ER коллетінің үйлесімділігі: Құрал ұстағыштары мен машиналарға сәйкестендіру

ER қысқыш сақинасының өлшемдік стандарттары мен қысу ауқымын түсіну

ER-11-ден ER-50-ге дейін: метрикалық пен империялық сақиналардың үйлесімділігі және DIN 6499 стандартына сәйкестігі

ER патрондары DIN 6499 стандарттарына сәйкес келеді, бұл стандарттар осы танымал құрал ұстағыштарының өлшемі, дәлдік шектері және жалпы өнімділігі бойынша қандай талаптарға сай болуы керектігін анықтайды. Өндірушілер осы стандартқа бағынса, ER-11-ден бастап ER-50-ге дейінгі барлық өлшемдерде сенімді бекіту дәлдігін қамтамасыз ете алады. Көптеген адамдардың түсінбеушілігі — ER белгілеуіндегі сан нақты бекітілетін ось диаметрін емес, патрон ішіндегі максималды ашылу кеңістігін көрсетеді. Мысалы, ER-32 патроны 32 мм еніне дейін ашыла алады. Дегенмен, DIN 6499 метрикалық өлшемдерді қолданады, көптеген ER патрондары өзінің иілгіш конструкциясы арқасында (бекіту күшін сақтай отырып, оңай созылуы мүмкін) метрикалық және империялық құралдармен де жақсы жұмыс істейді.

DIN 6499 екі дәлдік дәрежесін анықтайды:

Барлық ER патрондары — олардың сорттарына қарамастан — өзінің номиналды ашылуынан 0,5–2 мм кішірек құралдарды бекітеді. Мысалы, ER-32 патроны 30–31,5 мм диаметрлі шығыс табанын сенімді түрде бекітеді. Бұл бақыланатын жиырылу біркелкі радиалды қысым туғызады, ол материалдың серпімді шегін асырмай, ұстау күшін максималдайды.

Ұстау қауіпсіздігін оптимизациялау: Жоғары айналу жиілігіндегі фрезерлеу үшін 0,5–2 мм кішірек ережесі

0,5–2 мм аралығындағы кішірек өлшемдегі бағдарлама кездейсоқ ойдан шығарылмаған. Бұл шынымен де инженерлер «серпімді аймақ» деп атайтын аймақты білдіреді, яғни бөлшектер өзінің құрылымдық беріктігін жоғалтпай, сенімді түрде бекітілуі мүмкін. Егер біз 0,5 мм-ден төмен түссе, тиысу беті өте кішірейеді, нәтижесінде ұстап тұру қабілеті төмендейді және жиі қосымша орын ауытқу (runout) проблемалары туындайды — кейде ол 40%-ға дейін көтерілуі мүмкін. Ал керісінше, 2 мм-ден жоғары өлшемге көшкен кезде әртүрлі қиындықтар пайда болады, себебі материал өте көп деформацияланады, ол қатты айналған кезде тұрақты зақымдануға немесе тіпті ыдырауға әкелуі мүмкін. 15 000 айн/мин жоғары айналу жиілігінде тіпті өте аз мөлшердегі орын ауытқу қалыптыдан едәуір көп вибрацияға айналады, бұл құралдардың тез тозуына әкеледі. DIN 6499 стандартына сай жасалған коллеттердің дәлме-дәл өңделген конусты беттері бар және олар өндіріс кезінде дұрыс өңделеді, сондықтан бекіту күші өңделетін бөлшек бойынша тиімдірек таралады. Бұл құралдардың жұмысын жылжытуын жеңілдетеді және осы талаптарға сай кемшіліксіз коллеттердің дірілі (chatter) деңгейі арзандау, сапасы төмен альтернативаларға қарағанда шамамен екі есе төмен болады.

ER-коллеттердің айналу осінің конустық беттеріне (BT, ISO, CAT, HSK, SK) сәйкестігі

Конустық геометрия мен фланецтің конструкциясының ER-коллеттің ұстағышының қаттылығы мен айналу осінің радиалды ауытқуына әсері

Валдың конустық бетінің пішіні ER-тіркемелердің қаттылығын және жұмыс істеу кезіндегі олардың айналуын (воблинг) анықтауда негізгі рөл атқарады. Мұнда негізінен үш фактор әсер етеді: қанша бет аймағы бір-бірімен жанасады, конустың өзінің нақты бұрышы және оны қоршаған фланцтың конструкциясы. Мысалы, HSK жүйелерін қарастырайық. Бұл жүйелер 1:10 конустық қатынасын қолданады және конустық бетпен қоса, сонымен қатар жақтау бетімен де жанасады, сондықтан BT, CAT және ISO жүйелеріндегі ескі 7:24 конустарымен салыстырғанда беттік жанасу аймағы шамамен 15 пайызға артады. Қосымша жанасу аймағы бағыттаушы күшті тиімдірек таратады, сондықтан қиын материалдарды өңдеу кезінде тіркеме иілмейді. Фланцтардың конструкциясына келгенде, әртүрлі дизайнерлік шешімдер әртүрлі әсер етеді. V-тәрізді фланцты CAT тіркемелері өзінің тепе-теңдікті конструкциясы арқасында бүйірлік жүктемелерді жақсы ұстайды, ал BT валдары өстер бойынша бекітуді қамтамасыз ету үшін тісті бекітуді пайдаланады. Кеңінен таралған қате — конустарды дұрыс таңдамау, мысалы, BT-40 тіркемесін BT-50 валына орнату. Бұл сәйкессіздік бөлшектердің дұрыс келмеуіне байланысты радиалды қателікті екі есеге дейін көтеруі мүмкін. HSK сияқты екі нүктеде жанасатын интерфейстері бар машиналар әдетте радиалды ауытқуды 3 микроннан төмен ұстайды, ал басқа барлық параметрлер бірдей болса да, бір бұрышты жүйелерде бұл көрсеткіш әдетте 5–8 микрон аралығында болады.

Айналу ауытқуының айқындалуы: Неге бірдей ER патрондары HSK-63 және BT-40 тұтқаларында әртүрлі жұмыс істейді

Бірдей ER патрондарын қарастырғанда, олардың радиалды ауытқуы (runout) қолданылатын шпиндель интерфейсіне байланысты әлдеқайда өзгеруі мүмкін. Кейбір сынақтар BT-40 жүйелеріндегі радиалды ауытқу HSK-63 жүйелерімен салыстырғанда шамамен 15 000 айн/мин жылдамдықта 60% артық болуы мүмкін. Бұл неге болады? Бәрі осы конустық бекітудің өңдеу кезінде әрқашан кездесетін центрифугалды және жылулық күштерге қалай реакция беретіндігіне байланысты. Ойық муфтасы мен екі нүктеде жанасуы бар HSK конструкциясы шпиндель мен патрон арасындағы қысымды әртүрлі айналу жылдамдықтарында тұрақты ұстайды, сондықтан радиалды ығысу 5 микроннан аспайды. Ал BT-40 жүйесіндегі жалғыз конустық бекіту шамамен 8 000 айн/мин жылдамдықта белгілі серпімді деформация көрсетуді бастайды, сондықтан аспап 10–15 микрон аралығында тербеледі. Жылулық ұлғаю да маңызды. HSK шпинделдерінде қолданылатын болат қорытындысы BT жүйелерінде қолданылатын стандартты карбид қоспаларымен салыстырғанда шамамен 30% аз ұзарады, сондықтан патрон ұзақ уақыт бойы ауыр кесу жұмыстарынан кейін де қысылған және орталықта қалады. Дәлме-дәл жетілдіру жұмыстарын немесе жоғары жылдамдықты контурлау операцияларын орындайтын цехтар үшін HSK-63 ER патрондарын олардың ең жақсы серпімді жұмыс аймағында ұстап тұру арқылы нақтылық пен тиімділікті қамтамасыз етеді. Ал BT-40 әлі де айналу жылдамдығы осы шекті мәндерге жетпейтін күнделікті жұмыстар үшін өз орнын сақтайды.

ER патрондарын қазіргі заманғы құрал ұстағыш жүйелерімен интеграциялау

Гидравликалық, сығылу арқылы орнатылатын және фрезерлеу патрондары: ER патрондары үшін механикалық интерфейс талаптары

Қазіргі заманғы жоғары өнімділікті өңдеу кезінде ER патрондарын алдыңғы қатарлы құрал ұстағыш жүйелерімен мұқият интеграциялау қажет — бұл әрбір жүйе патрон интерфейсіне нақты механикалық талаптар қояды.

• Гидравликалық патрондар патрондың қапшығын сығу үшін сұйықтық қысымына сүйенеді. ER патрондары гидравликалық жүктеме кезінде ≤5 мкм-ге дейінгі айналу осінің ауытқуын сақтау үшін дәл шабылған 8° конусты (±0.01° дәлдікпен) болуы керек. Артық радиалды күш патронның ойық геометриясын бұзуы мүмкін — 15 000 айн/мин жоғары жиілікте ұзақ мерзімді жұмыс істеу үшін күшейтілген патрон конструкциялары ұсынылады.
• Сығылу арқылы орнатылатын жүйелер жылулық тұрақтылықты талап етеді: ER патрондары 300°C температурада қайталанатын индукциялық циклдардан бұзылмай қалу үшін жылумен өңделген болаттан (HRC 58–62) жасалуы керек. Маңыздысы, патронның жылулық ұлғаю коэффициенті ұстағыштың осы коэффициентіне мүмкіндігінше жақын болуы керек, сонда суытқаннан кейін 3xD тереңдікте <3 мкм концентриктілік қамтамасыз етіледі.
• Фрезерлеу патрондары қатты металл кесу кезінде қаттылық үшін жобаланған, қатты қысымды фланстар мен осьтік алдын ала жүктемелі серіппелерді пайдаланады, бұл вибрацияның пайда болуын тежейді. Олардың ER интерфейстері қысу икемділігін қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін құрбан етеді — бұл қолданылатын диапазонды ~0,3 мм-ге (стандартты 0,5 мм-ге қарағанда) екі есе азайтып, ауыр ойықтау немесе көтерілу кезінде радиалды қосылуын максималды деңгейге дейін көтереді.

ER патрондарының техникалық сипаттамалары мен ұстағыштардың талаптары арасындағы дұрыс реттелу құралдың қызмет ету мерзімін әлдеқайда ұзартады — зерттеулер көрсеткендей, сәйкес жүйелер жоғары берілісті фрезерлеуде вибрациядан туындайтын кескіштердің шығуын 60% азайтады. Әрқашан өндірушінің белгілеген бұрғылау моментінің мәндеріне бағыныңыз; артық бұрғылау ұстағыштың бекіту тиімділігін 35%-ға дейін төмендетеді, бұл ұстағыштың түріне байланыссыз.