В чем разница между держателями инструментов BT и BBT?

Вы инвестируете в высококлассные станки с ЧПУ, но теряете ли вы точность из-за простого зазора в резцедержателе? Понимание различий между стандартными системами BT и двухконтактными системами BBT имеет решающее значение для точного производства.

Основное отличие заключается в контактной поверхности. Стандартные держатели BT контактируют со шпинделем только через конус, оставляя зазор между фланцем и поверхностью шпинделя. Держатели BBT имеют двухконтактную конструкцию, соприкасаясь одновременно с конусом и поверхностью шпинделя, что устраняет этот зазор и значительно повышает жесткость.

Стандартные держатели BT были рабочей лошадкой в отрасли на протяжении десятилетий, но они имеют физические ограничения, когда вы сильно на них давите. Система BBT (часто называемая "Big Plus" или двухконтактная) решает эти проблемы, изменяя способ посадки держателя в шпиндель. Давайте рассмотрим конкретные изменения в конструкции, которые делают BBT уникальной.

Каковы конструктивные особенности резцедержателя BT и резцедержателя BBT?

С первого взгляда эти два держателя выглядят практически идентично, но при ближайшем рассмотрении фланца и конуса обнаруживается инженерная магия, которая отличает их друг от друга.

Держатель BT использует соотношение конуса 7:24 и полагается исключительно на эту форму конуса для выравнивания, оставляя видимый зазор около 3 мм на фланце. Держатель BBT использует те же размеры конуса, но изменяет допуски фланца и торца шпинделя, чтобы обеспечить одновременный контакт в обеих точках.

Чтобы понять структуру, нужно рассмотреть основы дизайна "BT". BT расшифровывается как "Конус Морзе¹" с особой конструкцией хвостовика, используемой во всем мире. Основной геометрией является конусность 7:24. Это означает, что на каждые 24 мм осевой длины диаметр хвостовика уменьшается на 7 мм. Это наблюдается во всех стандартных размерах, будь то меньший BT30, стандартный BT40 или сверхмощный BT50.

В классическом варианте BT соединение очень простое. Конический хвостовик втягивается в шпиндель с помощью шпильки. Он плотно заклинивается. Однако стандарты производства BT разработаны таким образом, чтобы плоская поверхность держателя (фланец) никогда не касалась носа шпинделя. Как правило, зазор составляет около 3 мм. Этот зазор обеспечивает полную посадку конуса без помех.

Конструкция BBT меняет это правило. Разработанная первоначально компанией Big Daishowa, эта Система "Двойной контакт"² значительно ужесточает допуски. Упругая деформация шпинделя учтена в конструкции. Когда дышло тянет держатель BBT вверх, сначала соприкасается конус, а когда шпиндель немного расширяется под действием силы зажима, поверхность держателя плотно соприкасается с поверхностью шпинделя. Это полностью закрывает 3-миллиметровый зазор. Чтобы добиться этого, держатель и шпиндель должны быть отшлифованы в соответствии с точными спецификациями.

Сравнение структур

Чем двухконтактная система превосходит систему с конусом по жесткости?

Когда вы эксплуатируете станок на высоких скоростях, физика начинает работать против вас. Конструктивный зазор в стандартных держателях становится слабым местом, которое убивает жесткость.

Двухконтактные системы имеют преимущество, поскольку торцевой контакт действует как жесткий упор, предотвращая втягивание инструмента в шпиндель под действием центробежной силы. Эта дополнительная точка опоры увеличивает общую жесткость на 20% - 30% по сравнению с системами только с конусом, значительно снижая вибрацию и прогиб.

Давайте разберемся, почему этот 3-миллиметровый зазор в стандартных держателях BT является такой проблемой. Когда я запускаю шпиндель на высоких оборотах - скажем, 12-18 тысяч оборотов в минуту, - в дело вступает центробежная сила. Вал шпинделя вращается так быстро, что устье шпинделя фактически расширяется наружу. Оно открывается, как колокол.

В стандартной системе BT единственное, что удерживает инструмент на месте, - это конус. Когда устье шпинделя открывается, державка теряет плотную клиновидную посадку. Тогда сила тяги втягивает державку глубже в шпиндель. Мы называем это "втягиванием". Это кошмар для точности. Это изменяет положение оси Z, а значит, инструмент теперь режет глубже, чем было запрограммировано.

Система BBT предотвращает это физически. Поскольку фланец держателя плотно прижат к торцу шпинделя, инструмент не может быть отведен назад. Торцевой контакт действует как жесткий барьер. Эта двойная поддержка создает более широкую базу для инструмента и поглощает энергию вибрации. Наши исследования показывают, что такая конструкция повышает общую жесткость шпинделя³ значительно.

Данные о влиянии на производительность

Может ли переход со стандартного BT на BBT напрямую привести к увеличению срока службы режущего инструмента?

Твердосплавные инструменты стоят дорого. Если держатель вибрирует, то при каждом вращении вы, по сути, забиваете свои хрупкие концевые фрезы до смерти.

Да, переход на BBT напрямую увеличивает срок службы инструмента за счет стабилизации режущей кромки. Повышенная жесткость предотвращает микроколебания и дребезг, которые являются основными причинами сколов углов и преждевременного выхода из строя твердосплавных инструментов, обеспечивая постоянный характер износа.

Вы можете купить самый дорогой концевая фреза с покрытием⁵ в мире, но если поместить его в неплотный держатель, он выйдет из строя. Твердый сплав невероятно твердый, но в то же время хрупкий. Он ненавидит вибрацию.

В стандартной системе BT это крошечное движение, допускаемое зазором, даже если оно микроскопическое, вызывает "фреттинг". Фреттинг - это вид износа, вызванный микровибрациями между держателем и шпинделем. Эта вибрация передается на режущую кромку. Когда инструмент входит в резку, при вибрации углы концевой фрезы откалываются. Когда покрытие сколото, происходит нагрев, и инструмент перегорает.

Сайт Система BBT⁶ фиксирует инструмент на месте. Благодаря торцевому контакту инструмент не раскачивается и не перекашивается под большой нагрузкой, режущая кромка каждый раз плавно входит в материал. Подавляется "болтанка". Это означает, что вы можете работать на более высоких скоростях подачи, не повреждая инструмент. Мы видели случаи, когда простой переход на двухконтактные державки удваивал срок службы концевой фрезы при обработке таких сложных материалов, как титан или нержавеющая сталь.

Каковы ограничения совместимости при смешивании держателей и шпинделей BT и BBT?

Вы можете опасаться, что переход на BBT означает выброс старых инструментов. К счастью, дизайн допускает некоторую гибкость, но вам нужно знать правила.

Державки BBT и BT, как правило, взаимозаменяемы, то есть они подходят и работают в шпинделях друг друга. Однако преимущества двойного контакта достигаются только при использовании державки BBT в паре со шпинделем BBT; их смешивание приводит к стандартному соединению только с конусом и снижению жесткости.

Одна из лучших вещей в Дизайн BBT⁷ это то, что он не заставляет вас избавляться от своих запасов. Производители сохранили базовую геометрию. Тем не менее, вам нужно управлять своими ожиданиями относительно производительности.

Вы можете смешивать и сочетать их, но результаты будут разными. Если вы вставите стандартный держатель в шпиндель BBT, это сработает, но вы потеряете магию "двойного контакта", потому что поверхность держателя не отшлифована для соприкосновения со шпинделем. И наоборот, если вы вставите держатель BBT в старый стандартный шпиндель, поверхность шпинделя не будет подготовлена для его приема, и вы снова получите зазор. Чтобы упростить понимание, я разложил комбинации ниже.

Матрица совместимости

Примечание: Хотя смешивание безопасно для общих работ, для высокоточных или тяжелых операций всегда используйте подобранный набор BBT, чтобы избежать неравномерного износа конуса шпинделя со временем.

Заключение

Стандартные держатели BT оставляют зазор, что приводит к нестабильности. Держатели BBT используют двойной контакт для устранения этого зазора, повышая жесткость до 30%, увеличивая срок службы инструмента и обеспечивая высокоскоростную точность.