Себестоимость продукции является важнейшим показателем экономической эффективности производства. Доля расходов на инструмент в ней обычно невелика, однако в первую очередь именно выбором инструмента определяются показатели производительности, простои обо-
рудования, качество обработки. И одним из таких факторов, определяющих конечную производительность, является зажим инструмента. В современных процессах обработки термопатроны приобретают все большую популярность. Их принцип работы основан на использовании свойств материалов расширяться при нагреве и восстанавливать свою форму при охлаждении. Нагрев термопатрона происходит с помощью индукционной катушки: концентрированное магнитное поле, изменяющееся с высокой частотой, создает вихревые токи, которые под действием джоулева тепла позволяют разогревать зону зажима до температуры 300–350°С менее чем за 10 сек. Действие патронов с термозажимом основано на том, что при нагревании посадочное отверстие увеличивается в диаметре так, что инструмент можно свободно устанавливать или вынимать. По мере остывания термопатрона происходит сужение зажима и режущая деталь надежно фиксируется. При таком способе инструмент зажимается с максимальным усилием и практически не вибрирует при обработке даже на высоких скоростях.
Преимущества термозажима
Таким образом, термозажимные патроны имеют ряд важных преимуществ:
— высокое усилие зажима, которого невозможно достичь в цанговом и тем более сверлильном патроне;
— высокая точность установки, сравнимая с цельным инструментом;
— перемещение инструмента вдоль оси вращения практически исключено;
— минимальное биение менее 0,003 мм, что достигается благодаря отсутствию пазов и затяжных болтов и, как следствие, симметричности зажимного тела;
— возможность прецизионной точности обработки, которая характеризуется базированием хвостовика в отверстии;
— вращение по часовой и против часовой стрелки даже при высокоскоростных режимах резания. [2]
Применение
Перечисленные преимущества делают возможным применение термопатронов как для тяжелой черновой обработки так и для финишной. Данный метод зажима получил свое распространение для сверления, развертывания и особое место занял при высокоскоростной обработке, где креплению инструмента должно уделяться особое внимание. В процессе ВСО происходит снижение сил резания, в то время как закрепление инструмента и величина биения приобретают особое значение. При увеличении скоростей резания в два раза центробежные силы возрастают более чем в 4 раза. Биение инструмента сильно повышает износ инструмента, что подтверждают данные экспериментов [1].
Таким образом, ВСО требует особого внимания к балансировке инструмента, и именно термопатроны обеспечивают наилучший результат.
Инновационная технология
Нагрев и охлаждение термопатрона являются определяющими факторами в прочности его крепления. При этом процесс охлаждения должен быть не только быстрым, равномерным и щадящим для патрона, но и обеспечивать необходимую безопасность пользователю при перемещении горячих оправок, ведь поменять термозажим, если он еще в разогретом состоянии, достаточно проблематично. Немецкая компания Bilz, входящая в число мировых лидеров в разработке оборудования и оснастки для термозажима, предлагает собственную технологию Cool down, которая имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционным контактным охлаждением. Основой инновации является комбинация современной зажимной технологии с эффективным жидкостным охлаждением. Такое решение два в одном означает, что оба процесса: зажим и охлаждение — происходят в одном месте, что позволяет значительно сократить время на смену инструмента и отказаться от перемещений горячих оправок. Процесс термозажима и последующего охлаждения полностью автоматизирован, риски ожогов отсутствуют. Охлаждающий механизм перемещается вверх из нижней части корпуса и омывает патрон со всех сторон эмульсией, которая защищает инструмент и патрон от коррозии. Благодаря такой системе (по принципу водяной башни) не требуется принудительного охлаждения эмульсии, и, как следствие, достигается дополнительная эффективность на значительной экономии электроэнергии. Равнораспределенное охлаждение обеспечивает равномерное охлаждение стенок, оправки не повреждаются и всегда охлаждаются до комнатной температуры. Независимое контурное охлаждение происходит за несколько секунд и предотвращает повреждение режущей кромки инструмента от тепловой нагрузки. Также не требуется дополнительной охлаждающей оснастки для различной внешней геометрии патронов, используемой при обычном способе охлаждения. Таким образом, пользователь получает в несколько раз более эффективную систему по сравнению с традиционным контактным охлаждением. ООО «Инженерный Консалтинг» проводит демонстрацию работы данной технологии на установленном в офисе оборудовании Bilz.
Литература
1. Высокоскоростная обработка — современный метод механической обработки деталей. Г. С. Жетесова, И. И. Ерахтина, И. А. Гейдан, А. В. Жукова. Труды университета. 2014. № 2.
2. Инструментальная оснастка станков с ЧПУ: [справочник] / С. Н. Григорьев, М. В. Кохомский, А. Р. Маслов; под общ. ред. А. Р. Маслова. — Москва: Машиностроение, 2006.
3. http://www.инженерныйконсалтинг. com/
Еще больше новостей |  |