I allmänhet har verktygshållare inte genomgått några grundläggande förändringar på länge. Även om det har skett några anmärkningsvärda framsteg som införandet av snabbväxlingsystem på 1970-talet och uppkomsten av modulära system som använder polygon-formad koppling*¹ och system baserade på HSK för hög rotationshastighet på 1990-talet verkar utvecklingen av verktygshållare fastnat i kategorin ”det är bra som det är". Verktygshållare fungerar som ett gränssnitt mellan skärverktyg och maskin, och de bör både säkerställa korrekt inspänning av skärverktyget och också vara lämpliga för montering i spindeln och verktygsmagasinet på en verktygsmaskin. Industrin har obligatoriska standarder för att strikt specificera matchande ytor för båda dessa ändamål. Dessa standarder definierar ett brett spektrum av befintliga verktygssystem för att möta olika tillverkarkrav: enkla hållare för manuell verktygsbyte för konventionella maskiner, exakt högkvalitativa balanserade adaptrar för höghastighetsbearbetningsmaskiner etc. Denna mängd av verktygshållare ger tillverkaren flera alternativ för effektiv verktygshållning, beroende på produktionsmål och tillgängliga maskiner. Detta är främst anledningen till att verktygshållare nådde en viss nivå som inte krävde banbrytande förändringar.

Idag utvecklas moderna verktyg tillsammans med utvecklingen av Industri 4.0 där digitaliseringen spelar en viktig roll i utvecklingen av nya verktygsfunktioner. Framsteg inom höghastighetsbearbetning (HSM) exemplifierar orsaken och verkan på dessa förändringar. Implementering av ny teknik inom detta viktiga område har krävt en ny nivå av verktygsbalansering för att säkerställa verktygshållarens prestanda och tillförlitlighet på avsevärt högre rotationshastigheter. Målet är att förbättra styrka, styvhet, noggrannhet och andra tekniska parametrar för traditionellt designade verktygshållare. Högeffektiv fräsning av svårbearbetbara material till flygindustrin, som titanlegeringar, har ökat kraven på starka verktygshållare som kan arbeta under tuffa förhållanden.

ISCAR har introducerat en rad nya verktygshållarlösningar som en följd av de nya kraven. Som en av de största tillverkarna av skärverktyg i världen är ISCAR känt för ständig produktinnovation. Idag erbjuder företaget ett rikt urval av hållare, adaptrar, block, krymp- och kraftchuckar etc. för effektiv verktygsfastspänning. Till exempel har SHRINKIN krympchuckar med HSK 100-skaft nu balanskvalitet G2.5 och en kvarvarande obalans på mindre än 1,0 gmm vid 20 000 varv/min, MAXIN 32 kraftchuckar säkerställer klämmoment upp till 1760 Nm och FINEFIT verktygshållare har radiell och axiell justering ned till 0,001 mm.

HÅLLANDE VERKTYG OCH KYLNING
ISCAR lanserade nyligen en serie nya verktygsfamiljer som ger en effektiv kylmedelstillförsel. I många fall, som vid bearbetning av titan eller varmhållfasta material är kylning en kritisk framgångsfaktor. X-STREAM SHRINKIN är en familj av krympchuckar med utlopp för kylvätska längs skaftet (Bild 1). Familjen använder en patenterad design för att kunna hålla verktyg tillverkade av hårdmetall, stål eller snabbstål. De nya chuckarna kombinerar fördelarna med högprecisionskrympinspänning med kylvätskeflöde riktat mot skäreggarna. X-STREAM SHRINKIN har redan visat utmärkta prestanda vid fräsning av komponenter till flygindustrin i synnerhet titanblad och -disks och särskilt vid höghastighetsfräsning. Vid bearbetning av djupa håligheter förbättrar den effektiva kylningen från de nya chuckarna avsevärt evakueringen av spånorna.

SVARVNING
ISCAR har utvecklat ett nytt koncept för högtryckskylning, (HPC) för svarvning. JETCUT-konceptet baseras på bottenmatade HPC-kanaler (Bild 2) och ger kylvätsketillförsel internt genom verktyget och externt genom flänsen. Kyleffekten förbättrar avsevärt prestandan vid svarvning, spår- och avstickning. Kylvätskan kan fungera som ett utmärkt verktyg i ett radikalt annorlunda fält: öka rotationshastigheten för ett verktyg. ISCAR´s SPINJET-familj av kylmedelsdrivna kompakta spindlar med hög hastighet för verktyg med liten diameter är en typ av "booster" för uppgradering av befintliga maskiner till höghastighetsutförande (Bild 3). SPINJET-spindlarna rekommenderas för verktyg med en diameter på upp till 7 mm men det optimala diameterintervallet är 0,5–4 mm. ”Boostern” visar en imponerande effekt. Beroende på tryck och kylvätskeflöde bibehåller spindlarna en rotationshastighet på upp till 55 000 varv/min. De mångsidiga SPINJET-produkterna har framgångsrikt integrerats i verktygslösningar för fräsning, borrning, gängfräsning, gravering, fasning, avgradning och till och med fin radiell slipning.

BROTSCHNING
Vid brotschning används flytande chuckar i tillverkning av högprecisionshål för att korrigera för eventuella fel mellan maskinens centrumaxel och hålets axel. Exakt inriktning är viktigt för optimal prestanda och hålnoggrannhet. För detta ändamål har ISCAR lagt till en ny design av GFIS-flytande chuckar för höghastighetsbrotschning (Bild 4). Den nya chucken skiljer sig från alla andra flytande system på marknaden tack vare en unik teknik som säkerställer att systemet förblir helt styvt tills det uppnår ett stabilt brotschnings-tillstånd.

MATRIX
Industri 4.0-konceptet för datadriven smart tillverkning har haft en direkt inverkan på hela produktionskedjan, inklusive det till synes konservativa området verktygshållning. I en smart fabrik fungerar produktionssystem under förutsättningar för ömsesidig informationsutbyte i realtid. ISCAR´s moderna verktygshållare innehåller hål för RFID-chip som kan monteras enligt kundens begäran. ISCAR´s MATRIX intelligenta datoriserade verktygslagringsenhet läser RFID-chipen och tar emot all nödvändig identifieringsinformation från verktygshållaren. De beskrivna exemplen ovan karaktäriserar utvecklingen av hållande produkter. Trots ett ”konservativt rykte” återspeglar och förstärker de senaste produkterna trenderna inom bearbetningsindustrin idag och för framtiden.

*¹ i enlighet med ISO 26623 levererar ISCAR verktyg och hållare med denna typ av kopplingar under varumärket CAMFIX.
*² Hohlshafte Kegel (“hollow shank taper” in German)

Bild 1


Bild 2


Bild 3


Bild 4