Warum Sie sich Schrumpfwerkzeuge noch einmal ansehen sollten

Zunächst ein kurzer Überblick

Die Schrumpfpassung verwendet Wärme, um das Schneidwerkzeug in den Werkzeughalter einzuspannen.

Eine Maschine, die ein Induktionsheizgerät oder Heißluft verwendet, erwärmt den Außendurchmesser eines Werkzeughalters und erweitert die Innenbohrung, die etwas kleiner als der Außendurchmesser des Schneidwerkzeugschafts beginnt. Eine einstellbare Anschlagscheibe sorgt dafür, dass der Meißelhalter nicht überhitzt. Eine Kühlmanschette, die zirkulierendes kaltes Wasser enthält, wird dann über der Anordnung platziert. Beim Abkühlen der Anordnung zieht sich der Werkzeughalter um den gesamten Schneidwerkzeugschaft herum zusammen.

Das Ergebnis ist eine extrem enge 360-Grad-Reibpassung mit einem enormen Greifmoment, das bis zu fünfmal stärker ist als andere Optionen für reibschlüssige Werkzeughalter. Die Gesamtanzeigewerte (TIR) ​​liegen bei etwa 0,00012 Zoll beim dreifachen Durchmesser des Schneidwerkzeugs. Haimer beispielsweise garantiert mit seinen Schrumpffuttern weniger als 3 Mikrometer Rundlauf bei 3xD.

Der gesamte Vorgang dauert normalerweise weniger als eine Minute: 3 Sekunden bis 5 Sekunden zum Aufheizen und 30 Sekunden bis 60 Sekunden zum Abkühlen. Einige Haimer-Maschinen nehmen mehrere Werkzeughalter gleichzeitig auf, wodurch die Werkzeugwechselzeit effektiv 5 Sekunden pro Halter beträgt.

Schrumpfpassung gilt als eine der besten Methoden der Werkzeugaufnahme für die Hochleistungszerspanung. Hersteller von Metallformen und -werkzeugen waren die ersten, die diese Technologie übernommen haben, weil sie eine schlanke Nase und eine große Reichweite benötigen. Heutzutage kann jedoch praktisch jede Metallherstellungs- und Metallverarbeitungsanlage Schrumpfpassungswerkzeuge verwenden.

Shrink-Fit-Kosten-Nutzen-Analyse

Schrumpfmaschinen beginnen bei rund 5.000 US-Dollar. Sie erfordern auch zusätzliche Energie, was zu laufenden Kosten führt. Während dies einige Geschäfte abschrecken mag, bietet die Technologie eine schnelle Kapitalrendite, indem sie die Gesamtprozesseffizienz erhöht.

„Die Antwort liegt in den Leistungsvorteilen der Werkzeughalterbaugruppe“, sagt Brendt Holden, Präsident von Haimer USA. „Setup-Konsistenz ist die beste Verbesserung. Da die Einrichtung von Bediener zu Bediener gleich ist, kann eine Werkstatt die Werkzeuglebensdauer zuverlässig vorhersagen. Außerdem erhöhen sich in den meisten Fällen die Abtragsraten aufgrund besserer Balance, geringerer Unrundheiten und eines soliden Greifmoments.“

Eine Werkstatt müsste doppelt so viel für hochpräzise Spannzangen, Fräsen oder hydraulische Werkzeughalter ausgeben, um die gleichen Vorteile zu erzielen. Die Ausrüstung von zwei Bearbeitungszentren mit einer Schrumpfmaschine und Schrumpfwerkzeughaltern kostet genauso viel wie die Ausrüstung von zwei Maschinen mit herkömmlichen Werkzeughaltern – und nach der Installation können die anderen Maschinen einer Werkstatt die Technologie zur Verbesserung anderer Vorgänge nutzen. Neben engen Toleranzen erhöhen Schrumpfwerkzeuge die Metallabtragsraten, führen zu weniger Rundlauffehlern und beschleunigen den Werkzeugwechsel.

„Diese drei Vorteile unterstützen die Produktion jeder Werkstatt enorm“, sagt Holden. Er schätzt, dass sich ein High-End-Schrumpfsystem innerhalb von sechs Monaten amortisiert.

Auch Schrumpfverlängerungen erhöhen die Flexibilität. Beispielsweise können bei der Bearbeitung tiefer Kavitäten Schrumpfverlängerungen in Standard-Schrumpffutter eingesetzt werden, um die Messlänge bei minimalem Rundlauf zu erhöhen.

Ein Schrumpf-Werkzeughalter ist konstruktionsbedingt ein geschlossenes System. Daher eliminiert die Schrumpfpassung auch die Möglichkeit, dass Verunreinigungen die Rundlaufgenauigkeit beeinträchtigen, indem sie während der Bearbeitung in die Bohrung des Werkzeughalters gelangen.

Einige Maschinisten denken, dass Schrumpfwerkzeuge die Einrichtung erschweren, aber die Realität ist das Gegenteil. Schrumpfhalter sind die schnellste und beständigste Art, Schneidwerkzeuge zu spannen. In 5 bis 10 Sekunden wird das Werkzeug in einem Prozess gewechselt, der von Bediener zu Bediener auf die gleiche Weise erfolgt.

„Es gibt keine Variablen in der Montageeinrichtung, ob Sie die Werkzeuge seit zwei Wochen oder 20 Jahren einrichten – die Schneidwerkzeuge werden jedes Mal gleich ein- und ausgefahren“, sagt Holden. Dies führt zu einer konsistenten Einrichtung, was sich in einer konsistenten Teileproduktion und einer zuverlässigen Werkzeuglebensdauer niederschlägt.