الفصل الأول: الأساس - معنى تفتق المغزل ونسبة الاستدقاق
يكمن أصل جميع التصنيفات في استدقاق المغزل للأداة الآلية. الغرض الأساسي من التصميم المستدق هو التمركز الدقيق ونقل عزم الدوران.
معنى الاستدقاق: يشير الاستدقاق إلى نسبة قطر المخروط إلى ارتفاعه. في حامل الأداة، يحقق الاستدقاق -وضعية القفل الذاتي - عندما يتناسب السطح المستدق لحامل الأداة مع استدقاق المغزل بإحكام، يحقق كلاهما محورية عالية للغاية في الاتجاه الشعاعي (X/Y)، مما يضمن المركز الدقيق لتدوير الأداة.
نظامان رئيسيان للتناقص التدريجي: استنادًا إلى نسبة التناقص التدريجي، يتم تقسيم حاملات الأدوات السائدة عالميًا إلى فئتين رئيسيتين: الاستدقاق 7:24 والاستدقاق 1:10 (HSK). تمتد اختلافاتهم إلى ما هو أبعد من مجرد رقم.
الفصل الثاني: الإرث الكلاسيكي - 7:24 حاملات الأدوات المستدقة
إن الاستدقاق 7:24، نظرًا لتاريخه الطويل وتعدد استخداماته القوية، هو حاليًا النوع الأكثر استخدامًا من حامل الأدوات. ويشير اسمها إلى أن قطر السطح المستدق يتغير بمقدار 7 وحدات بينما يتغير الطول المحوري بمقدار 24 وحدة. يعتمد هذا النوع من حامل الأدوات بشكل أساسي على السطح المستدق لتحديد الموضع الشعاعي ويتم سحبه بشكل محوري بإحكام بواسطة مسمار سحب عبر آلية قضيب الجر الداخلي في المغزل.
التصنيفات الرئيسية للتفتق 7:24 (حسب المعيار والمنطقة):
1. حامل أداة BT (المعيار الياباني JIS / MAS)
الميزات: يستخدم مسمار السحب خيوطًا إمبراطورية
. إنه المعيار الأكثر شيوعًا في المناطق الآسيوية (بما في ذلك البر الرئيسي للصين وتايوان).
النماذج: تمت تسميتها على اسم القطر النهائي-الكبير للمستدق، مثل BT30، وBT40 (مواصفات حجم الوسيط الأكثر انتشارًا-)، وBT50، وما إلى ذلك. تشير الأرقام الأكبر إلى قدرة تحمل أكبر للحمل-.
2. حامل الأدوات SK / DIN 69871 (المعيار الألماني/الأوروبي)
الميزات: يستخدم مسمار السحب خيوطًا مترية (على سبيل المثال، M16). يختلف شكل أخدود قفل مسمار السحب عن BT، مما يجعلها غير متوافقة.
النماذج: تُسمى بالمثل حسب القطر، مثل SK30، وSK40، وSK50، وما إلى ذلك. وتوجد بشكل شائع في الأدوات الآلية الألمانية الصنع -والآلات المتأثرة بالألمانية-.
3. CAT / V - حامل أداة الفلنجة (المعيار الأمريكي ANSI)
الميزات: تشبه إلى حد كبير حاملات أدوات BT، ولكن قد يكون لدى بعض النماذج المبكرة اختلافات طفيفة في مسامير السحب أو الأبعاد. اليوم، يمكن عمومًا اعتبار CAT وBT قابلين للتبادل في معظم التطبيقات.
الموديلات: CAT40، CAT50، إلخ.
حدود الاستدقاق 7:24: عند سرعات الدوران العالية، تؤدي قوة الطرد المركزي إلى توسيع استدقاق المغزل، مما يؤدي إلى ضعف الاتصال وتقليل الصلابة بين الاستدقاق الخاص بحامل أداة BT/SK والمغزل (المعروف باسم "انجراف حامل الأدوات"). لذلك، هناك حد أعلى لسرعة التشغيل الآمنة (عادةً، لا يُنصح باستخدام BT40 لفترة طويلة فوق 15000-18000 دورة في الدقيقة).
الفصل 3: بطل-السرعة العالية - حاملات الأدوات المستدقة 1:10 (HSK)
لمعالجة قيود السرعة العالية-للتناقص التدريجي 7:24، تم تطوير حامل الأدوات HSK (بالألمانية: Hohlschaftkegel، وتعني تناقص السيقان المجوفة)، ليصبح معيارًا للتصنيع عالي السرعة-.
التصميم الأساسي: يستخدم نسبة مدببة أكثر انحدارًا تبلغ 1:10 ويتم تصنيعه كساق مجوفة. مبدأ عملها هو "وضع التلامس المزدوج-" - عند السرعات العالية، تتسبب قوة الطرد المركزي في اتصال المستدق القصير لحامل الأداة بالمغزل لتحديد موضعه بشكل شعاعي، بينما يتصل وجه شفة حامل الأداة في نفس الوقت بوجه المغزل بإحكام، مما يحقق تحديد الموضع المحوري. كلما زادت السرعة، زادت قوة التثبيت، وأصبح الإمساك أكثر أمانًا.
تصنيف HSK (بشكل أساسي حسب الطراز والسلسلة):
حسب الحجم/سعة الحمولة: تشمل النماذج الشائعة HSK-A/E 32، وHSK-A/E 63، وHSK-A 100، وما إلى ذلك، حيث يمثل الرقم قطر الحافة.
الفروق بين السلسلة الرئيسية:
أنواع A/C/D/E/F: تتميز بالفلنجات V- المطلوبة للتغيير التلقائي للأداة وقنوات التبريد الداخلية، المستخدمة في مراكز التصنيع.
النوع B: لا يوجد شفة على شكل V-، لتغيير الأدوات يدويًا، وتستخدم في آلات الطحن-أو الآلات ذات الأغراض الخاصة-.
السلاسل الأكثر شيوعًا: النوع HSK-E عبارة عن جهاز متعدد الاستخدامات عالي السرعة-يتميز بأداء عام أفضل؛ النوع HSK-F أقل حجمًا، ومناسب لسرعات الدوران العالية جدًا-.
الفصل الرابع: اليد التي تمسك الأداة – التصنيف بطريقة التثبيت
تحدد الساق المستدقة كيفية اتصال حامل الأداة بالماكينة، بينما تحدد الواجهة الأمامية- كيفية تثبيت أداة القطع. وهذا بُعد رئيسي آخر يؤثر على صلابة المعالجة ودقتها.
1. حامل أداة القفل الجانبي - (SC / FMB)
المبدأ: يتم تثبيت مجموعة براغي واحدة أو اثنتين على الجانب بشكل قطري مقابل أداة ساق - مستقيمة.
المزايا: هيكل بسيط، وصلابة عالية للغاية، وتكلفة منخفضة، ومناسب للقطع الثقيل-.
العيوب: يمكن أن يؤدي إلى إتلاف ساق الأداة، وانخفاض دقة تحديد المواقع القابلة للتكرار، وضعف تعدد الاستخدامات (حامل واحد لقطر واحد محدد).
مثال على الموديل: BT40-SC16-90L (لتثبيت أداة ذات ساق مستقيمة مقاس 16 مم).
2. حامل الأدوات الهيدروليكية
المبدأ: يؤدي ربط المسمار إلى دفع السائل الهيدروليكي الداخلي، مما يؤدي إلى ضغط غرفة التمدد بشكل موحد، وبالتالي تثبيت الأداة بدقة عالية وعدم حدوث أي تشوه.
المزايا: دقة عالية، صلابة عالية، أداء ممتاز للاهتزاز والاهتزاز.
العيوب: صيانة باهظة الثمن ومعقدة (احتمالية تسرب الزيت).
التطبيق: الانتهاء من المعالجة الآلية، والمعالجة بعيدة المدى-، والسيناريوهات الحساسة للاهتزاز.
3. تسخين - حامل أداة الانكماش (تناسب الانكماش)
المبدأ: يستخدم الفرق في معاملات التمدد الحراري بين مادة حامل الأداة (سبائك الفولاذ الخاصة) والأداة (كربيد). يتم تسخين الحامل لتوسيع تجويفه، ويتم إدخال الأداة، وعند التبريد، ينكمش الحامل، مما يولد قوة تثبيت هائلة.
المزايا: من المعروف حاليًا أنه يقدم أعلى صلابة وأفضل طريقة تثبيت مركزية، مع هيكل بسيط.
العيوب: يتطلب معدات تسخين متخصصة (سخان الحث)، وسرعة تغيير الأداة أبطأ.
التطبيق: تصنيع آلي فائق السرعة-عالي-، تصنيع آلي فائق الدقة-عالي الدقة (على سبيل المثال، تشطيب القالب).
