Yüksek hızlı işleme, konsantrasyon ve denge sorunlarının yanı sıra farklı zorluklara da sahiptir. Çok yüksek mil hızlarında, mil üzerinde oluşan merkezkaç kuvvetleri, milin iç çapının biraz artmasına neden olur. Bu durum, V-konik takım tutucunun çekme çubuğundaki gerilim nedeniyle mil içine doğru daha fazla çekilmesine ve aynı zamanda Görselde görüleceği üzere Z eksenindeki konumun değişmesine neden olur. Bu değişiklik, işlemin doğruluğunu etkilediği gibi takım tutucunun çıkarılma sürecinde mile takılmasına neden olur.

Mil Duvarına Uygulanan Merkezkaç Kuvveti

Takım tezgahlarında kullanılan en yaygın mil sistemi, daha önce de konusu geçtiği gibi yekpare V-koniktir. Sürekli artan hızlarda işleme hızının yarattığı baskı nedeniyle, takım tutucunun konumlandırılması ve denge kritik bir konu durumuna gelir ve bu tip sorunların çözümünde kullanılan birçok farklı sistem vardır. Bunlardan biri olan HSK sistemi daha popülerdir (HSK, içi boş konik şaft anlamına gelen Almanca bir terimin kısaltmasıdır). HSK sisteminin temel özelliği, konik şekilli, kısa ve içi boş bir şafttır. Görselde, bir HSK takım tutucuya ait kesiti görebilirsiniz. Standart V-koniklerin yaklaşık 100mm olduğu durumlarda, HSK konikliği sadece 32mm civarında bir uzunluğa sahiptir.

HSK Sistemi Takım Tezgahları İçin Kullanılan Bir Tür Mil

Yüksek hızlarda ortaya çıkan merkezkaç kuvveti, takım tutucu sistemlerin çan ağzı olarak adlandırılan büyük çapta dönmesine neden olur. HSK sistemi, kısa konik ve içi boş şaft ile mil yüzünde ek bir montaj yüzeyi ile tasarlanmıştır. Bu sistem ile yüksek dönüş hızlarında milin çan ağzı sorununu çözmeye yardımcı olur. Takım tutucuyu mile bağlayan çeki demiri, içeriden takım tutucuyu iten bir kelepçeye bağlanır.

Merkez kaç kuvvetleri nedeniyle milde yaşanan çan ağzı büyüdükçe, aynı kuvvetler içi boş şaftlı HSK takım tutucunun duvarlarının büyümesine de neden olarak mil üzerinde sabit bir tutuş sağlamasına olanak tanır. Ayrıca, çeki çubuğu da takım tutucunun iç kısmındaki kelepçenin genişlemesine neden olarak takım tutucunun yerinde kalması için ek kuvvetler oluşmasına neden olur.

HSK tasarımının kararlılığını sağlayan diğer bir faktör, milin önündeki ve takım tutucunun arkasındaki ikinci yerleştirme yüzeyidir. Bu, takım tutucunun yüksek dönüş hızlarında dönen mile doğru yükselmesini engeller. Bu özellikler, takım tutucunun/milin yüksek hızlarda bir bütün olarak sağlamlığını sağlar ve bu sistemi daha az vibrasyon yapmaya meyilli hale getirir.

HSK sisteminin dezavantajları, ön mil yataklarından milin yüzüne nispeten uzun bir mesafe ve yüksek hızlı işlemeden kaynaklanan ısıyı gidermek için daha düşük kesit alanına sahip olmasıdır.

Yüksek Hızlı Yatay İşleme Merkezi

Araştırmacılar, işlemeden kaynaklanan ısının %20’sinin takım tutucudan (%75’i talaşlardan, %5’i parçadan) çıkarıldığını ve yüksek dirençli bir termal yolun bazı koşullar altında boyutsal kararsızlıklara yol açabileceğini tahmin ediyor.

Bu dezavantajların üstesinden gelmek için yeni mil/takım tutucu sistemleri geliştirilmekte ve yüksek hızlı işleme geliştikçe daha belirgin bir hale gelebilir. Bunlara, her ikisi de Japonya’da geliştirilen NC5 sistemi ve Big Plus sistemi de dahildir. Her iki sistem de tasarımları için çok farklı yaklaşımlar benimseyerek yüksek hızlarda stabilite sağlamak için çift temas yüzeyli kısa, sağlam konikler kullanır.