În general, echipamentele de montare a sculelor au rămas o perioadă relativ îndelungată nemodificate, în sensul că nu au suferit modificări fundamentale. Chiar dacă, spre exemplu, în anii '70 au fost create sistemele de schimbare rapidă (Quick – Change) și au apărut și sistemele modulare care utilizează cuplaje poligonale conice (conf. ISO 26623), iar mai apoi, în anii '90 a apărut soluția HSK (Hohlshafte Kegel) pentru turații ridicate, dezvoltarea acestor dispozitive s-a bazat destul de ferm pe principiul ,,Dacă rezistă, nu-l modifica".
Port-sculele sunt de fapt interfeţe între sculele așchietoare și mașinileunelte și, în mod evident trebuie să asigure atât o montare sigură a sculei, cât și să fie perfect adaptate profilurilor existente în axele principale ale mașinilor-unelte. Industria prelucrătoare beneficiază de standarde obligatorii, care evidenţiază clar suprafeţele implicate în montare. Conform acestor standarde este definită o gamă foarte variată de port-scule, adecvate cerinţelor diferite ale producătorilor; există atât port-scule simple, cu înlocuire manuală, dedicate mașinilor convenţionale, cât și port-scule ,,inteligente", precise, echilibrate dinamic, având ca destinaţie centrele de prelucrare de mare viteză. Această varietate bogată a reprezentat un motiv în plus pentru care acestei familii de produse nu i-au fost operate modificări constructive fundamentale.
Astăzi, sistemele de montare se adaptează și ele noilor dezvoltări aduse de Industria 4.0, practic aliniindu-se cerinţelor producţiei moderne, de ultimă oră. Digitalizarea proceselor așchietoare și-a pus puternic amprenta pe dezvoltarea acestor sisteme.
Conceptul HSM (High Speed Machining) este un exemplu perfect de cauză și efect, legat de aceste schimbări. Implementarea tehnologiilor moderne, foarte productive a indus necesitatea echilibrărilor dinamice precise, în vederea atingerii scopului final: producerea de piese corecte, în condiţii de productivitate ridicată, inclusiv deci utilizând turaţii ridicate. Frezările complicate din domeniul aeronautic și care trebuie să fie realizate în condiţii de eficienţă, în materiale greu prelucrabile precum aliajele de titan, au amplificat cererile pentru port-scule durabile și care să lucreze timp îndelungat în condiţii defavorabile, de multe ori chiar extreme. Efectul acestor dezvoltări poate fi ușor observat în gama de fabricaţie ISCAR, producător de vârf în domeniul sculelor așchietoare și susţinător recunoscut al inovării continue. ISCAR oferă astăzi o gamă impresionantă de conuri, adaptoare, blocuri, sisteme de prindere de mare putere.
De exemplu, SHRINKIN – sistem cu fixare termică, în combinaţie cu geometria de adaptor HSK 100, poate fi acum echilibrat dinamic G 2.5 și cu un dezechilibru rezidual mai mic de 1.0 g x mm, la turaţia de 20,000 rpm.
MAXIN 32 – port-scula de forţă, asigură moment de fixare de până la 1760 Nm.
FINEFIT – sistem de compensare radială și unghiulară, dedicat operaţiilor de alezare cu viteză ridicată, reușește să menţină bătăile axială și radială la valori de maximum 0.001 mm.
Fixare şi răcire
Recent, ISCAR a realizat câteva familii de scule echipate cu sisteme eficiente de răcire, cu jet precis direcţionat. În multe cazuri, pentru prelucrarea titanului sau a super-aliajelor termorezistente (HTSA), utilizate pe scară largă în industria aeronautică, răcirea eficientă reprezintă un factor de bază în obţinerea succesului.
- FIGURA 1.
X-STREAM SHRINKIN este o familie de portscule cu montare termică, prevăzute cu canale de răcire plasate în lungul alezajului de montare (figura 1). Conceptul patentat permite montarea termică a sculelor cu coadă cilindrică, fie din oţel, din carbură sau din oţel rapid. Aceste noi adaptoare combină două avantaje importante:
- precizia excepţională asigurată de fixarea termică
- răcirea extrem de eficientă asigurată de jetul direcţionat precis.
X-STREAM SHRINKIN a demonstrat deja performanţe excelente la frezarea pieselor din industria aeronautică, în special a paletelor și a ,,blisk"-urilor și mai ales în aplicaţiile cu viteză ridicată. Atunci când este necesară frezarea unor cavităţi adânci, răcirea eficientă îmbunătăţește substanţial evacuarea așchiilor, eliminând fenomenul de re-așchiere a acestora.
Strunjire
ISCAR inovează și în domeniul strunjirii. Noul concept de răcire cu presiune ridicată (HPC) pentru adaptoarele cu schimbare rapidă tip VDI (conf. DIN69880) îmbunătăţesc substanţial rezultatul operaţiei. Conceptul JET-CUT este bazat pe aducerea lichidului în zona de lucru prin partea inferioară a suportului (figura 2), pentru ca apoi lichidul să fie condus pe două căi: una internă, prin corpul sculei și a alta externă, printr-o duză superioară. Rezultatul este îmbunătăţirea substanţială a performanţelor strunjirii, ale canelării și ale debitării. Putem afirma că răcirea eficientă acţionează ca o sculă în sine, permiţând mărirea vitezei de așchiere.
- FIGURA 2.
Familia SPINJET de la ISCAR
Produsul este de fapt o port-sculă destinată prinderii și antrenării sculelor rotitoare de mici dimensiuni. Este și un amplificator de turaţii care, cu costuri minime, îmbunătăţește considerabil performanţele mașinilor-unelte existente, transformându- le în unităţi de prelucrare de mare viteză. (figura 3).
- FIGURA 3.
Gama diametrală optimă recomandată pentru utilizarea pe SPINJET este (0.5-4.0) mm, diametrul maxim admis fiind de 7 mm. ,,Amplificatorul" demonstrează caracteristici surprinzătoare; astfel, în funcţie de presiunea și debitul lichidului, turaţia axului se poate ridica până la 55,000 rpm.
Diferitele tipuri de SPINJET au fost integrate cu ușurinţă în tehnologii eficiente de prelucrare, incluzând operaţii de frezare, gravare, șanfrenare, debavurare și chiar rectificare cilindrică de fineţe.
Alezare
Alezoarele flotante reprezintă soluţia ideală pentru realizarea găurilor de mare precizie, fiind capabile să corecteze practic erorile de coaxialitate ,,sculă-piesă". Coaxialitatea realizată precis este esenţială în obţinerea unei găuri cu toleranţă strânsă, cât și în utilizarea alezorului cu regim intensiv. Pe scurt, ISCAR a adăugat gamei ER cu bucșe elastice un nou tip de adaptor flotant, tip GFIS, destinat alezoarelor de mare viteză (figura 4).
- FIGURA 4.
Acest nou sistem, spre deosebire de toate celelalte flotante existente pe piaţă, integrează o tehnologie unică ce asigură ansamblului rigiditate completă până când acesta atinge constanţă în alezare. Alezorul devine flotant numai la penetrarea găurii existente, sub acţiunea forţelor de așchiere generate.
MATRIX
Conceptul INDUSTRIA 4.0 de introducere pe scară largă a producţiei inteligente bazate pe digitalizare are impact puternic asupra întregului lanţ productiv, inclusiv asupra acestui domeniu al port-sculelor, aparent conservator.
Într-o uzină inteligentă, sistemele productive se bazează pe schimbul de informaţii în timp real. Port-sculele moderne ISCAR sunt prevăzute cu locașuri pentru cipuri de identificare prin frecvenţa radio, care pot fi montate la cererea clientului.
Distribuitorul automat de scule MATRIX de la ISCAR recunoaște cipurile și astfel primește toate datele de identificare ale port-sculei. Am prezentat câteva exemple care caracterizează dezvoltarea din domeniul port-sculelor. În concluzie, în ciuda ,,reputaţiei conservatoare", ultimele inovaţii ISCAR legate de acest capitol reflectă și confirmă o dată în plus tendinţele prezente și viitoare din industria prelucrătoare a metalelor.
