Wissen Sie, wann eine Schrumpfpassung eine gute Passform ist

Schrumpfwerkzeughalter eignen sich für Umgebungen mit hoher Produktion und werden häufig in der Automobilkomponentenfertigung eingesetzt. Technik

Hohe Unrundheit und Vibrationen können jeden Maschinisten frustrieren. Deshalb ist es wichtig, einen Werkzeughalter zu wählen, der für die Anwendung sinnvoll ist. In der Vergangenheit wurden Weldon-Flachhalter verwendet, um die Sicherheit zu gewährleisten und das Herausziehen des Werkzeugs während des Bearbeitungsprozesses zu reduzieren. Diese Option erforderte jedoch, dass die Bediener die Maschinen aufgrund der unterschiedlichen Unrundheit des Werkzeugs und des Gleichgewichts der Werkzeugmontage mit einer niedrigeren Drehzahl laufen ließen. Stattdessen griffen einige Hersteller auf Spannzangenfutter zurück, die einen besseren Rundlauf boten, aber nicht über das für viele Anwendungen erforderliche höhere Spannmoment verfügten.

Um einige dieser Probleme zu lösen, wurden Anfang der 1990er Jahre hydraulische Spannfutter eingeführt. Und obwohl sie sich hervorragend für gerade Auf- und Abwärtsarbeiten wie Bohren und Reiben eigneten und eine hohe Genauigkeit boten, eigneten sie sich nicht immer hervorragend für andere Vorgänge. Sie erforderten auch viel Wartung.

In den späten 1990er Jahren entstanden Schrumpfhalter als Alternative zu den anderen verfügbaren Werkzeughaltemöglichkeiten, insbesondere Hydrodehnspannfuttern. Schrumpfsitz bietet die Möglichkeit, mit hoher Genauigkeit zu bohren und zu reiben, ohne dass die Wartung erforderlich ist, die bei hydraulischen Spannfuttern erforderlich ist.

„Aus technischer Sicht ist Schrumpfsitz theoretisch der perfekte Werkzeughalter, ohne bewegliche Teile oder Zubehör“, sagte Alan Miller, Senior Manager of Engineering, BIG DAISHOWA Inc., Hoffman Estates, Ill. „Es geht nur um den Halter, den.“ Schneidwerkzeug und etwas Hitze, was großartig ist. Aber manchmal kann es in der Praxis etwas anspruchsvoller werden.“

Während Schrumpfwerkzeughalter als Alternative zu anderen Werkzeughalteroptionen auf den Markt kamen, beschleunigte sich ihre Entwicklung in der Werkzeug- und Formenindustrie erheblich.

„Shrink Fit bietet ein sehr schlankes Profil, das Anwendungen mit großer Reichweite wie in der Gesenk- und Formenindustrie ermöglicht“, sagte Brendt Holden, Präsident von Haimer USA, Villa Park, Illinois. „Sie ermöglichen sogar die Erweiterung durch Schrumpfverlängerungen.“ Fähigkeiten in diese tief reichenden Hohlräume. Es löst wirklich das Problem der vielen schwer zugänglichen, komplexen Teilefertigung.“

Insbesondere in Umgebungen mit hoher Produktionsleistung ist die Schrumpfpassung sinnvoll und wird in der Automobilkomponentenfertigung weit verbreitet eingesetzt.

„Die Schrumpfpassung bietet nicht viel Flexibilität, wenn es um Schneidwerkzeuge unterschiedlicher Größe geht“, sagte Mike Eneix, Vizepräsident für Vertrieb bei Techniks, Inc., Indianapolis, Indiana. „Für jedes Werkzeug ist eine eigene Größe erforderlich.“ verwendet werden, was sich von einem Spannzangenfutter oder einem hydraulischen Werkzeughalter unterscheidet, bei dem Sie einen Halter für viele Werkzeuggrößen haben können. Für einige kleine Lohnbetriebe, bei denen sie nicht wissen, welcher Auftrag auf sie zukommt, bietet die Schrumpfpassung möglicherweise nicht die Flexibilität, die sie benötigen.“

Schrumpfhalter sind meist sehr schlank, was einer ihrer Vorteile ist. Sie sind mit tiefen, schlanken Profilen für hohe Geschwindigkeiten und Vorschübe sowie eine geringe Schnitttiefe ausgestattet.

„Für Betriebe, die schwere Rouge-Anwendungen durchführen möchten, war die Schrumpfpassung jedoch nicht immer eine gute Option, da sie sehr steif, aber auch sehr dünnwandig war, was zu Vibrationen führte“, sagte Holden.

Schrumpfsitz bietet ein sehr schlankes Profil und einige ermöglichen Schrumpfverlängerungen, um die Möglichkeiten in tief reichende Hohlräume zu erweitern. „Es löst wirklich das Problem der vielen schwer zugänglichen Produktion komplexer Teile“, sagte Brendt Holden, Präsident von Haimer USA. Haimer

Im Allgemeinen eignen sich Standard-Schrumpfwerkzeughalter am besten für leichte bis mittlere Fräsanwendungen. Superaggressives, starkes Schruppen wird nicht empfohlen.

„Andererseits bieten Standard-Schrumpfwerkzeughalter nur einen Rundlauffehler in der Mitte, was für Arbeiten mit hoher Oberflächengüte nicht zu empfehlen ist“, sagte Miller.

Viele der heutigen Hersteller von Werkzeughaltern haben sich diesen Problemen angenommen, indem sie Schrumpfwerkzeughalter mit dickeren Wandkonstruktionen und einem dickeren Profil entwickelt haben, um verschiedene Arten von Operationen zu bewältigen.

„Die Geometrien haben sich weiterentwickelt und ermöglichen nun verschiedene Modelle von Schrumpfwerkzeughaltern für schwere Schrupp- und Schlichtanwendungen“, sagte Holden. „Darüber hinaus gibt es mit schlanken Profilhaltern Optionen für größere Reichweiten, bei denen Bediener mehrere Verlängerungen zusammenschrumpfen können, um 15 bis 30 Zoll hinzuzufügen, um diese Anwendungen mit großer Reichweite zu erhalten und trotzdem die Genauigkeit beizubehalten.“

Die Schrumpfpassung lässt sich am besten in Bereichen mit geringem Spielraum anwenden, also an Orten, an denen größere Spannzangenfutter nicht passen. Sie eignen sich typischerweise für 5-Achsen-Maschinen und Teile, bei denen die Ausrichtung des Werkzeughalters im Teil wichtig ist, um so viel Spiel wie möglich zu schaffen.

„In der Gesamtwertung muss man darauf achten, dass man den richtigen Belagstil wählt“, sagte Miller. „Ganz gleich, ob es sich um schweres Schruppen oder eher um Standardoperationen handelt, seien Sie einfach vorsichtig, wenn Sie sich mit sehr dünnen Profilen befassen oder schwerere Operationen durchführen.“

Schrumpfwerkzeughalter erfreuen sich in den letzten Jahren aus einer Vielzahl von Gründen immer größerer Beliebtheit. Hier sind einige Vorteile der Wahl dieses Werkzeughaltertyps:

1) Konsistenz. Die Einrichtung dieser Werkzeughalter ist von Bediener zu Bediener sehr einheitlich. Dies ist besonders wichtig in Produktionsumgebungen, in denen Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit erforderlich sind.

„Jeder in einer Werkstatt, der Schrumpfwerkzeuge einstellt, wird es auf die gleiche Weise tun“, sagte Holden. „Man braucht keinen Experten, und Erfahrung macht keinen großen Unterschied. Gerade angesichts des Fachkräftemangels ist das ein großer Vorteil. Ob am ersten Arbeitstag oder nach 20 Jahren: Ein Bediener richtet das Werkzeug immer auf die gleiche Weise ein und erzielt die gleichen Ergebnisse.“

2) Genauigkeit. Ein gut konstruierter Werkzeughalter mit Schrumpfsitz bietet einen maximalen Rundlauffehler von 0,00012 Zoll (3 µ) bei dreifachem Schneidwerkzeugdurchmesser. Diese Genauigkeit ist von Bediener zu Bediener sehr gut wiederholbar.

Induktionsschrumpfmaschinen sind sehr leistungsstark, erklärte Mike Eneix, Vice President of Sales bei Technik. Das Erwärmen des Werkzeughalters, selbst wenn er einige Sekunden länger als nötig erfolgt, kann die Lebensdauer des Werkzeughalters verkürzen, insbesondere wenn dies während der Lebensdauer des Werkzeugs wiederholt erfolgt. Technik

3) Wiederholbarkeit des Gleichgewichts.Da dieser Werkzeughaltertyp keine beweglichen Teile hat, weist er eine hervorragende Wiederholgenauigkeit der Auswuchtung auf, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten.

„Wenn eine Werkstatt einen richtig ausbalancierten Schrumpfwerkzeughalter mit dem richtigen Zubehör kauft und mit einem gut ausbalancierten Schaftfräser arbeitet, dann wird sie bei hohen Geschwindigkeiten eine gute Balance haben und kaum bis gar keine Feinabstimmung vornehmen müssen“, sagte Holden.

4) Hohes Greifmoment. Schrumpf-Werkzeughalter greifen das Schneidwerkzeug 360 Grad um den Schaft herum. Dies verhindert, dass sich das Schneidwerkzeug während des Betriebs bewegt und kontrolliert die starre Verbindung.

„Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Schneidwerkzeugschaft durch den gesamten Klemmbereich des Werkzeughalters geführt wird“, sagte Miller. „Bei kurzen Werkzeugen versucht der Werkzeughalter, einen nicht vorhandenen Werkzeugbereich zu komprimieren, wodurch kleine Stufen oder Abweichungen in der Bohrung entstehen. Unglücklicherweise für den US-Markt haben viele Werkzeuge mit zölligen Nennwerten im Vergleich zu den DIN- und ISO-Gegenstücken eine sehr kurze Schneidwerkzeugschaftlänge, was dies für diesen Markt zu einer größeren Überlegung macht.“

5) Reduzierte Werkzeugwechselzeit. Mit einer guten Induktions-Schrumpfmaschine erfolgt der Werkzeugwechsel sehr schnell, in etwa fünf bis 10 Sekunden. Es sind keine zusätzlichen Stufen oder Zubehörteile wie Muttern oder Scheiben erforderlich, die gepflegt werden müssen. Dadurch können Werkzeug und Werkzeughalter schnell zur Maschine zurückgebracht werden, um den Betrieb wieder aufzunehmen.

Schrumpfsitz ist ein universelles System und wird von den meisten Herstellern von Werkzeughaltern hergestellt. Da es sich jedoch um ein universelles System handelt, sind die Werkstätten nicht an ein proprietäres System gebunden. Jeder Markenwerkzeughalter kann in jede Markenmaschine eingeschrumpft werden, was sie äußerst flexibel macht. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass es auf dem Markt sowohl gute als auch schlechte Werkzeughalter und Schrumpfmaschinen gibt.

„Ein hochwertiger Werkzeughalter mit einer hochwertigen Schrumpfmaschine kann sicherstellen, dass der Halter über die gesamte Lebensdauer der Werkzeugmaschine hält“, sagte Holden. „Wenn man eine gute Maschine in Kombination mit einem guten Halter hat, muss man eigentlich an nichts anderes denken. In der Werkstatt gibt es so viele Dinge, über die man sich Sorgen machen muss, dass die Werkzeughalterbaugruppe nicht dazugehören soll. Durch die Investition in ein Qualitätssystem können Unternehmen diesen Aspekt vergessen.“

Das Material des Werkzeughalters ist wichtig. Der Werkzeughalter sollte nicht nur aus dem richtigen Material bestehen. Shops sollten beim Kauf auf die Art des Materials, aber auch auf die Konsistenz des Materials achten.

„Bei der Materialart kann es zu Abweichungen kommen“, sagte Eneix. „Die meisten Hersteller verwenden einen zertifizierten H13-Stahl. Der Vorteil dieses Materials besteht darin, dass es tausende Male erhitzt und abgekühlt werden kann, ohne dass die Integrität der Toleranz des Halters verloren geht.“

Winkeltoleranz ist wichtig.Bei jedem Werkzeughalter ist der einzige Teil des Halters, der Kontakt mit der Maschinenspindel hat, das hintere Ende des Kegels. Daher ist es wichtig, einen hochwertigen Winkel sicherzustellen.

Alan Miller, Senior Manager of Engineering bei BIG DAISHOWA, erklärte, dass Sauberkeit eines der wichtigsten Dinge ist, die man bei der Arbeit mit Schrumpfhalterungen beachten sollte. Der BIG DAISHOWA Alpha Wiper Cleaner reinigt kleinere zylindrische Bohrungen durch einfaches Einsetzen und Entfernen des Reinigers vor dem Einsetzen des Schneidwerkzeugs. GROSSER DAISHOWA

„Dies kann mit einer AT-Skala oder einer Winkeltoleranz gemessen werden“, sagte Eneix. „Der Kegelwinkel sollte mindestens einer AT3-Kegeltoleranz entsprechen. Dadurch wird der Kontakt mit dem Werkzeughalter maximiert und Probleme mit Störungen oder schlechter Verbindung vermieden.“

Sauberkeit ist wichtig. Ein sauberer Werkzeughalter gewährleistet eine gute Verbindung sowohl mit dem Schneidwerkzeug als auch mit der Spindel. Bediener sollten sicherstellen, dass die Innenbohrung des Werkzeughalters sauber ist. Während des Induktionsprozesses in der Bohrung vorhandene Ablagerungen können das Innere beschädigen und zu Qualitätsproblemen sowie schließlich zu einer Beeinträchtigung des Werkzeughalters und damit zu einer Verkürzung seines Lebenszyklus führen.

„Sauberkeit ist eines der ersten Dinge, auf die man achten muss“, sagte Miller. „Beim Erhitzen und Abkühlen können sich dort selbst kleinste Verunreinigungen festsetzen, was zu Rundlaufproblemen führt. Und das kann zu Überstunden führen und zu Konsistenzproblemen führen.“

Die Qualität von Induktionsmaschinen ist wichtig.Die Wahl eines Werkzeughalters ist eine Sache, aber Betriebe müssen auch die Qualität ihrer Induktionsmaschine berücksichtigen, die für den Schrumpfprozess von entscheidender Bedeutung ist.

„Diese Maschinen sind so konzipiert, dass sie die Bohrung des Werkzeughalters so weit erweitern, dass sie das Schneidwerkzeug aufnehmen können“, sagte Eneix. „Sie sollten sich nur um 0,01 bis 0,03 Zoll ausdehnen. Die Anschaffung einer qualitativ hochwertigen Maschine, die diese Aufgabe schnell und effektiv erledigen kann, kann jedoch kostspielig sein. Einige kleine oder mittlere Betriebe möchten möglicherweise nicht in eine Schrumpfmaschine für 15.000 US-Dollar investieren, und das ist verständlich.“

Der Vorteil dieses Systems besteht darin, dass, sobald eine Werkstatt die Schrumpfmaschine gekauft hat, diese für alle diese Arten von Werkzeughaltern verwendet werden kann, da es sich um eine Universalmaschine handelt.

„Eine Maschine von guter Qualität sollte über einen Schrumpfprozess verfügen, der einen Werkzeugwechsel in fünf Sekunden und ein anschließendes Abkühlen in 30 Sekunden ermöglicht“, sagte Holden. „Andere Systeme benötigen möglicherweise bis zu 15 Minuten, um das Werkzeug abzukühlen, was eine erhebliche Zeitverschwendung darstellt.“

Die Wahl einer Schrumpfmaschine mit moderner Spulentechnologie ist unerlässlich. Dadurch wird der Werkzeughalter sicher und effizient mit Energie versorgt, ohne dass es zu einer Überhitzung kommt. In Kombination mit Steuerungen sollten Geschäfte nach einer Maschine mit intelligenten Funktionen wie einer automatischen Erkennung suchen, die den Abstand von der Außenseite des Laderaums zur Innenseite des Halters erkennt.

„Es wird in der Lage sein, zu bestimmen, wie viel Energie, Zeit und Frequenz erforderlich ist, um die Bohrung zu öffnen“, sagte Holden. „Diese intelligenten Funktionen nehmen jegliche Variabilität aus der Gleichung und aus der Hand des Bedieners.“

Temperatur ist wichtig. Überhitzen Sie den Werkzeughalter nicht. Eine Überhitzung, auch nur für kurze Zeit, kann zur Beschädigung des Halters führen. Intelligente Funktionen können dieses Problem beseitigen, aber für diejenigen, die nicht über eine automatische Erkennung verfügen, ist es wichtig, darauf zu achten, wie lange der Werkzeughalter erhitzt wird.

Induktionsmaschinen unterscheiden sich hinsichtlich der Qualität. Es ist wichtig, eines zu wählen, das sowohl schnell heizen als auch abkühlen kann. Der Kühlzyklus der Quencher ShrinkFIT-Maschine von Techniks verwendet ein Kühlmittelbad, das in 30 Sekunden abkühlt. Technik

„Induktionsschrumpfmaschinen sind sehr leistungsstark“, sagte Eneix. „Wenn Sie es auch nur vier oder fünf Sekunden zu lange erhitzen, kann dies die Lebensdauer des Werkzeughalters beeinträchtigen, insbesondere wenn dies während der gesamten Lebensdauer des Werkzeugs wiederholt wird.“

Eine Überhitzung des Werkzeughalters kann die Materialeigenschaften und die Kornstruktur verändern.

Wenn Bediener Schwierigkeiten haben, das Werkzeug aus dem Halter zu entfernen, tendieren sie oft dazu, es immer wieder zu erhitzen, bis das Werkzeug frei ist.

„Betreiber sind sich möglicherweise nicht bewusst, wie schädlich dies für den Inhaber ist“, sagte Miller. „In manchen Fällen kann es zur vollständigen Zerstörung des Halters kommen. Einige der neuesten Maschinen verfügen über Technologien wie einen Thermobegrenzer, der dafür sorgt, dass der Werkzeughalter nie überhitzt.“

Nicht alle Systeme sind mit dieser Technologie ausgestattet. Deshalb ist es wichtig, die Bediener, die mit Schrumpfwerkzeughaltern arbeiten, ordnungsgemäß zu schulen. Auch wenn bei der Einrichtung ein hohes Maß an Konsistenz herrscht, kann durch Schulungen sichergestellt werden, dass Überhitzung kein Problem darstellt.

„Es braucht viel, um den Werkzeughalter zu beschädigen“, sagte Eneix. „Das Werkzeug muss über 1.500 Grad erhitzt werden, um seine Integrität zu verlieren, aber das passiert.“ Dies tritt typischerweise beim Herausziehen des Schneidwerkzeugs auf. Da viele verschiedene Bediener diese Aufgaben ausführen, kann ein wenig Schulung viel dazu beitragen, den Lebenszyklus des Halters zu maximieren.“

Mitherausgeberin Lindsay Luminoso ist unter [email protected] erreichbar.

BIG DAISHOWA, www.bigdaishowa.com

Haimer USA, www.haimer-usa.com

Techniks USA, techniksusa.com