Każdy frezer zna, każdy frezer używa, ale nie każdy wie, jakie oprawki warto kupić, które mocowanie narzędzi lepiej zastosować do pewnych operacji a których nie, aby zadbać o odpowiednią jakość obróbki.
Jakie oprawki wybrać?
Jednymi z najlepszych oprawek narzędziowych są oprawki hydrauliczne oraz oprawki termokurczliwe. Chociaż inne typy oprawek, na przykład typu ER czy też te bardziej popularne Weldon (pewnie ze względu na ich uniwersalność oraz cenę) również mają swoje zalety. Jak to zwykle bywa, w każdym rozwiązaniu występują wady oraz zalety.
Uzbrajanie nowej maszyny w oprawki
Przy zakupie nowej obrabiarki podczas doboru mocowań narzędzi często pierwszym wyborem są oprawki typu ER oraz Weldon. Jest to przeważnie uzasadnione ceną oraz chęcią zakupu jak największej liczby oprawek, żeby być zabezpieczonym na każdą ewentualność.
Należy jednak zastanowić się, czy w perspektywie czasu nie okaże się, że nie spełniają one tak do końca naszych wymagań. Może się okazać, że przy niektórych metodach obróbki — takich jak obróbka trochoidalna, kiedy zastosujemy oprawkę typu ER — wyciągnie nam narzędzie z oprawki i w efekcie detal może zostać trwale uszkodzony lub być do poprawy, a także może zostać uszkodzone narzędzie. Pozorna oszczędność na oprawkach może okazać się bardzo kosztowna.
Operatorzy często również nie pamiętają o tym, że oprawki się zużywają lub zostają uszkodzone podczas obróbki i tracą swoje właściwości (np. wyważenie). Szczególnie w oprawkach typu ER szybko zużywają się nakrętki. Ma to miejsce, chociażby podczas zwykłej eksploatacji oprawki (wymianie narzędzi), czy otarcia o materiał obrabiany.
Przykład z zakładu produkcyjnego:
Operatorzy zgłaszali problem z wykonaniem otworu w tolerancji H7 za pomocą wysokiej klasy wiertła węglikowego zamocowanego w oprawce ER32, która już na pierwszy rzut oka posiada ślady kilku otarć czy nawet kolizji. Mimo zastosowania precyzyjnych tulejki redukcyjnych oraz wierteł węglikowych ciągle zapominali o oprawce. Podczas pomiarów okazało się, że bicie oprawki jest większe niż tolerancja H7 przy danej średnicy otworu. Może ktoś powiedzieć: "zastosujmy rozwiertak i po problemie". Jednak otwór był tak rozbity, że rozwiertak nic już nie mógł pomóc.
Oprawka ER
Tak jak wcześniej wspominałem, każde mocowanie narzędzi ma swoje wady i zalety. Oprawka ER ma plusy w postaci ceny oraz uniwersalności, ponieważ możemy do niej mocować wiertła, frezy, gwintowniki stosując odpowiednie tulejki ER. Jednak w dobie coraz bardziej zaawansowanych technik obróbki i wymagań co do jakości wykonywanych detali, idziemy z oprawkami oraz narzędziami w przeciwnym kierunku niż uniwersalność.
Oprawka hydrauliczna
Jednym z najlepszych wyborów, kiedy chcemy uzyskać jak najlepszą wydajność oraz jakość obróbki, jest pójście w kierunku zaawansowanego systemu mocowania narzędzi, jakim są oprawki hydrauliczne. Poprzez samo zastosowanie oprawki hydraulicznej, często eliminujemy najbardziej awaryjny element (mający wpływ na jakość mocowania narzędzia a co za tym idzie jakość obróbki), jakim jest nakrętka trzymająca tulejki redukcyjne w oprawce typu ER, jak również same tulejki redukcyjne, które są kolejnym połączeniem wprowadzającym błąd montażowy.
Oprawka termokurczliwa
Najbardziej precyzyjnym i zaawansowanym technologicznie rozwiązaniem mocowania narzędzi we wrzecionach frezarek jest system oprawek termokurczliwych. Mocowanie narzędzia w tego typu oprawkach wykorzystuje rozszerzalność cieplną materiału, z którego jest wykonana oprawka. Oprawki termokurczliwe pozwalają uzyskać najwyższą jakość obróbki, ponieważ nie posiadają żadnych połączeń mechanicznych, tulejek redukcyjnych czy nakrętek, a co za tym idzie, dysponujemy bardzo wielką siłą trzymania narzędzia. Tego typu oprawki występują w bardzo długich i smukłych wersjach, co pozwala na obróbkę w ciasnych miejscach, bez obaw o jakość obróbki. Jednak ich zdecydowaną wadą jest konieczność zakupu urządzenia do rozgrzewania oprawek, w celu zamontowania w nich jakiegokolwiek narzędzia. Jednak przy dużej ilości maszyn i oprawek warto rozważyć wybranie tego typu rozwiązania.
Wybór oprawki, a różne techniki obróbki
Do gwintowania najlepszym wyborem będzie oprawka z kompensacją osiową, kiedy nie mamy możliwości gwintowania z synchronizacją maszynową lub oprawka z minimalną synchronizacją typu synchro do gwintowania synchronicznego, aby uzyskać jak najlepszej jakości gwint. Do wiercenia czy frezowania najlepiej wybrać oprawki hydrauliczne, które posiadają wysoką precyzję. Natomiast gdy chcemy uzyskać najlepsze efekty, warto sięgnąć po oprawki termokurczliwe. Wbrew pozorom, tego typu rozwiązania wcale nie okazują się najdroższe, kiedy weźmiemy pod uwagę czas spędzony na wymianie narzędzi, poprawianie wykonanych detali, czy też szybkość ich wykonania.
Zastosowanie tulejek w oprawkach
W oprawce hydraulicznej, zarówno jak w oprawce typu ER, mamy możliwość stosowania tulejek redukcyjnych, aby mieć pewną uniwersalność w stosowaniu narzędzi. Są to jednak tulejki o innej konstrukcji, mające znikomy wpływ na zestaw narzędzie – oprawka. Ważną zaletą tego typu rozwiązań jest również bardzo duża siła mocowania narzędzia, nieporównywalnie większa niż w oprawkach typu ER, czyli możliwość zastosowania oprawki w zaawansowanych metodach obróbki.
Brak nakrętki oraz sposób mocowania narzędzia tłok – śruba, poprzez dokręcanie, rozprowadza siłę mocowania za pomocą specjalnego nieściśliwego płynu, który oddziałuje poprzez membranę na to narzędzie. Membrana, opasając na całej długości i obwodzie chwyt narzędzia, powoduje, że oprawka może być smukła i długa, co pozwala na obróbkę w ciasnych miejscach oraz pewne mocowanie narzędzia w oprawce. Oprawki tego typu mają zastosowanie, gdy chcemy uzyskać wysoką precyzję obróbki, jak również, kiedy wymagane są duże wysięgi narzędzi.
Należy jednak pamiętać, że w oprawkach hydraulicznych możemy stosować narzędzia tylko z chwytem walcowym oraz nie mamy możliwości stosowania gwintowników. Narzędzia ze wcięciem pod oprawki typu Weldon, mogą szybko doprowadzić do zniszczenia oprawki poprzez uszkodzenie jej membrany.
Zatem jakie oprawki wybrać?
Każde rozwiązanie ma swoje plusy i minusy. Jednak wybór wysokiej klasy oprawek hydraulicznych czy termokurczliwych — mimo ich kilku minusów — pozwoli nam uzyskać najlepsze rezultaty podczas wykonywania detali o wysokiej precyzji, a także na oszczędzanie czasu i stresu związanego z mocowaniem narzędzi. Oprawki tego typu, jak powiedział klasyk: "mają plusy dodatnie i ujemne", ale mimo wszystko plusy.