Модульні системи успішно увійшли до життя багатьох людей, від конструкторів LEGO до модульних меблів IKEA.
У металообробці типовими прикладами таких систем є збірні верстати та модульні пристрої. Що стосується ріжучих інструментів, то модульні конструкції довели свою ефективність і в цій галузі, і різні виробники інструментів розробили власні модульні продукти, які мають успіх у своїх клієнтів.
Основні переваги модульності - універсальність та економія часу. Модульна концепція полегшує швидкий та легкий вибір оптимального ріжучого інструменту за допомогою набору стандартизованих елементів. Таким чином, клієнтам не потрібно замовляти дорогі спеціалізовані інструменти та місяцями чекати на доставку. Якщо інструмент терміново потрібен для негайного виготовлення, відповідне рішення завжди під рукою. Ця концепція сприяє скороченню складських запасів, що знижує виробничі витрати.
Однак, концепція модульного інструменту не позбавлена недоліків. Головний недолік – зниження жорсткості; збирання з декількох елементів не таке жорстке, як цільний виріб, і зібрана конструкція може втратити точність порівняно з цільною конструкцією.
При виборі конкретного інструменту необхідно враховувати як переваги, так і недоліки модульної концепції. Замовник – єдиний, хто може вирішити, який інструмент найкраще підходить для його потреб, виходячи з виробничої стратегії, поточних виробничих вимог чи негайної потреби інструменту. Виробник різального інструменту повинен надати замовнику можливість зробити правильний вибір і в той же час продовжити розробку модульних продуктів, що забезпечують більшу адаптивність, жорсткість та точність. Поглянувши на модульні інструменти ISCAR, можна продемонструвати конструктивні особливості продукту.
Сімейство інструментів ISCAR FLEXFIT (рис. 1) – найстаріша лінійка інструментів компанії. Принцип адаптації FLEXFIT заснований на використанні циліндричного з'єднання для центрування та стандартного метричного різьблення загального призначення (M8…M16) для фіксації. Простота і зручність обслуговування зробили цю систему інструменту, що обертається, дуже популярною на ринку. Сьогодні FLEXFIT пропонує широкий вибір хвостовиків, адаптерів та головок зі змінними пластинами, які переважно використовуються при фрезерних операціях, таких як обробка складних тривимірних поверхонь, пазів та канавок. Хвостовики виготовлені зі сталі та твердого сплаву. Хвостовики із твердого сплаву збільшують жорсткість, що суттєво знижує вібрації, особливо при використанні з великим вильотом.
ISCAR MULTI-MASTER являє собою сімейство інструментів, що обертаються, зі змінними головками і складається з модульних збірок (рис. 2). Концепція MULTI-MASTER відрізняється центруванням за допомогою короткого точного конуса, торцевого контакту та різьблення унікального профілю. У свою чергу, це забезпечує високоточне і жорстке з'єднання, яке надає широкі можливості для модульного оснащення, елементи якого включають широкий спектр хвостовиків, подовжувачів, адаптерів і перехідників, перетворюючи інструменти MULTI-MASTER на потужні і надійні фрези.
Хвостовики виготовлені зі сталі, твердого сплаву зі значною жорсткістю та важкого металу, що характеризує добрі вібростійкі властивості. Початкова конструкція MULTI-MASTER була орієнтована тільки на монолітні твердосплавні головки, проте за дуже короткий час сімейство поповнилося різними головками зі змінними пластинами. Невипадково, нещодавно представлені NEOLOGIQ та LOGIQ включають головки MULTI-MASTER з пластинами. Спеціально розроблені адаптери MULTI-MASTER та з'єднання FLEXFIT суттєво розширюють сферу застосування для обох сімейств.
Для токарних операцій ISCAR розробив модульну систему, що складається з круглих прутків та змінних головок зі змінними пластинами. Прутки та голівки збираються за допомогою зубчастого з’єднання (рис. 3). Система спочатку призначалася для розточування, хоча при виборі розточувальної оправки співвідношення необхідного вильоту прутка до діаметра прутка сильно впливало на вибір правильного інструменту.
Існує три типи прутків, які підходять для всього діапазону розточувальних операцій з відношенням вильоту до діаметра до 10. Сталеві прутки дозволяють обробляти з коефіцієнтом співвідношення до 4-х. Прутки з цементованого карбіду полегшують розточування з коефіцієнтом співвідношення до 7. Однак при обробці там, де потрібен більший виліт, використання твердосплавного хвостовика з підвищеною жорсткістю може бути обмежено. Тому для коефіцієнтів співвідношення від 7 до 10 компанія ISCAR розробила антивібраційну оправку, яка значно знижує та усуває вібрації при різанні. Ключовим компонентом цих прутків є механізм гасіння коливань, що складається з важкої маси, що підтримується пружинними елементами. Успіх прутків зі змінними головками на розточувальній лінії призвів до впровадження концепції дизайну ISCAR у різних областях токарної обробки, нарізування канавок та нарізування різьблення. Крім того, нещодавно розроблені прутки із зубчастим торцевим з'єднанням та багатокутним конічним хвостовиком розширюють область застосування системи.
Модульність дозволяє клієнту оптимально налаштувати інструмент. У сьогоднішньому сучасному цифровому світі чудовий спосіб досягти такого ефекту - це віртуальне складання в програмному середовищі CAM. Цифровий двійник різального інструменту на основі стандарту ISO 13399 стає невід'ємною частиною інструменту як продукту, і провідні виробники інструментів вже розширили свій портфель відповідними віртуальними аналогами та інструментами для спільної роботи. Варіанти складання інструменту ISCAR, які включені до електронного каталогу компанії, є гарним прикладом вищезгаданого (рис. 4). Ці варіанти інструментів є дуже цінним інструментом для попереднього вибору інструментів на етапах проектування та планування обробки. Завдяки модульному оснащенню вони значно покращують спосіб пошуку найбільш оптимальної конфігурації інструменту, запобігають помилкам у цеху та економлять час та засоби.
Модульні ріжучі інструменти найбільш поширені в секторі металообробки та є широким асортиментом продукції для успішного виробництва малих і середніх серій, штампів і прес-форм.
Гнучка модульна концепція забезпечує можливість швидко знайти ефективні інструментальні рішення, коли програма продуктів постійно змінюється. Можливість зменшення запасів інструментів приваблює великих виробників. Отже, нові розробки, орієнтовані на надійні, точні та цифрові модульні інструменти для задоволення промислових потреб, залишаться актуальними та важливими на ринку.
Рис. 1 – Сімейство FLEXFIT для різних збірних фрезерних інструментів.
Рис. 2 - Декілька комбінацій продуктів MULTI-MASTER для пошуку оптимально налаштованих інструментів для різних операцій.
Рис. 3 - Антивібраційна оправка зі змінною головкою та зубчастим з'єднанням. Значно розширює сферу застосування при розточуванні та нарізанні різьблення.
Рис. 4 - Варіанти складання віртуального інструменту для проектувальників та технологів.
