Лучшая производительность с цанговыми патронами ER


ER полноправно считается одним из лучших типов патронов для зажима инструментов. Приведем сравнительные характеристики:

Без имени-1.jpg

Зажимные патроны ER являются относительно бюджетными и упрощают работу, если применяются при относительно невысокой нагрузке или высоких частотах вращения. Для большинства концевых фрез данные патроны являются идеальными.

Чтобы посмотреть на цанговые патроны ER, кликните на информер справа. 


Почему патроны ER настолько хороши?


Во-первых, патроны ER характеризуются меньшим биением по сравнению с винтовыми патронами, что положительно отражается на сроке службы режущих инструментов.

Для обеспечения лучшего качества чистовой обработки необходимо добиться максимальной модальной или статической жесткости. В этом смысле цанговый патрон уступает только термообжимной оправке. Если речь идет о черновой обработке, для снижения вибрации необходимо обеспечить надлежащую динамическую жесткость, что позволит добиться максимальной скорости съема материала. В этом смысле цанговые патроны также демонстрируют отличные показатели, позволяя снимать больше материала по сравнению с гидравлическими или фрезерными патронами. Термообжимная оправка не гасит вибрацию, а просто очень жестко фиксирует режущий инструмент. Думаю, вас не удивит, если жестко зажатый инструмент будет молотить по материалу как колокол.


Как добиться максимальной эффективности с патронами ER?


Максимальная производительность патронов ER обеспечивается при соблюдении следующих правил:
  • Хвостовик режущего инструмента не должен проскальзывать во время обработки, не должен выпадать или вдавливаться внутрь патрона.
  • Должно быть минимизировано биение.
Именно на этих двух факторах необходимо сконцентрироваться. С учетом этого, приведу несколько советов по увеличению производительности:

Совет #1: Патроны и даже цанговые гайки являются расходным материалом.

Если вы позаботились о соблюдении всех необходимых условий, но все еще не можете добиться ожидаемой производительности, замените патрон. Если проблема связана с цангой, попробуйте также заменить гайку. Оба этих элемента продаются отдельно, поэтому нет необходимости приобретать все в сборе. Относитесь к этим элементам как к расходным материалам, поскольку они имеют свойство изнашиваться.

Проверяйте патроны на предмет недопустимого износа перед каждым использованием.

Обратите внимание на износ поверхности и царапины на патроне, которые могут быть признаком проворачивания последнего внутри цанги. Аналогично проверьте на предмет износа внутреннее отверстие. При наличии признаков износа, возможно, пришло время заменить патрон.

Совет #2:  Следите за чистотой патрона!

Даже небольшое количество стружки, застрявшей в патроне, цанговой гайке или внутренней полости патрона, могут привести к значительному биению, а также стать причиной недостаточно сильной или неправильной фиксации режущего инструмента. Убедитесь в чистоте патрона при его установке на оборудование и фиксации инструмента.
Кроме того, наличие остатков масла или СОЖ может отрицательно повлиять на силу зажатия. Насухо протрите и обезжирьте все компоненты перед их установкой.


Насколько эффективно обезжиривание?


Патроном R8 подвергался некоторым испытаниям с целью разработки рекомендаций по снижению вероятности выпадения инструмента из патрона. Чистый и сухой патрон при крутящем моменте от 27 до 54 Нм имеет силу зажима, равную 1633 кг против 839 кг для загрязненного патрона. Разница огромна!

Когда патрон снимается со станка для сдачи на склад, необходимо слегка протереть все компоненты антикоррозийным средством для предотвращения образования ржавчины.

1er.jpg

Проводите процедуру «технического обслуживания», заключающуюся в
обезжиривании с последующей обработкой антикоррозийным составом.

Никогда не используйте цанговый патрон непосредственно после его получения без предварительной обработки, поскольку он будет покрыт космолином или другой защитной смазкой, которую нужно удалить. Я провожу «техобслуживание» всех своих инструментов, обрабатывая их керосином (в крайнем случае, WD40) для удаления космолина с последующим нанесением антикоррозийного состава.

После того, как вы очистили инструменты от транспортировочной смазки и начали их использовать, вы можете применять для обезжиривания другие составы помимо керосина. Для этого отлично подходит очиститель тормозов и другие подобные продукты.

Совет #3:  Затяните цанговую гайку с определенным в технических характеристиках моментом

Большинство операторов понятия не имеют, с каким крутящим моментом необходимо затягивать гайку патрона ER. Если вы слышите от оператора о проскальзывании инструмента в патроне, вас должны заинтересовать два вопроса:

— Были ли очищены патрон и хвостовик инструмента при зажатии?
— С каким моментом была затянута цанговая гайка?

Приведем требования к моменту затяжки цанговой гайки:

Патрон    Тип гайки   Внутр. диам. патрона Внутр. диам. патрона
СВЫШЕ 1.5 мм ДО 1.5 мм
ER 16 Шлицевая 57 Нм 40 Нм
ER 16 Шестигранная 57 Нм 40 Нм
ER 20 Шлицевая 80 Нм 32 Нм
ER 20 Шестигранная 80 Нм 32 Нм
ER 25 Шлицевая 104 Нм 104 Нм
ER 25 Мини-гайка 33 Нм 33 Нм
ER 32 Шлицевая 135 Нм 135 Нм
ER 40 Шлицевая 176 Нм 176 Нм

Вы затянули патрон ER32 с моментом 135 Нм? Это гораздо более сильная затяжка, чем ожидает большинство операторов. 

Для простого следования приведенным требованиям вам потребуется приспособление для удерживания патрона при затяжке гайки. Не выполняйте затяжку цанговой гайки в шпинделе станка. 

2errrr.jpg
Пример отличного приспособления для затяжки гайки

Для затягивания гайки идеально подходит динамометрический ключ, позволяющий контролировать момент затяжки. На рисунке приведен ключ с различными насадками, позволяющими использовать его с различными гайками:


3er.jpg
Регулируемый динамометрический ключ и насадки для цанговых гаек ER

Используете ли вы динамометрический ключ, или затягиваете на глаз, убедитесь, что у вас есть подходящий ключ для вашего патрона. Самым худшим вариантом является использование обычных гаечных ключей.

Совет #4: Обратите внимание на гайки с шариковым подшипником для цангового патрона ER

4er.jpg


Еще один интересный факт, который я открыл при проведении исследований: гайки с шариковыми подшипниками для патронов ER позволяют добиться большей производительности. Гайки с шариковыми подшипниками обладают на 14% большей статической жесткостью при чистовой обработке, но при этом обеспечивают на 50% лучшее демпфирование, которое позволяет снизить вибрацию при приложении больших усилий во время резания. По своему опыту я могу сказать, что гайки с шариковыми подшипниками позволяют прилагать достаточный момент при затяжке, обеспечивая большую плавность.

Недостатком гаек с шариковыми подшипниками является то, что они имеют движущиеся части, поэтому их сложно балансировать для высокоскоростной обработки.

Совет #5:  Вас беспокоит высокая стоимость цанговых патронов? В этом случае используйте как цанговые патроны, так и винтовые.

Патроны ER являются достаточно бюджетными, однако нам иногда требуются еще более дешевые решения. Многие операторы беспокоятся о проскальзывании патронов, поэтому, выбирая между цанговыми патронами и винтовыми, в большей степени отдают предпочтение винтовым.

Однако с винтовыми патронами наблюдаются некоторые проблемы. Испытания свидетельствуют о том, что стандартные патроны ER имеют на 15-58% большую статическую жесткость по сравнению с другими патронами для концевых фрез. Они позволяют снизить биение, поэтому их предпочтительнее использовать для чистовой обработки (обычные патроны зажимают инструмент только с одной стороны, что увеличивает биение).

Суть заключается в том, что концевые фрезы большого диаметра менее чувствительны к биению и позволяют генерировать большее усилие резания, поэтому для них лучше подходят винтовые патроны. Таким образом, следует использовать винтовые патроны для черновой обработки большими фрезами и цанговые патроны для фрез малого диаметра. В своей мастерской я использую винтовые патроны для фрез с диаметром хвостовика более 1/2″ и цанговые патроны для фрез меньшего диаметра.

Если у вас достаточно средств, чтобы обеспечивать инструменту надлежащий уход, вероятнее всего, со временем вы откажитесь от винтовых патронов.

Совет #6: Отнеситесь внимательно к выбору хвостовиков для концевых фрез — они могут быть склонны к проскальзыванию в цанговых патронах.


5er.jpg

Стандартные хвостовики на 30% хуже фиксируются в цанговом патроне ER 

Если вы используете инструменты со стандартными хвостовиками в цанговом патроне, зажимное усилие может быть на 30% меньше вследствие уменьшения площади зажимаемой поверхности, обусловленного наличием паза на хвостовике.


Заключение

Патроны ER являются превосходным решением для зажима инструментов, которое, при некотором дополнительном обслуживании, позволяет добиться максимальной производительности.