l'attenzione. Sorprendentemente, il costo di acquisto del portautensile ha poco effetto sul costo complessivo di taglio, poiché il confronto tra il portautensile ad espansione di pressione statica e il portautensile termoretraibile mostra che, sebbene il costo del portautensile termoretraibile sia basso, lo è. Con l'uso del portautensile idraulico TENDO 19h, il costo della lavorazione con il portautensile idraulico TENDO è diventato significativamente più basso. Dopo 100 ore di utilizzo effettivo tra il sistema più economico e quello più costoso, la differenza nei costi di elaborazione tra i due ha raggiunto i 771 euro.