Таблицы цанг ER и OZ: точность TIR, размеры, моменты затяжки, выбор

Введение в цанговые системы ER и OZ

Цанговые системы представляют собой критически важные компоненты современного металлообрабатывающего оборудования, обеспечивающие точное и надежное закрепление режущего инструмента. Среди множества существующих стандартов цанг, системы ER и OZ заслуживают особого внимания благодаря своей универсальности, точности и широкому распространению в промышленности.

Система ER цанг, разработанная швейцарской компанией Rego-Fix в 1972 году и изначально стандартизированная по DIN 6499 (в настоящее время ISO 15488-B), стала наиболее распространенной цанговой системой в мире. Название "ER" происходит от модификации существующих цанг серии "E", к которым была добавлена буква "R" в честь компании Rego-Fix. Данная система обеспечивает исключительную универсальность благодаря способности цанг сжиматься на 0.5-2 мм от номинального размера в зависимости от типоразмера.

Система OZ цанг, регламентируемая стандартом DIN ISO 10897 A/B (ранее DIN 6388), представляет собой альтернативное решение, особенно популярное в деревообрабатывающей промышленности и при работе со шпинделями Perske. Основное отличие OZ цанг заключается в конструкции пазов: если ER цанги имеют сквозные пазы, то OZ цанги оснащены пазами только в верхней части, что обеспечивает иной характер сжатия и распределения усилий.

Система цанг ER: характеристики и применение

Система ER цанг представляет собой вершину инженерной мысли в области инструментального зажима. Стандартная серия включает размеры ER-8, ER-11, ER-16, ER-20, ER-25, ER-32, ER-40 и ER-50, где числовое обозначение соответствует диаметру конического отверстия в миллиметрах.

Конструктивные особенности ER цанг

Конструкция ER цанг основана на принципе радиального сжатия через коническую поверхность. Цанга изготавливается из высококачественной пружинной стали 65Mn с твердостью HRC 44-48, что обеспечивает оптимальное сочетание упругости и прочности. Сквозные пазы, прорезанные по всей длине цанги, позволяют равномерно распределить сжимающие усилия по всей поверхности контакта с инструментом.

Точностные характеристики

Согласно стандарту DIN 6499, ER цанги обеспечивают биение (TIR - Total Indicated Runout) не более 0.008 мм для стандартных цанг и не более 0.003 мм для прецизионных версий. Данные показатели достигаются благодаря прецизионной обработке конических поверхностей и тщательному контролю геометрии пазов.

Система цанг OZ: особенности и спецификации

Система OZ цанг, разработанная в соответствии со стандартом DIN 6388, представляет собой специализированное решение, отличающееся от ER системы принципиальными конструктивными особенностями. Основное различие заключается в расположении пазов: OZ цанги имеют пазы только в верхней части, что создает тангенциальное сжатие инструмента вместо равномерного радиального.

Типы OZ цанг

Стандарт DIN 6388 предусматривает два основных типа OZ цанг: тип A (OZA) с 6 пазами в верхней части и тип B (OZB) с модифицированной геометрией для улучшенного сжатия. Серия включает размеры от OZ6 до OZ32, обеспечивая зажим инструментов диаметром от 1 до 32 мм.

Материалы и термообработка

OZ цанги изготавливаются из легированной пружинной стали 65Mn с твердостью HRC 44-48, аналогично ER цангам. Однако особенности термообработки и финишной обработки адаптированы под специфику конструкции с частичными пазами, что требует более тщательного контроля остаточных напряжений.

Области применения OZ цанг

OZ цанги особенно популярны в деревообрабатывающей промышленности, где они широко используются с высокоскоростными шпинделями Perske. Тангенциальное сжатие обеспечивает надежное удержание инструментов даже при высоких нагрузках, характерных для обработки древесины и композитных материалов.

Стандарты точности и контроль качества

Точность цанговых систем регламентируется международными стандартами, которые устанавливают строгие требования к геометрии, материалам и методам контроля. Понимание этих стандартов критически важно для правильного выбора и применения цанг в производственных условиях.

Стандарт ISO 15488-B для ER цанг

Современный стандарт ISO 15488-B (заменивший DIN 6499) определяет два основных класса точности для ER цанг. Класс 2 предусматривает биение TIR не более 0.008 мм, что подходит для большинства общих механообрабатывающих операций. Класс 1 обеспечивает биение не более 0.003 мм и предназначен для высокоточных применений. Дополнительно существуют специальные классы: UP (Ultra-Precision) с TIR ≤0.005 мм и EP (Extreme-Precision) с TIR ≤0.0025 мм.

Стандарт DIN ISO 10897 для OZ цанг

Стандарт DIN ISO 10897 A/B (ранее DIN 6388) устанавливает требования к OZ цангам с менее строгими допусками по сравнению с ER системой. Стандартные OZ цанги обеспечивают биение TIR не более 0.015 мм, в то время как высокоточные версии могут достигать 0.008 мм. Тип A предусматривает односторонние пазы, тип B - двусторонние пазы для улучшенного сжатия.

Факторы, влияющие на точность

Финальная точность цанговой системы зависит не только от самой цанги, но и от состояния всех компонентов сборки. Качество конических поверхностей шпинделя, состояние цангового патрона, момент затяжки гайки и даже температурные условия могут существенно влиять на результирующее биение.

Критерии выбора цанговой системы

Выбор оптимальной цанговой системы требует комплексного анализа технологических требований, экономических факторов и специфики производственного процесса. Правильный выбор обеспечивает не только достижение требуемой точности, но и максимальную производительность и стойкость инструмента.

Технические критерии

Первостепенное значение имеют требования к точности обработки. Для операций с допусками IT6 и выше необходимы прецизионные цанги с биением не более 0.003 мм. Обычные механообрабатывающие операции с допусками IT7-IT9 могут выполняться со стандартными цангами класса точности 2.

Скорость вращения шпинделя также играет критическую роль. ER цанги благодаря своей конструкции лучше подходят для высокоскоростной обработки (свыше 20000 об/мин), в то время как OZ цанги ограничены скоростями до 24000 об/мин для стандартных версий.

Экономические факторы

ER система обладает преимуществом большего разнообразия поставщиков и, соответственно, более конкурентным ценообразованием. Широкая доступность ER цанг различных производителей обеспечивает гибкость в планировании закупок и снижении складских запасов.

Установка и обслуживание цанг

Правильная установка и регулярное обслуживание цанговых систем критически важны для поддержания заявленной точности и продления срока службы компонентов. Нарушение процедур установки может привести к преждевременному износу, потере точности и даже выходу инструмента из строя во время обработки.

Процедура установки ER цанг

Установка ER цанг требует строгого соблюдения последовательности операций. Сначала цанга полностью вставляется в зажимную гайку до характерного щелчка, свидетельствующего о правильном позиционировании в коническом углублении гайки. Только после этого вся сборка устанавливается на шпиндель.

Момент затяжки должен строго соответствовать рекомендациям производителя. Недостаточная затяжка приводит к проскальзыванию инструмента, а чрезмерная - к деформации цанги и ухудшению точности. Использование динамометрического ключа обязательно для критически важных применений.

Особенности установки OZ цанг

OZ цанги требуют несколько иного подхода из-за особенностей конструкции пазов. Сборка цанги с гайкой должна выполняться с особой осторожностью, поскольку неравномерное распределение пазов делает систему более чувствительной к перекосам при установке.

Программа профилактического обслуживания

Регулярный контроль состояния цанг должен включать визуальный осмотр на предмет трещин, износа конических поверхностей и деформации пазов. Измерение биения следует проводить не реже одного раза в месяц для критически важных применений и каждые три месяца для общих операций.

Очистка цанг должна выполняться после каждого использования с применением соответствующих растворителей для удаления стружки, СОЖ и других загрязнений. Особое внимание следует уделять коническим поверхностям, поскольку даже незначительные загрязнения могут существенно повлиять на точность.

Диагностика проблем и оптимизация работы

Эффективная диагностика проблем цанговых систем требует систематического подхода и понимания взаимосвязи между различными факторами, влияющими на производительность. Своевременное выявление и устранение неисправностей позволяет избежать брака продукции и дорогостоящего ремонта оборудования.

Анализ повышенного биения

Превышение допустимых значений биения может быть вызвано несколькими факторами. Износ конических поверхностей цанги или патрона является наиболее частой причиной. Загрязнение сопрягаемых поверхностей также может значительно увеличить биение даже при использовании новых компонентов.

Проблемы с удержанием инструмента

Проскальзывание или выпадение инструмента может быть результатом недостаточного момента затяжки, загрязнения поверхностей или использования изношенной цанги. Важно различать механическое проскальзывание от термического расширения, которое может происходить при высокоскоростной обработке.

Оптимизация производительности

Максимальная производительность цанговой системы достигается при соблюдении оптимальных условий эксплуатации. Это включает поддержание рекомендуемых температурных режимов, использование соответствующих СОЖ и регулярную калибровку измерительного оборудования.

Часто задаваемые вопросы