În vasta lume a prelucrărilor prin așchiere, domeniul adaptărilor necesare montării sculelor pe mașinile-unelte este perceput ca oarecum stagnant. Experții pot afirma că ultimele schimbări cu adevărat revoluționare, asociate cu dezvoltarea sistemului de prindere HSK au avut loc cu nu mai puțin de trei decade în urmă. Este adevărat ca în lumea sculelor așchietoare, acest domeniu este poate cel mai conservator, ideile inovatoare vin mai greu. Să fi ajuns oare inovarea sistemelor de montare a sculelor la ,,fundul sacului’’, fără tendințe de dezvoltare?
Chiar daca progresul e lent, sistemele de adaptare pe mașinile-unelte continuă sa aibă o dezvoltare naturală. În același timp, evoluția lor reflectă cerințele noi ale erei actuale, moderne a prelucrărilor. Noile tehnologii creează inevitabil cerințe noi legate de mașinile-unelte și sculele așchietoare, rezultând astfel și soluții de montare legate indisolubil de procesele de prelucrare. Iar aceste soluții fac progrese majore la rândul lor, pentru a fi la curent cu noile tehnologii.
Dezvoltări recente
Noile dezvoltări urmăresc amplificarea capabilităților adaptoarelor și ale sistemelor lor mecanice. Când ne referim la îmbunătățirea principalelor caracteristici funcționale ale sistemelor mecanice avem în vedere puterea de blocare, rigiditatea, orientarea forțelor de prindere, acuratețea și proprietățile antivibratoare. Alte progrese sunt legate de noile tehnici de prelucrare dezvoltate, care pavează drumul către noi orizonturi în acest domeniu.
Sculele create pentru a se roti cu turații ridicate sunt destinate prelucrărilor performante cu viteze ridicate, pe care le numim generic scule HSM (High Speed Machining). În consecință, este absolut necesar să utilizăm un adaptor performant, echilibrat dinamic, robust, care să facă față încărcărilor centrifugale care se dezvoltă rapid și care sa fie pe măsura centrelor de prelucrare moderne. Astfel, adaptoarele bazate pe montarea termică sunt considerate a fi prima opțiune în tehnologiile de ultimă oră. Fără îndoială, ele trebuie să fie prevăzute cu posibilitatea echilibrării dinamice a întregului ansamblu, înaintea montării pe mașină. Modelarea 3D în sistemele contemporane CAD extind mult posibilitățile de realizare a unei echilibrări performante. Sigur, se poate simula echilibrarea luându-se în considerare obiecte virtuale; o echilibrare fizică, reală nu se poate realiza numai prin simulare. În orice caz însă, simularea prealabilă reduce mult dezechilibrele introduse de componentele ansamblului, făcând mult mai ușoară echilibrarea finală, „fizică” a sistemului.
La prelucrarea diferitelor materiale, un sistem eficient de aducere a lichidului de răcire în zona de lucru e esențial pentru atingerea performanțelor de productivitate și durabilitate. Dacă răcirea și lubrifierea sunt eficiente, parametrii așchietori pot fi amplificați, în condițiile menținerii unei durate de viață foarte bune. În concluzie, îmbunătățirea sistemului de răcire este o altă direcție importantă de amplificare a performanțelor sistemelor de prindere a sculelor. Aceasta se poate realiza din ce în ce mai eficient și datorită creșterii în popularitate a metodelor de prelucrarea adiționale (AM), în combinație cu simularea performantă a comportamentului lichidului în funcție de caracteristicile traseelor care i se creează în corpul sculei.
În plus, lichidul de răcire poate fi folosit pentru acționarea unor dispozitive avansate, adevărate amplificatoare de turație care îmbunătățesc ușor și ieftin performanțele centrelor de prelucrare. Astfel, cu investiție minimă, acestea intră în familia HSM, ajungând la un cu totul alt nivel de eficiență.
Principiul de modularizare a sculelor a câștigat și el teren în ultima vreme. Este posibilă realizarea multor combinații de scule, utilizând un număr limitat de elemente standard. Este astfel redus stocul de scule și este limitată dependența de suporți speciali. De aceea, în continuare, dezvoltarea de sisteme versatile și fiabile de scule modulare reprezintă o preocupare serioasă în industria prelucrătoare prin așchiere.
Sistemul de prelucrare, de al cărui comportament depinde în final performanța, include mașina-unealtă, adaptorul, dispozitivul de fixare a piesei și semifabricatul în sine. Fiecare dintre ele contribuie într-o anumită măsură la eficiența prelucrării. Proprietățile antivibratoare ale suportului joacă un rol extrem de important în acest proces, în mod special în cazul aplicațiilor cu scule lungi în consolă. Vitezele ridicate și implicit turațiile ridicate reclamă utilizarea unor suporți rezultați în urma unei laborioase activități de cercetare-dezvoltare.
Digitalizarea actuală a proceselor de fabricație moderne creează baza uzinelor inteligente de mâine. Suporții sculelor sunt și ei prevăzuți cu componente digitale. Nu este vorba doar de senzori fizici și dispozitive tradiționale, sunt create modele digitale gemene, încorporate în sistemele de prelucrare virtuale CAD/CAM și de utilizarea IOT (Internetul Lucrurilor), care include cele mai noi tendințe din domeniul prelucrării metalelor. Necesitatea îmbunătățirii permanente a proceselor a impus producătorilor de suporți să își îmbogățească gama cu modele de suporți virtuali.
Viteză, răcire și stabilitate
Familia de adaptoare termice X-STREAM de la ISCAR include acum suporți cu canale longitudinale plasate în lungul alezajului în care se montează scula.
Conceptul acestui adaptor (figura 1) a fost creat în primul rând pentru abordarea operațiilor HSM (cu viteză ridicată); este practic cel mai subțire adaptor existent pe piață, cu răcire direcționată către muchia așchietoare. Acest nou concept ISCAR extinde gama de aplicații ce pot fi abordate, adăugându-i în special frezările de cavități adânci și frezările de umeri înalți. Direcționarea precisă a lichidului contribuie la evacuarea eficientă a așchiilor, elimină posibilitatea nedorită a reașchierii acestora și previne astfel lipirile șpanului pe muchia activă. Este soluția ideală în cazul prelucrării cavităților adânci pe mașini-unelte CNC cu răcire exterioară precară.
Ca o continuare a conceptului de prindere termică, ISCAR a introdus suporți similari cu coadă conică, cu profilul bucșelor elastice ER. Astfel, aceștia pot fi montați direct în adaptoare, în locul pensetelor (figura 2). Suporții sunt creați pentru montarea sculelor cu diametre relativ reduse (3-12) mm. Avantajul principal îl reprezintă rigiditatea și fiabilitatea conexiunii. În plus, sunt combinate avantajele montării termice, cu optimizarea circuitului lichidului de răcire și cu robustețea întregului sistem. Rezultatul este prelucrarea performantă, care duce la productivități ridicate.
Acest concept al montării de adaptoare compacte în locașele pensetelor ER a fost adoptat cu succes și de familia NEOCOLLET – alternativă surprinzătoare a prinderii în bucșe elastice.
Amplificatorul de turație MICRO 90, acționat de lichidul de răcire, prezintă avantajul dimensiunilor extrem de reduse, care îi dau posibilitatea prelucrării unor zone greu accesibile. Este compus din doar 6 piese (figura 3). Atinge turații intre 35,000-53,000 rpm, cu axul principal al mașinii-unelte neacționat.
WHISPERLINE – familie de bare antivibratoare pentru strunjiri interioare (figura 4), au în componență un mecanism cu masă auxiliară, cu rol de anulare a vibrațiilor. Barele permit realizarea de prelucrări stabile cu console ridicate. ISCAR a extins această gamă prin introducerea de adaptoare cu zonă de montare conică poligonală, în conformitate cu ISO 26623, a celor cu zona de montare de tip VDI și a blocurilor tip bucșă.
Produsele ,,convenționale’’ aparținând liniilor de adaptoare ISCAR au fost și ele îmbogățite cu pensetele ultra-precise ERM și cu un nou concept de reducții cu etanșare, pentru conurile hidraulice.
Ansambluri virtuale
Catalogul electronic oferă posibilitatea creării ansamblurilor virtuale, cu opțiunea de reprezentare digitală, pentru produsele standard ISCAR, incluzând aici conurile și accesoriile lor (ex: tirete, șuruburi de reglare etc.)
Așadar, aparent, discuția despre o oarecare stagnare în această zonă conexă prelucrărilor este prematură. Chiar dacă aceste noi dezvoltări nu sunt revoluționare, ele aduc sistemele de prindere pe o noua orbită.
Viitorul tehnologiilor de montare este cu adevărat excitant și cu potențial ridicat. Menținând tendința de dezvoltare continuă și de introducere a soluțiilor inovatoare, suporții/adaptoarele vor deveni din ce în ce mai sofisticate, în deplin acord cu cerințele moderne permanente ale industriei prelucrătoare.
