Kapitola 1: Základ – Význam kuželovitosti vřetena a poměru kuželovitosti
Původ všech klasifikací spočívá v kuželovitosti vřetena obráběcího stroje. Základním účelem konstrukce kužele je přesné vystředění a přenos točivého momentu.
Význam zkosení: Zkosení označuje poměr průměru kužele k jeho výšce. V nástrojovém držáku dosahuje kužel samozamykací polohy – když kuželový povrch držáku nástroje těsně dosedá na kužel vřetena, oba dosahují extrémně vysoké souososti v radiálním (X/Y) směru, což zajišťuje přesný střed otáčení nástroje.
Dva hlavní systémy kuželů: Na základě poměru kuželů jsou celosvětově běžné nástrojové držáky rozděleny do dvou hlavních kategorií: kužel 7:24 a kužel 1:10 (HSK). Jejich rozdíly daleko přesahují pouhé číslo.
Kapitola 2: Klasické dědictví – Držáky kuželových nástrojů 7:24
Kužel 7:24 je díky své dlouhé historii a silné všestrannosti v současnosti nejpoužívanějším typem držáku nástrojů. Jeho název znamená, že průměr kuželové plochy se změní o 7 jednotek, zatímco axiální délka se změní o 24 jednotek. Tento typ nástrojového držáku primárně spoléhá na kuželovou plochu pro radiální polohování a je axiálně přitahován tažným čepem přes vnitřní ojový mechanismus ve vřetenu.
Hlavní klasifikace kužele 7:24 (podle standardu a regionu):
1. Držák nářadí BT (japonský standard JIS / MAS)
Vlastnosti: Stahovací čep používá imperiální závity
. Je to nejběžnější standard v asijských regionech (včetně pevninské Číny, Tchaj-wanu).
Modely: Pojmenované podle velkého-koncového průměru kužele, např. BT30, BT40 (nejběžnější střední-specifikace), BT50 atd. Větší čísla znamenají větší-nosnost.
2. Držák SK / DIN 69871 (německá/evropská norma)
Vlastnosti: Tahový čep používá metrické závity (např. M16). Tvar uzamykací drážky táhla se liší od BT, takže jsou nekompatibilní.
Modely: Podobně pojmenované podle průměru, např. SK30, SK40, SK50 atd. Běžně se vyskytující na německých -vyrobených a Německem ovlivněných obráběcích strojích-.
3. Držák přírubového nástroje CAT / V- (americký standard ANSI)
Vlastnosti: Velmi podobné držákům nástrojů BT, ale některé dřívější modely mohou mít jemné rozdíly v tažných čepech nebo rozměrech. Dnes lze CAT a BT obecně považovat za zaměnitelné ve většině aplikací.
Modely: CAT40, CAT50 atd.
Omezení kužele 7:24: Při vysokých rychlostech otáčení způsobuje odstředivá síla roztažení kužele vřetena, což vede ke špatnému kontaktu a snížené tuhosti mezi kuželem držáku nástroje BT/SK a vřetenem (běžně známé jako "drift držáku nástroje"). Proto existuje horní limit jeho bezpečné provozní rychlosti (typicky se BT40 nedoporučuje pro dlouhodobé používání nad 15 000-18 000 ot./min.).
Kapitola 3: The High-Speed Champion – 1:10 kuželové (HSK) držáky nástrojů
Aby se vyřešila vysoko{0}}omezení rychlosti kužele 7:24, byl vyvinut nástrojový držák HSK (německy Hohlschaftkegel, což znamená kužel s dutou stopkou), který se stal měřítkem pro vysokorychlostní obrábění-.
Konstrukce jádra: Využívá strmějšího kuželového poměru 1:10 a je konstruována jako dutá stopka. Jeho pracovním principem je „umístění duálního-kontaktu“ – při vysokých rychlostech odstředivá síla způsobí, že se krátký kužel nástrojového držáku dotkne vřetena pro radiální polohování, zatímco současně čelo příruby nástrojového držáku těsně dosedá na čelo vřetena, čímž se dosáhne axiálního polohování. Čím vyšší rychlost, tím větší upínací síla a bezpečnější držení.
Klasifikace HSK (především podle modelu a řady):
Podle velikosti/nosnosti: Mezi běžné modely patří HSK-A/E 32, HSK-A/E 63, HSK-A 100 atd., kde číslo představuje průměr příruby.
Hlavní rozdíly v sérii:
Typy A/C/D/E/F: Funkce V-příruby potřebné pro automatickou výměnu nástrojů a vnitřní kanály chladicí kapaliny, používané pro obráběcí centra.
Typ B: Bez V-příruby, pro ruční výměnu nástrojů, používaný ve frézovacích-soustružnických strojích nebo speciálních-strojích.
Nejběžnější řada: Typ HSK-E je vysoko-všeobecně{2}}rychlostní s nejlepším celkovým výkonem; Typ HSK-F je tenčí, vhodný pro ultra-vysoké rychlosti otáčení.
Kapitola 4: Ruka, která svírá nástroj – Klasifikace podle metody upnutí
Kuželová stopka určuje, jak se držák nástroje připojuje ke stroji, zatímco přední- rozhraní určuje, jak je řezný nástroj upnut. To je další klíčový rozměr ovlivňující tuhost a přesnost obrábění.
1. Boční-držák nářadí (SC / FMB)
Princip: Jeden nebo dva stavěcí šrouby na straně radiálně upnou proti nástroji s válcovou stopkou-.
Výhody: Jednoduchá konstrukce, extrémně vysoká tuhost, nízká cena, vhodné pro těžké-řezání.
Nevýhody: Může poškodit stopku nástroje, nižší opakovatelná přesnost polohování, špatná univerzálnost (jeden držák pro jeden konkrétní průměr).
Příklad modelu: BT40-SC16-90L (pro upínání nástroje s válcovou stopkou 16 mm).
2. Hydraulický držák nářadí
Princip: Utažení šroubu tlačí vnitřní hydraulickou kapalinu, což způsobí rovnoměrné stlačení expanzní komory, čímž se nástroj upne s vysokou přesností a bez deformace.
Výhody: Vysoká přesnost, vysoká tuhost, vynikající tlumení vibrací a vibrací.
Nevýhody: Nákladná, složitá údržba (možnost úniku oleje).
Použití: Dokončovací obrábění, obrábění s-dlouhým dosahem, scénáře citlivé na vibrace.
3. Tepelně-smršťovací držák nástroje (Shrink Fit)
Princip: Využívá rozdílu koeficientů tepelné roztažnosti mezi materiálem držáku nástroje (speciální legovaná ocel) a nástrojem (karbid). Držák se zahřeje, aby se roztáhl jeho otvor, nástroj se zasune a po ochlazení se držák smrští, čímž se vytvoří obrovská upínací síla.
Výhody: V současné době je známo, že nabízí nejvyšší tuhost a nejlepší způsob souosého upínání s jednoduchou konstrukcí.
Nevýhody: Vyžaduje specializované topné zařízení (indukční ohřívač), pomalejší rychlost výměny nástroje.
Použití: Ultra-vysokorychlostní-obrábění, ultra-vysoko{3}}přesné obrábění (např. dokončování forem).
