Wybór odpowiedniej oprawki do narzędzia jest dość ważnym etapem wyposażania maszyny CNC. Oczywiście to nie jest procedura, którą wykonamy raz, ponieważ wszystko zależy od obróbki, jaką realizujemy. Przyjrzyjmy się zatem jakie rodzaje zaciągu narzędzia są wykorzystywane przy pracy na frezarkach.

Oprawki narzędziowe - których używają najczęściej frezerzy?

Doświadczony operator CNC doskonale wie, że oprawka musi dobrze trzymać narzędzie we wrzecionie - od tego zależy efektywność, wydajność i sprawność pracy obrabiarki.

Oprawki narzędziowe możemy podzielić ze względu na typ mocowania do wrzeciona, a następnie ze względu na ich przeznaczenie.

W przypadku frezarek, gdy dobieramy mocowanie, trzeba zwrócić uwagę m.in. na: sztywność na zginanie, maksymalny moment obrotowy oraz bicie narzędzia. Warto mieć też na uwadze, że narzędzia modułowe zwiększają elastyczność oraz liczbę możliwych kombinacji narzędzi. Natomiast gdy decydujemy się na przedłużki oprawek – liczy się możliwie największa średnica, (oczywiście taka, która będzie pasowała do głowicy).

 

 

Od tego się zaczęło...

Pierwszym rozwiązaniem, które zyskało popularność w świecie obróbki metalu był stożek Morse'a do obróbki wiertarskiej, opracowany już w 1868 w roku. Po nim pojawił się stożek 7/24 (nazywany też stożkiem ISO), wprowadzony w 1927 r. Przez lata ulepszano i zmieniano mocowanie narzędzia we wrzecionie, tak by było ono jak najbardziej optymalne i wygodne w użyciu. Na przykład w latach 60 XX wieku, zastosowano w zmieniaczu narzędzie rowki chwytaka i śruby ściągające (w trzech wariantach lokalnych; MAS-BT w Azji, ISO/DIN w Europie oraz CAT-V w Ameryce).

Stożek z pewnością był innowacyjną koncepcją, ale miał dwie zasadnicze wady: słabą wytrzymałość na zginanie i ograniczona prędkość obrotowa. Działo się tak dlatego, że siła z jaką był mocowany nie była zbyt duża, a czoło kołnierza nie stykało się z czołem końcówki.

Dlatego zaczęto szukać rozwiązań, które wyeliminowałyby te niedogodności. Tak właśnie w latach 90 XX wieku powstały:

• BIG-PLUS (zaprojektowanego w Japonii przez BIG Daishowa),
• HSK (stworzonego w Niemczech przez Komitet ds. normy DIN),
• Coromant Capto (wprowadzonego na rynek w roku 1990 i będącego jedynym systemem od początku stworzonym do wszelkiego typu zastosowań – toczenia, frezowania i wiercenia).

Najczęściej spotykane typy mocowania oprawki do wrzeciona frezarki CNC

SK - czyli wspomniane już wyżej stożki 7/24 i ISO 40, 50 i 60. To wciąż najpopularniejsze rozwiązanie stosowane w centrach obróbczych CNC. Cechują się automatyczną wymianą narzędzi i bardzo dobrymi parametrami w przypadku zginania i skręcania. Niestety – nie są zbyt dokładne oraz nie ma możliwości ustawienia krawędzi skrawającej osi przedmiotu. Pamiętajmy, że jest to typ złącza, które jest duże i ciężkie, więc ciężko w tym przypadku mówić o ergonomii.

 

 

HSK - na system mocowania HSK warto się zdecydować, gdy interesuje nas np. precyzyjna i powtarzalna dokładność w skali mikro (posiada styk na czole kołnierza i mocowanie segmentowe ze stożkiem pustym w środku, nie wymaga zatem użycia śrub ściągających). Dobrze sprawdzi się także przy obróbce ciężkich elementów, ponieważ dysponuje dużą siłą wciągania, sztywnością i ma optymalne przenoszenie momentu obrotowego. Cechuje się krótką i stosunkowo lekką konstrukcją - co ma bezpośredni wpływ na ogólną prędkość, a także prędkość z jaką wymieniane są narzędzia. 

 

 

System HSK ma też swoje wewnętrzne typy, nas najbardziej interesują:

Typ A: przeznaczony do obróbki ogólnej, wykazuje duże momenty gnące i umiarkowane momenty skręcające, nadaje się do automatycznej wymiany,

Typ C: przeznaczony do obróbki ogólnej, wykazuje duże momenty gnące i umiarkowane momenty skręcające, trzeba wymieniać go ręcznie,

Typ E: sprawdzi się w obróbce ogólnej szybkościowa, do lekkich i szybkoobrotowych wrzecion, wykazuje niskie momenty gnące i skręcające, nadaje się do automatycznej wymiany, łatwo go wyważyć.

BT - to też stożek 7:24. Jak już wcześniej wspomnieliśmy - jest pochodzenia japońskiego. Od europejskiego SK nie różni się bardzo znacząco - teoretycznie nawet można by zamontować stożek BT w mocowaniu SK, ale wtedy pozbawimy się automatycznej wymiany narzędzi. Kołnierze w tych dwóch typach stożków różnią się szerokością, a w BT kołnierz jest niesymetryczny względem osi poprzecznej. Dodatkowo - rowek chwytakowy znajduje się w innym położeniu, a także rowki pod kamienie zabierakowe są na innej głębokości niż w SK i nie posiadają dodatkowego wcięcia. Dlatego warto być zorientowanym jaką końcówkę mamy w maszynie - szczególnie jeśli zależy nam na czasie i nie chcemy wymieniać za każdym razem narzędzi ręcznie. 

 

 

CBT - złącze DUAL CONTACT zostało stworzone do stosowania w centrach obróbkowych. W tym przypadku, stożek i rowki dla chwytaka są takie same, jak w konwencjonalnym stożku. Ten rodzaj oprawki narzędziowej, charakteryzuje się większą wytrzymałością na zginanie (dzięki dokładnemu styku czołowej powierzchni kołnierza uchwytu z czołem końcówki wrzeciona).

 

 

Przy okazji uczulamy na to, że przy wyborze mocowania narzędzia trzeba się upewnić, że będzie kompatybilne z tym, które znajduje się wewnątrz wrzeciona. Jest to kluczowe. Co prawda, jeśli będziemy mieli gniazdo wrzeciona w wersji DUAL CONTACT - standardowy stożek 7/24 (SK, BT) będzie pasował, ale ogólnie nie zaleca się łączenia ze sobą narzędzi z różnych systemów. 

Każdy z tych rodzajów mocowania oprawki narzędziowej we wrzecionie oprócz specyficznego kształtu posiada jeszcze jeden ważny parametr: rozmiar mocowania.

• Oprawki DIN 69871-SK występują w rozmiarach: SK30, SK40, SK50 (czasem w ploterach wykorzystuje się SK20).
• Oprawki DIN 69893/ISO 12164-1-HSK FORM A występują w rozmiarach: 40A, 50A, 63A, 80A, 100A.
• Oprawki JISB6339 /MAS403-BT oraz CBT DUALCONTACT BT30, BT40, BT50 CBT30, CBT40, CBT50.

 

W następnej części przybliżymy temat wyważania, jak odczytywać oznaczenia oprawek narzędziowych oraz przyjrzymy się grzybkom i innym systemom zaciągania.