Technique de serrage par contraction

Utilisés correctement, les mandrins à serrage par contraction offrent une excellente concentricité et répétabilité, une transmission de couple maximale, une longue durée de vie, ne nécessitent aucun entretien et sont faciles à utiliser.

Les mandrins à serrage par contraction sont souvent utilisés pour les usinages complexes à 5 axes, car ils conservent une excellente concentricité même avec des outils de grande longueur et peuvent être utilisés dans des espaces restreints. De plus, les mandrins à serrage par contraction peuvent transmettre des couples élevés et conviennent donc à l'usinage à haute performance (HPM). Grâce à leur conception symétrique, sans pièces mécaniques mobiles, ils conviennent également à l'usinage à grande vitesse.

Modèles

Mandrin de frettage

Fonctionnement des emmanchements à contraction
L'alésage du porte-outil dans lequel l'outil est inséré est légèrement plus petit que la tige de l'outil. Le chauffage élargit l'alésage afin que l'outil puisse s'y insérer. Le refroidissement qui suit provoque la contraction de l'alésage, créant ainsi une pression concentrique sur l'ensemble de la tige. Diamètre d'alésage : 3 à 32 mm.

Caractéristiques des porte-outils à serrage thermique
- Fabriqués dans un matériau de haute qualité résistant à la chaleur (température max. 400 °C) trempé à 56 HRC +/- 2
- Équilibrage fin standard à G2.5-25 000 tr/min ou ≤1 g.mm
- Corps robuste pour une rigidité statique maximale
- Étanchéité standard, idéal pour l'usinage de matériaux générant des poussières
- Écart de concentricité répétable ≤ 3 μm
- Conception mince, disponible en différentes longueurs pour éviter les collisions avec la pièce
- L'utilisation de rallonges permet l'usinage dans des cavités profondes
- Vis de butée axiale incluse dans la livraison du mandrin, avec alésage pour l'alimentation en liquide de refroidissement

Avantages des mandrins à serrage par contraction
- Grande précision de concentricité
- Force de serrage extrême
- Construction monobloc - Aucun composant mobile
- Faibles contours gênants grâce à la conception mince
- Vitesses de rotation élevées pour le fraisage à grande vitesse
- Aucune usure (par rapport aux mandrins à serrage hydraulique)
- Durée de vie extrêmement longue

Inconvénients des montures rétractables
- Fatigue du matériau : le chauffage et le refroidissement répétés à chaque changement d'outil sollicitent le matériau de la monture et peuvent entraîner des phénomènes de fatigue, ce qui limite la durée de vie de la monture. On peut partir du principe qu'elle est d'environ 500 cycles.
- Coût de l'appareil de frettage : l'achat d'un appareil de frettage nécessaire au processus de fixation par frettage représente un investissement supplémentaire.
- Consommation d'énergie : un appareil de frettage consomme environ 10 000 kilowattheures d'électricité par an.
- Changement d'outil : le changement d'un mandrin à serrage hydraulique prend environ deux minutes. Pour un mandrin à contraction, il faut environ six minutes, selon la taille. - Sécurité au travail : un appareil de contraction est non seulement difficile à utiliser, mais il représente également une source de danger potentielle. Avec un mandrin à expansion hydraulique, il n'y a aucun risque de brûlure dû à un porte-outil qui n'est pas encore complètement refroidi.

Dilatation thermique
Environ 11 µm/m/° pour l'acier et l'HSS
Environ 6 µm/m/° pour le carbure et les métaux lourds
Exemple : diamètre 20 mm, chauffage de 20 °C à 270 °C
Acier : 0,020 x 11 x 250 = + 55 µm
Carbure 0,020 x 6 x 250 = + 30 µm

Tiges
Cylindriques DIN 1835-1 forme A/ DIN 6535 forme HA

Tolérance de la tige
Diamètre 3 à 5 mm maximum h5, la tige de l'outil est en carbure ou en métal lourd (par ex. Densimet). Diamètre 6 à 32 mm maximum h6, tige de l'outil en acier, HSS, carbure ou métal lourd. La tolérance h5 au lieu de h6 est recommandée pour les diamètres de 6 à 32 mm afin d'obtenir un couple sûr. La profondeur de frettage minimale LSC, telle qu'indiquée sur les pages produits, doit être respectée lors du frettage de la tige d'outil dans le logement.

Écart de concentricité
L'écart de concentricité maximal est de 3 µm pour 3 x DCB (DCB = diamètre d'alésage du porte-outil, indiqué sous la forme DCONWS sur les pages produits). L'écart de concentricité maximal de l'alésage de fixation côté pièce par rapport au mandrin ou à la tige côté machine est de 3 µm.

Résistance à la chaleur
Les supports de rétraction sont fabriqués en acier résistant à la chaleur, ce qui garantit leur stabilité durable même après de nombreux cycles de rétraction. La température maximale admissible est de 400 °C.

Matériau
Les supports rétractables sont fabriqués en 1.2343 (X38CrMoV5-1), également connu sous la désignation commerciale JIS SKD6. Il s'agit d'un acier à outils ou d'un acier pour travail à chaud utilisé notamment pour les moules en plastique, les pièces de construction soumises à des exigences élevées en matière de résistance ou les outils soumis à des contraintes thermiques élevées. Le matériau est moyennement usinable. L'acier présente une très bonne ténacité et une résistance extrême à l'usure. Le matériau est moyennement soudable et présente une bonne résistance à la corrosion. La polissabilité du matériau est excellente. La trempabilité du matériau 1.2343 est moyenne à bonne. Le matériau 1.2343 ou X37CrMoV5-1 / X38CrMoV5-1 a une résistance à la traction de 790, un allongement à la rupture de ~12 et une limite d'élasticité de 423.

Références normatives
DIN 69882-8 - Werkzeughalter mit Kegel­Hohlschaft nach DIN 69893­1 - Teil 8: Form G, Schrumpffutter - Maße
DIN 69882-8 - Tool holders with hollow taper shanks according to DIN 69893­1 - Part 8: Type G, shrink chuck - Dimensions
DIN 69882-8 - Porte­outils avec queue creuse conique conforme à DIN 69893­1 - Partie 8: Type G, mandrin de frettage - Dimensions
DIN 69882-8 - 3.1 Mandrins à serrage par contraction pour changement automatique d'outils
DIN 69882-8 - 3.2 Mandrins à serrage par contraction pour changement manuel d'outils