Capítol 1: La fundació: el significat de la conicitat del cargol i la relació de conicitat
L'origen de totes les classificacions es troba en la conicitat del cargol de la màquina-eina. El propòsit fonamental del disseny cònic és per al centratge precís i la transmissió del parell.
Significat de Taper: Taper es refereix a la relació entre el diàmetre d'un con i la seva alçada. En un suport d'eines, el cònic aconsegueix un posicionament auto-bloquejant: quan la superfície cónica del suport d'eines s'ajusta perfectament al cònic de l'eix, tots dos aconsegueixen una coaxialitat extremadament alta en la direcció radial (X/Y), garantint el centre precís de la rotació de l'eina.
Dos sistemes cònics principals: basant-se en la proporció de cònic, els suports d'eines de corrent global es divideixen en dues categories principals: el cònic 7:24 i el cònic 1:10 (HSK). Les seves diferències van molt més enllà d'un nombre.
Capítol 2: Llegat clàssic - Portaeines 7:24 Taper
El cònic 7:24, per la seva llarga història i la seva gran versatilitat, és actualment el tipus de portaeines més utilitzat. El seu nom significa que el diàmetre de la superfície afilada canvia en 7 unitats mentre que la longitud axial canvia en 24 unitats. Aquest tipus de suport d'eines es basa principalment en la superfície afilada per al posicionament radial i s'estira axialment amb un tac d'estirament mitjançant el mecanisme intern de la barra de tirada de l'eix.
Principals classificacions de 7:24 Taper (per estàndard i regió):
1. Portaeines BT (estàndard japonès JIS/MAS)
Característiques: El tac de tracció utilitza fils imperials
. És l'estàndard més comú a les regions asiàtiques (incloent-hi la Xina continental i Taiwan).
Models: reben el nom del diàmetre final gran-del conic, com ara BT30, BT40 (l'especificació de mida mitjana-més convencional), BT50, etc. Les xifres més grans indiquen una major capacitat de càrrega-.
2. Portaeines SK / DIN 69871 (estàndard alemany/europeu)
Característiques: El tac de tracció utilitza fils mètrics (per exemple, M16). La forma de la ranura de bloqueig del tac d'estirament és diferent de la BT, cosa que els fa incompatibles.
Models: s'anomenen de manera semblant pel diàmetre, com ara SK30, SK40, SK50, etc. Es troba habitualment en màquines-eina-de fabricació alemanya i d'influència alemanya-.
3. Suport d'eines de brida CAT/V-(estàndard americà ANSI)
Característiques: molt semblant als portaeines BT, però alguns models primerencs poden tenir diferències subtils en tacs o dimensions. Avui en dia, CAT i BT generalment es poden considerar intercanviables en la majoria d'aplicacions.
Models: CAT40, CAT50, etc.
Limitacions del cònic 7:24: a altes velocitats de rotació, la força centrífuga fa que el cònic de l'eix s'expandeixi, provocant un mal contacte i una rigidesa reduïda entre el cònic del portaeines BT/SK i l'eix (conegut comunament com a "deriva del portaeines"). Per tant, hi ha un límit superior a la seva velocitat de funcionament segura (normalment, BT40 no es recomana per a un ús prolongat per sobre de 15.000-18.000 rpm).
Capítol 3: El campió d'alta-velocitat - Portaeines 1:10 Taper (HSK)
Per abordar les limitacions d'alta-velocitat de la conicitat 7:24, es va desenvolupar el portaeines HSK (en alemany: Hohlschaftkegel, que significa cònic de manxa buida), convertint-se en la referència per al mecanitzat d'alta-velocitat.
Disseny del nucli: utilitza una proporció de conicitat més pronunciada d'1:10 i està construït com una tija buida. El seu principi de funcionament és el "-posicionament de contacte dual": a altes velocitats, la força centrífuga fa que el conic curt del portaeines entri en contacte amb l'eix per al posicionament radial, mentre que simultàniament la cara de la brida del portaeines en contacte estretament amb la cara de la claveguera, aconseguint un posicionament axial. Com més gran sigui la velocitat, més gran serà la força de subjecció i més segura serà la presa.
Classificació HSK (principalment per model i sèrie):
Per mida/capacitat de càrrega: els models habituals inclouen HSK-A/E 32, HSK-A/E 63, HSK-A 100, etc., on el número representa el diàmetre de la brida.
Distincions clau de la sèrie:
Tipus A/C/D/E/F: característica V-brides necessàries per al canvi automàtic d'eines i canals interns de refrigerant, utilitzats per als centres de mecanitzat.
Tipus B: sense brida en V-, per al canvi d'eina manual, utilitzada en màquines de torn-fresa o màquines-especials.
Sèrie més comuna: el tipus HSK-E és un motor-tot-de gran velocitat amb el millor rendiment general; El tipus HSK-F és més prim, adequat per a velocitats de rotació ultra-altes.
Capítol 4: La mà que agafa l'eina - Classificació per mètode de subjecció
La tija cònica determina com es connecta el suport de l'eina a la màquina, mentre que la interfície-frontal determina com es subjecta l'eina de tall. Aquesta és una altra dimensió clau que afecta la rigidesa i la precisió del mecanitzat.
1. Portaeines de bloqueig-lateral (SC/FMB)
Principi: un o dos cargols de fixació laterals s'enganxen radialment a una eina de -manxa recta.
Avantatges: Estructura senzilla, rigidesa extremadament alta, baix cost, adequada per a talls pesats{0}}.
Desavantatges: pot danyar la tija de l'eina, menor precisió de posicionament repetible, poca versatilitat (un suport per a un diàmetre específic).
Exemple de model: BT40-SC16-90L (per subjectar una eina recta de 16 mm).
2. Portaeines hidràulic
Principi: apretar un cargol empeny el fluid hidràulic intern, fent que una cambra d'expansió es comprimeixi uniformement, subjectant així l'eina amb alta precisió i sense deformació.
Avantatges: alta precisió, alta rigidesa, excel·lent rendiment d'amortiment de vibracions i xerrades.
Inconvenients: Manteniment complex i costós (potencial de fuites d'oli).
Aplicació: mecanitzat d'acabat, mecanitzat de llarg-abast, escenaris sensibles a la vibració.
3. Suport d'eina-retractil de calor (ajustament retràctil)
Principi: Utilitza la diferència de coeficients d'expansió tèrmica entre el material del suport de l'eina (acer especial d'aliatge) i l'eina (carbur). El suport s'escalfa per expandir el seu forat, s'introdueix l'eina i, en refredar-se, el suport es redueix, generant una immensa força de subjecció.
Avantatges: Actualment conegut per oferir la màxima rigidesa i el millor mètode de subjecció de concentricitat, amb una estructura senzilla.
Inconvenients: requereix equips de calefacció especialitzats (escalfador d'inducció), velocitat de canvi d'eines més lenta.
Aplicació: mecanitzat d'ultra-alta- velocitat, mecanitzat d'ultra-alta- precisió (p. ex., acabat de motlles).
