Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Фрезерная оправка — инструментальный держатель, обеспечивающий точную установку режущего инструмента в шпинделе станка, передачу крутящего момента и центрирование с минимальным биением. От правильного выбора оправки напрямую зависят точность обработки, стойкость инструмента и допустимые режимы резания. Существует несколько принципиально разных систем крепления — конус 7:24 (SK, BT, NT), полый конус HSK, полигональный Capto — и несколько типов зажима: с шпонкой, цанговый ER, термозажимной, гидравлический, боковым винтом. Разобраться в их различиях необходимо до выбора оснастки под конкретный станок и операцию.
Фрезерная оправка (инструментальный держатель) — промежуточный элемент между шпинделем станка и режущим инструментом. Она выполняет три функции: базирование инструмента относительно оси вращения шпинделя, зажим с требуемым усилием удержания и передача крутящего момента на режущую часть. Качество исполнения каждой из этих функций определяет точность обработки и допустимые режимы резания.
Оправка состоит из хвостовика (конусной части, устанавливаемой в шпиндель), фланца с пазами для захватного манипулятора и рабочей части, в которой крепится инструмент. На хвостовике находится резьбовое отверстие для штревеля — тягового болта, удерживающего оправку в шпинделе при затяжке.
Биение режущей кромки складывается из биения оправки в шпинделе и биения инструмента в оправке. Суммарное радиальное биение на вылете 100 мм у цанговых оправок ER стандартной точности достигает 0,010–0,015 мм, у прецизионных цанговых — 0,003–0,008 мм, у термозажимных и гидравлических — 0,002–0,005 мм. Это определяет выбор типа зажима для чистовых и высокоскоростных операций.
Конусная часть хвостовика — интерфейс между оправкой и шпинделем. Тип конуса жёстко задан конструкцией шпинделя станка и не может быть изменён без замены шпиндельного узла. Поэтому первый шаг при выборе оправки — определить стандарт хвостовика своего станка по паспорту оборудования.
Наиболее распространённая группа конусов с соотношением диаметра к длине 7:24. Угол конуса исключает самозаклинивание, что критично для автоматической смены инструмента. Инструмент удерживается не трением конуса, а затяжкой штревеля. Типоразмеры: 30, 40, 50 — наиболее распространён размер 40 для станков средней мощности.
HSK (нем. Hohlschaftkegel — хвостовик с полым конусом) — современный стандарт с конусностью 1:10, разработанный в начале 1990-х годов. Регламентирован стандартами DIN 69893, ISO 12164-1:2001 и российским ГОСТ Р ИСО 12164-1-2013 (действует с 01.07.2014, заменил утративший силу ГОСТ Р 51547-2000). Ключевое отличие от конусов 7:24: оправка HSK базируется одновременно по конической поверхности и по торцу фланца (двойной контакт). Это обеспечивает жёсткость соединения, не зависящую от центробежных сил, и стабильность позиционирования при частотах вращения свыше 10 000–12 000 об/мин.
Наиболее распространены исполнения: HSK-A (с пазом на фланце для автоматической смены, симметричные приводные пазы — для фрезерования и сверления), HSK-E (без приводных пазов на фланце, увеличенный диаметр фланца — для высокоскоростной обработки), HSK-T (для токарных и многофункциональных центров). Стандартные типоразмеры: 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125. Типоразмер HSK-A 63 наиболее распространён для обрабатывающих центров средней мощности.
Coromant Capto — модульная система с полигональным (трёхгранным) конусом, регламентированная ISO 26623-1. Конусность поверхности посадки аналогична конусу Морзе (~1:19–1:20), в поперечном сечении конус представляет собой треугольник с выпуклыми сторонами и скруглёнными вершинами. Передача крутящего момента обеспечивается трёхгранной формой конуса без шпонок, контакт — по конусу и торцу фланца. Система изначально разработана как универсальная: один инструмент применяется на токарных, фрезерных и многоцелевых станках при использовании соответствующего адаптера.
После определения стандарта хвостовика выбирают тип рабочей части оправки — механизм зажима режущего инструмента. Это определяет точность биения, усилие удержания и допустимые режимы обработки.
Предназначена для насадных торцевых фрез с центральным посадочным отверстием. Инструмент устанавливается на цилиндрическую посадочную поверхность оправки, крутящий момент передаётся через шпонку, осевая фиксация — зажимным болтом. Стандартные диаметры посадочных поверхностей: 16, 22, 27, 32, 40 мм. Применяется для черновых и получистовых торцевых фрезерных операций с высокой нагрузкой на инструмент.
Наиболее универсальный тип зажима. Цанговая система ER разработана компанией REGO-FIX в 1973 году и стандартизирована в ISO 15488:2003 (действующий международный стандарт; немецкий DIN 6499 был изъят и заменён им). Одна цанга ER перекрывает диапазон диаметров хвостовика шириной 1 мм. Типоразмеры: ER 8, 11, 16, 20, 25, 32, 40, 50. Диапазоны диаметров зажима по ISO 15488 / DIN 6499:
Биение стандартных цанг ER на вылете ~3×d: до 0,015 мм; прецизионных (класс HP/AA): до 0,005–0,008 мм. Цанговые патроны ER подходят для большинства операций фрезерования, сверления и развёртывания.
Инструмент с цилиндрическим хвостовиком устанавливается в отверстие оправки с натягом. Для съёма и установки оправку нагревают индукционным или термовоздушным устройством до 250–300 °С — отверстие расширяется, хвостовик входит свободно, после охлаждения возникает гарантированный натяг. Хвостовик инструмента должен соответствовать DIN 1835 форма A / DIN 6535 форма HA с допуском h6.
Важно: термозажим применяется только с хвостовиками из твёрдого сплава (карбид вольфрама). Коэффициент теплового расширения стального держателя примерно вдвое выше, чем у твёрдого сплава — именно эта разница обеспечивает расцепление при нагреве. Инструмент с хвостовиком из быстрорежущей стали (HSS) в термозажимной оправке расширяется вместе с ней и не выходит при нагреве.
Биение — наименьшее среди всех типов зажима: 0,003–0,005 мм на вылете 100 мм. Ограничение: оправка рассчитана под один конкретный диаметр хвостовика. Применяется для чистового и высокоскоростного фрезерования твёрдосплавным инструментом, где требуется стабильное минимальное биение.
Инструмент зажимается давлением масла во встроенных гидравлических камерах, создающим равномерный радиальный обжим хвостовика по всему периметру. Нагрев не требуется — установка и съём выполняются одним шестигранным ключом. Хвостовик инструмента — по DIN 1835 форма A/B/E / DIN 6535 форма HA/HB/HE. Биение — 0,002–0,005 мм на вылете 100 мм; масляный слой дополнительно гасит вибрации. Применяется для чистового фрезерования, развёртывания и сверления глубоких отверстий.
Фиксация инструмента — боковым прижимным винтом в плоскую лыску на хвостовике фрезы. Стандарт хвостовика: DIN 1835 форма B (Weldon). Передаёт высокий крутящий момент при черновых операциях. Существенный недостаток: боковой прижим смещает ось инструмента относительно оси оправки, создавая биение 0,020–0,050 мм. Этот тип непригоден для чистовых операций и высокоскоростной обработки.
При вращении несбалансированной оправки возникают центробежные силы, вызывающие вибрацию шпинделя. Это снижает точность обработки, ухудшает шероховатость поверхности и ускоряет износ подшипников шпинделя. Требования к балансировке регламентированы международным стандартом ISO 1940-1 (в России — ГОСТ ИСО 1940-1-2007, действует с 2008 года), устанавливающим классы точности балансировки G.
Класс G — это произведение допустимого удельного остаточного дисбаланса eper (мм) на угловую скорость вращения ω (рад/с), выраженное в мм/с: G = eper × ω. Чем выше частота вращения, тем жёстче требования к остаточному дисбалансу при одном и том же классе G. Маркировка G2.5/25000 означает: класс G2.5 подтверждён при 25 000 об/мин.
Балансировка одной оправки недостаточна для высокоскоростных операций: финальную балансировку выполняют в сборе с инструментом и зажимной гайкой на балансировочном стенде. Особенно критично это при обработке алюминиевых сплавов на частотах свыше 15 000 об/мин, где даже небольшая асимметрия гайки цангового патрона влияет на суммарный дисбаланс системы.
Тип конуса шпинделя указан в паспорте станка. Чаще всего это SK40 (BT40 для азиатских станков), SK50 для тяжёлых обрабатывающих центров, HSK-A 63 для высокоскоростных. Важно: SK40 и BT40 не взаимозаменяемы при автоматической смене инструмента — фланцы несовместимы для захвата манипулятором, хотя конусная часть геометрически идентична.
Черновое фрезерование с высоким крутящим моментом — оправка с шпонкой или боковым винтом (Weldon). Получистовые и чистовые операции — цанговый патрон ER (прецизионный класс HP) или термозажимная оправка. Высокоскоростная обработка и развёртывание — термозажимная или гидравлическая оправка. При частотах вращения шпинделя свыше 10 000–12 000 об/мин предпочтительна система HSK, обеспечивающая стабильный двойной контакт при любых оборотах — в отличие от конуса 7:24, у которого центробежные силы ослабляют прижим.
Цанговые патроны ER допускают диапазон диаметров в пределах одной цанги: ER 16 — 1–10 мм, ER 20 — 2–13 мм, ER 32 — 3–20 мм, ER 40 — 3–30 мм. Термозажимные оправки рассчитаны под один конкретный диаметр хвостовика с допуском h6 по DIN 1835 форма A; применение инструмента с другим диаметром недопустимо. Гидравлические оправки принимают хвостовики по DIN 1835 / DIN 6535 с допуском h6 в диапазоне, указанном производителем.
Фрезерная оправка — один из ключевых элементов технологической системы станка. Тип хвостовика (SK по ГОСТ 25827-2014, BT по MAS 403, HSK по ГОСТ Р ИСО 12164-1-2013, Capto по ISO 26623-1) определяется шпинделем станка. Тип зажима выбирают исходя из требований к точности: цанговый патрон ER (ISO 15488:2003) — для универсальных задач, термозажимной или гидравлический — для чистовых и высокоскоростных операций.
При работе на частотах свыше 10 000–12 000 об/мин предпочтительна система HSK с двойным контактом и балансировкой G2.5 по ISO 1940-1. Для станков с конусом 7:24 в диапазоне до 8 000–10 000 об/мин достаточен класс G6.3. Несовместимость фланцев SK и BT при автоматической смене инструмента необходимо учитывать при комплектации инструментального магазина обрабатывающего центра — установка оправки чужого стандарта может привести к повреждению манипулятора или шпинделя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.