Uno sguardo al sistema di portautensili modulare Coromant Capto.

Afferrare, afferrare, afferrare. Queste sono definizioni della parola latina capto. Per il sistema di portautensili Coromant Capto sviluppato da Sandvik Coromant Co., modularità, universalità e ripetibilità lo definiscono.

Ken Andersson, che da allora si è ritirato dall'attività di attrezzista e ora costruisce barche, ha inventato Coromant Capto. Sandvik Coromant ha completato il primo prototipo nel 1989 e ha presentato la versione completa all'IMTS 1990 a Chicago. Da allora, Coromant Capto ha fatto breccia nel settore grazie alle vendite di Sandvik Coromant e dei suoi vari licenziatari ed è stato adottato nel 2008 come standard ISO (26623) per i sistemi di portautensili quando il brevetto dell'azienda è scaduto e la necessità di concedere una licenza è cessata. La certificazione ISO significa che nessun produttore può vendere un attacco Coromant Capto non conforme alle specifiche dello standard.

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Le unità di bloccaggio adattate alla macchina (MACU) Coromant Capto di Sandvik Coromant per torni sono adatte per applicazioni di tornitura e fresatura.

"Quando il brevetto è scaduto, non volevamo che le persone realizzassero una versione di qualità inferiore, quindi ha iniziato a creare problemi a coloro che avevano Coromant Capto", ha affermato Chris Mills, National Portfolio Manager per Sandvik Coromant, Fair Lawn, NJ “Volevamo assicurarci che se qualcuno lo fa, e chiunque è più che benvenuto a farlo, tutte le tolleranze siano esattamente le stesse dell'originale. Abbiamo guidato questa certificazione per assicurarci che nessuno potesse cambiare il design, ed è quello che ottiene la certificazione ISO.

La forma poligonale a tre angoli di Coromant Capto lo distingue dagli altri portautensili. "Perché un sistema modulare [portautensili] deve essere circolare?" chiese Andersson. "Ho scoperto che il poligono a tre lati ha fornito una stabilità superiore."

La conicità poligonale garantisce il centraggio radiale automatico e una pressione uniforme attorno all'accoppiamento, secondo Sandvik Coromant, consentendo una ripetibilità entro 2 μm.

Il poligono fornisce anche la trasmissione della coppia dal mandrino della macchina utensile all'utensile da taglio senza la necessità di sedi per chiavetta. "Un supporto CAT o BT ha scanalature sulla flangia che trasmettono la coppia", ha affermato Andreas S. Weber, presidente di Rego-Fix Tool Corp., Indianapolis. "Poiché ha una forma poligonale, un portautensili [Coromant] Capto non potrebbe ruotare all'interno di un mandrino, quindi l'intera coppia trasferibile del mandrino si trova sull'intero cono del portautensili [Coromant] Capto."

Rego-Fix offre portautensili Coromant Capto monoblocco con sistemi di pinze ER e powRgrip. "I prodotti sono stati selezionati per offrire i prodotti Rego-Fix più popolari per macchine multitasking con un'interfaccia [Coromant] Capto", ha affermato Peter Tester, presidente e CEO di Rego-Fix AG, Tenniken, Svizzera.

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Un portautensili Coromant Capto con la pinza PowRgrip di Rego-Fix.

Oltre ad avere tre lati, il poligono cavo ha una conicità di 1:20, o 1,4°. E con Coromant Capto, più versioni non sono un problema. "C'è solo una versione", ha detto Tester, "non le versioni da A a T, come HSK."

La versione one è attualmente disponibile in sei dimensioni: C3 (flangia di 32 mm di diametro), C4 (40 mm), C5 (50 mm), C6 (63 mm), C8 (80 mm) e C8x (un poligono C8 con un diametro di 100 mm). flangia). Una nuova dimensione C10, un diametro di 100 mm. flangia con un poligono più grande rispetto al C8, sarà introdotto il 1 marzo.

Funzione di cambio rapido

L'accoppiamento Coromant Capto è stato inizialmente accettato nei torni per la sua capacità di consentire rapidi cambi utensile (Sandvik Coromant afferma che sono da cinque a 10 volte più veloci rispetto agli utensili convenzionali) con bloccaggio ad albero a camme. "Ci vuole un quarto di giro di una chiave per bloccare e sbloccare le teste di taglio", ha dichiarato Brent Godfrey, product specialist di Sandvik Coromant per i sistemi di attrezzamento. "Quando imposti gli strumenti offline, ad esempio, puoi letteralmente cambiare uno strumento e tagliare di nuovo entro 30 secondi."

Secondo Sandvik Coromant, gli utensili convenzionali, come gli utensili a stick, rappresentano circa l'87% del mercato globale dei centri di tornitura. Gli utensili a cambio rapido comprendono il resto, ma sono sempre più utilizzati. Secondo Mills, all'interno della categoria a cambio rapido, Coromant Capto e il sistema Kennametal KM detengono ciascuno il 43% di quote negli Stati Uniti.

Ma il sistema di accoppiamento Coromant Capto non è adatto solo alla tornitura. “Il motivo principale per cui è stato progettato Coromant Capto è stato quello di disporre di un sistema che fosse ugualmente a suo agio per la tornitura, la fresatura e la foratura”, ha affermato Mills.

Quando le macchine multitask, o fresatura/tornitura, iniziarono a diventare più popolari intorno al 2000, Coromant Capto si fece strada in quel segmento di lavorazione. “Probabilmente Coromant Capto è stato progettato un po' in anticipo sui tempi perché era davvero la macchina multitask che richiedeva un accoppiamento che fosse ugualmente capace di tornitura, fresatura e foratura”, ha affermato Mills.

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Una selezione di utensili Coromant Capto di BIG Kaiser Precision Tooling.

Il mandrino principale di una macchina multitask deve bloccarsi in posizione per la tornitura e liberarsi per le applicazioni di rotazione, e Coromant Capto avvantaggia queste macchine. "L'attrezzamento presuppone che l'asse B, l'effettiva testa di fresatura, si inclini a 45° per avvicinarsi al pezzo", ha spiegato Alan Miller, responsabile tecnico per BIG Kaiser Precision Tooling Inc., Elk Grove Village, Ill. "Con ciò, possiamo mettere l'utensile da taglio sulla linea centrale del mandrino, quindi c'è molta meno coppia generata e il mandrino non deve resistere tanto". Ciò prolunga la durata del mandrino esercitando meno pressione sul sistema di bloccaggio che tiene fermo il mandrino durante la rotazione.

“Quando si tratta di una macchina multitasking, Coromant Capto ha molto senso perché si dispone di una combinazione di applicazioni rotanti e statiche”, ha affermato Godfrey.

Per le macchine multitask, Coromant Capto detiene una quota di mercato globale di circa il 40% rispetto al 35% e al 25% di KM per HSK, BT e gli utensili BIG Plus di BIG Daishowa Seiki Co. Ltd. messi insieme, secondo Sandvik Coromant. Per le vendite di macchine utensili multitask del 2008, Mills ha stimato che le quote fossero la metà per Coromant Capto, un quarto per BIG Plus, il 15 percento per HSK e il 10 percento per KM.

Tali condivisioni sono per macchine multitask con un'interfaccia mandrino Coromant Capto e per macchine che incorporano Coromant Capto come sistema di attrezzamento modulare che utilizza portautensili base con integrazione Coromant Capto. Un portautensili di base ha un design a cono ripido o HSK nella parte superiore e un'area di bloccaggio Coromant Capto femmina nella parte inferiore, e gli utenti finali assemblano gli utensili da taglio e le prolunghe nel portautensili con una vite centrale. Il supporto di base rimane in una macchina e devono essere cambiati solo gli utensili da taglio.

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Quando le sue superfici Coromant Capto vengono serrate insieme, si ottiene un contatto completo tra le superfici della flangia.

“Quando si inserisce un portautensili di base in un centro di lavoro, ora si dispone di un poligono femmina Coromant Capto in cui è possibile inserire qualsiasi tipo di utensile”, ha spiegato Godfrey di Sandvik Coromant. “La parte inferiore di un supporto di base ha una superficie rettificata dello stesso diametro della superficie rettificata sull'adattatore a cui si collegherà. Quando unisci i due strumenti, queste due superfici entrano in contatto l'una con l'altra e questo raggiunge il contatto frontale.

Mills ha stimato che circa 8.000 macchine con mandrini rotanti dispongono di mandrini Coromant Capto e molti più torni incorporano l'accoppiamento. "Non ho una buona ipotesi per questo", ha detto. "Forse centinaia di migliaia di macchine in più."

Applicazioni per centri di lavoro

Le incursioni di Coromant Capto nelle applicazioni dei centri di lavoro non sono così pronunciate. Sebbene Coromant Capto detenga una quota di mercato globale del 30% per gli utensili modulari nei centri di lavoro, secondo Sandvik Coromant, il numero di queste macchine con mandrini Coromant Capto è ridotto. “Forse è solo una manciata di officine a cui sono stati spediti centri di lavoro dedicati con mandrini Coromant Capto”, ha affermato Godfrey.

Ordinare una macchina con un mandrino Coromant Capto non è un grosso ostacolo, ma il magazzino utensili e il braccio di cambio utensile dovrebbero essere cambiati per gestire le esclusive scanalature della pinza di cambio utensile automatico di Coromant Capto, che si trovano sulla flangia. "Ricade davvero sui costruttori di macchine utensili", ha detto Godfrey. “Se un giorno vedranno Coromant Capto come un'opzione su tutta la linea in un'officina, allora saranno motivati ​​ad avere quell'opzione mandrino su tutti i loro centri di lavoro. Un'officina completamente attrezzata con Coromant Capto ha la massima flessibilità e la migliore economia perché può ridurre al minimo il proprio assortimento di utensili”.

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Il meccanismo di bloccaggio per l'accoppiamento Coromant Capto.

Tale flessibilità deriva dall'interfaccia Coromant Capto che consente l'intercambiabilità degli utensili per diverse macchine, anche se un'officina ha acquistato gli utensili in diverse occasioni. La modularità del sistema consente di costruire uno strumento della lunghezza corretta in base alle dimensioni del componente. “L'assemblea più lunga che ho visto è stata probabilmente 26"o 27"con l'inclusione di un utensile Coromant Capto inumidito”, ha affermato Godfrey.

Senza la necessità di eseguire il multitasking, tuttavia, è più probabile che gli utenti finali gravitino verso portautensili standard a cono ripido, che possono essere rettificati su rettificatrici convenzionali. Al contrario, secondo Miller di BIG Kaiser, i produttori di utensili necessitano di affilatrici CNC sofisticate per produrre il cono poligonale di Coromant Capto, nonché una macchina di misura a coordinate 3D per misurarlo e qualificarlo correttamente. "Gli utensili a cono ripido sono molto più facili da produrre in grandi quantità e da più produttori, quindi la disponibilità di scelte di utensili per cono ripido è molto più ampia", ha affermato. "Passare a [Coromant] Capto per un centro di lavoro tradizionale verticale o orizzontale è solo una spesa elevata".

Inoltre, Miller ha affermato che il ricondizionamento del mandrino in macchina, quando necessario, non è possibile a causa della complessità del poligono e della sua conicità 1:20. "Un mandrino [Coromant] Capto deve essere estratto completamente e ricostruito come una cartuccia", ha affermato.

"Sui centri di lavoro, ad essere onesti, la prima scelta è probabilmente ancora un portautensili a cono ripido", ha affermato Godfrey, ma ha osservato che l'introduzione della dimensione C10 sarà più allettante per le applicazioni dei centri di lavoro, che in genere comportano molte operazioni di fresatura . La fresatura richiede una coppia e una potenza maggiori rispetto alle applicazioni statiche e il poligono più spesso e resistente della nuova dimensione Coromant Capto e 100 mm di contatto della faccia della flangia aumentano la rigidità alla flessione. "Inoltre, la quantità di forza di trazione sul giunto sarà la più alta di qualsiasi dimensione", ha detto Godfrey.

Bloccaggio con gas

I mandrini Coromant Capto per applicazioni rotanti utilizzano una molla a gas per azionare il meccanismo di bloccaggio invece del meccanismo standard della molla a disco con rondella Belleville. Questo viene fatto per fornire una forza di serraggio massima costante e una maggiore durata dei componenti perché non ci sono parti meccaniche soggette a usura. Fornisce inoltre una forza di trazione aggiuntiva, che aumenta la rigidità alla flessione e consente un migliore equilibrio per le applicazioni ad alta velocità poiché non ci sono parti in movimento.

Il meccanismo disco-molla si affatica nel tempo e subisce una riduzione meccanica della resistenza.

“Stavamo perdendo pressione con le rondelle Belleville, motivo per cui abbiamo sviluppato questo esclusivo meccanismo di bloccaggio con molla a gas”, ha dichiarato Mills di Sandvik Coromant. Ha notato che un cliente che ha misurato le forze di bloccaggio per un periodo di 2 anni su una macchina multitask Coromant Capto e un centro di lavoro con un mandrino a cono ripido CAT ha riscontrato una significativa perdita di forza di bloccaggio nel centro di lavoro e nessuna nella macchina multitask— anche se entrambe le macchine hanno la stessa età. "È un credente", ha detto Mills.

Anche quando è nuovo, la forza di bloccaggio del tirante o del timone di un meccanismo con molla a gas è maggiore rispetto al meccanismo a molla a disco di un supporto a cono ripido HSK 100 o CAT 50. Secondo Sandvik Coromant, la pressione al drawbar per un attacco HSK 100 è di circa 16.000 N, circa 25.000 N per un attacco CAT 50 e 45.000 N per un attacco con molla a gas C8 (vedere Tabella 1). "Puoi applicare tanta forza alla forma senza deformarla", ha detto Mills. "Se applichi tanta forza di serraggio all'HSK, allora l'accoppiamento non sarà fisicamente abbastanza forte [per resistere alla deformazione.]"

Oltre all'elevato livello di ripetibilità del sistema durante il montaggio degli utensili, Weber di Rego-Fix ha sottolineato che il contatto completo della flangia contro il mandrino fornito da Coromant Capto significa che l'altezza dell'asse Z di un assieme di attrezzamento è altamente ripetibile. Ha aggiunto che durante la lavorazione a una velocità del mandrino di 20.000 giri/min o superiore, una cavità del mandrino a cono ripido si apre leggermente, spingendo il portautensili più in profondità nel mandrino e alterando l'altezza dell'asse Z. "Poiché un portautensili [Coromant] Capto si trova contro il mandrino, non lo otterrai", ha detto Weber. "Si otterrebbero gli stessi vantaggi con BIG Plus e HSK, ma [Coromant] Capto è un intero sistema rispetto agli altri, che sono solo singoli portautensili".

Il tester di Rego-Fix è d'accordo. “Riteniamo che il sistema [Coromant] Capto fornisca la migliore interfaccia possibile tra il mandrino e il portautensili”, ha affermato. “Dal punto di vista della precisione e delle prestazioni, [Coromant] Capto si avvicina molto alla costruzione del tagliente direttamente nel naso del mandrino.”

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Tabella 1: Confronto della pressione del drawbar per applicazioni rotanti tra gli utensili Coromant Capto con meccanismo di bloccaggio a molla a gas e gli utensili CAT a cono ripido e HSK.

Mentre gli utensili Coromant Capto sono relativamente costosi, con la certificazione ISO il prezzo per gli utensili Coromant Capto dovrebbe diminuire man mano che il sistema continua a penetrare nel mercato ed è offerto da più produttori di utensili, secondo Tester.

Weber ha notato che era il caso del sistema ER quando il brevetto Rego-Fix è scaduto lo scorso decennio ed è diventato uno standard aperto, DIN 6499.

"La disponibilità e la concorrenza aiuteranno sicuramente l'utente finale", ha affermato Miller. "Sarei un po' cauto, tuttavia, poiché [Coromant] Capto è un profilo così complesso da rettificare che alcuni di questi produttori impiegheranno molto tempo per farlo bene".

Resta da vedere se Coromant Capto riuscirà a penetrare nei mercati VMC e HMC, ma le prospettive per le applicazioni di fresatura/tornitura sono promettenti. "Sarà lo standard per le macchine multitasking", ha affermato Tester. CTE

Informazioni sull'autore: Alan Richter è editore di Cutting Tool Engineering, avendo aderito alla pubblicazione nel 2000. Contattalo al numero (847) 714-0175 o alanr@jwr.com.