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HSK-A oder HSK-E: den richtigen Kegel für die Mikrobearbeitung wählen

Ein HSK-A63 und ein HSK-E63 haben denselben Kegel. Was sie trennt, liegt in zwei Nuten: Drehmoment, Auswuchtung, verfügbare Grössen und die Wahl für die Mikrobearbeitung.

HSK-A vs HSK-E : différences et choix selon l'application

Ein HSK-A63 und ein HSK-E63 haben denselben Kegel. Gleiche Durchmesser, gleiche Länge, gleiche Verjüngung 1:10. Was sie trennt, liegt in zwei Nuten am Ende des Kegels, und dieser Unterschied entscheidet über alles: das übertragbare Drehmoment, die zulässige Drehzahl und die erreichte Oberfläche.

Die Zahl bezeichnet im Übrigen nicht den Kegel, sondern den Bunddurchmesser. Deshalb ist ein HSK 63 der einen Form nicht zwangsläufig mit einem HSK 63 einer anderen austauschbar.

Der einzige Unterschied, der zählt

Derselbe Kegel, zwei Profile Kegel links, Bund in der Mitte, Körper des Halters rechts HSK-A HSK-E zwei Mitnehmernuten symmetrisches Profil, ohne Nut DIN 69893-1 DIN 69893-5 Mitnehmernuten und Ausnehmungen, beim HSK-E nicht vorhanden
Die Nuten des HSK-A sind bewusst unterschiedlich breit: der Werkzeughalter kann nur in einer Richtung in die Spindel. Der HSK-E hat kein solches Merkmal, also keine vorgegebene Ausrichtung.

Beim HSK-A wird das Drehmoment ebenso über diese Nuten übertragen wie über den Reibschluss am Kegel. Beim HSK-E allein über den Reibschluss von Kegel und Plananlage. Das ist die ganze Logik des Systems: der HSK-A gewinnt an Drehmoment, was der HSK-E an Rundlauf gewinnt.

 HSK-AHSK-E
NormDIN 69893-1DIN 69893-5
DrehmomentübertragungMitnehmernuten und ReibschlussReibschluss allein
Ausrichtung in der SpindelVorgegeben, nur eine RichtungFrei, symmetrisches Profil
AuswuchtungAuf AnfrageBei Schaublin standardmässig
Verfügbare Grössen25 bis 6320 bis 63
Übertragbares DrehmomentHochMässig
DrehzahlMässig bis hochSehr hoch
EinsatzgebietFräsen allgemein, SchruppenMikrobearbeitung, Schlichten, HSC

Der Kompromiss in einem Bild

Zwei Drehzahlbereiche, die sich kaum überschneiden logarithmische Skala, in Umdrehungen pro Minute HSK-A hohes Drehmoment · Fräsen allgemein HSK-E mässiges Drehmoment · Mikrofräsen 1 000 2 000 5 000 10 000 20 000 50 000 Drehzahl Qualitative Einordnung. Die zulässige Drehzahl hängt von Spindel und Werkzeug als Ganzes ab.
Die orange Marke liegt bei 8 000 min⁻¹. Darüber dehnt sich die Bohrung einer Vollkegelspindel schneller als der Werkzeugschaft, und die Spannung lässt nach. Der Hohlschaftkegel des HSK folgt der Verformung: seine Spannkraft steigt, statt zu sinken.

Das ist das Prinzip, auf dem das System beruht. Der Kegel ist elastisch: er verformt sich mit der Spindel. Und die gleichzeitige Anlage an Kegel und Plansitz verhindert, dass der Werkzeughalter hineingezogen wird, was eine zuverlässige Längenvoreinstellung von einem Werkzeugwechsel zum nächsten sichert.

Warum der HSK-E in der Mikrobearbeitung gewinnt

Das Weglassen der Nuten beseitigt mehr als eine Mitnahmemöglichkeit: es beseitigt jede Quelle von Unwucht. Ein vollkommen symmetrisches Profil lässt sich auswuchten, was Schaublin bei der gesamten HSK-E-Reihe von Haus aus tut.

Maximale Restunwucht, ausgewuchtete Spannzangenhalter Gramm-Millimeter, je kleiner die Grösse, desto strenger die Anforderung HSK20 HSK25 HSK32 HSK40 HSK50 HSK63 0,1 0,1 0,15 0,2 1 2 0 0,5 1 1,5 2 g·mm
Ein ausgewuchteter HSK 25 verträgt zwanzigmal weniger Unwucht als ein HSK 63. Die Auswuchtung wird ohne Mutter und Stellschraube gemessen, und sie verlängert das Leben der Spindel ebenso wie die Werkzeugstandzeit.

Auswuchten ist keine Katalogfeinheit. Es senkt die Schwingungen, verbessert die Oberfläche und verlängert die Lebensdauer von Werkzeug und Spindel. Es ist auch das, was einen unsymmetrischen Werkzeughalter über 10 000 min⁻¹ überhaupt brauchbar macht.

Ein zweiter Vorteil, in der Uhrenindustrie entscheidend: der HSK-E reicht hinunter bis zur Grösse 20, die der HSK-A nicht anbietet.

GrösseBund D1D2D3Kegellänge L1HSK-AHSK-E
2020 mm15,21610 mmja
2525 mm192013 mmjaja
3232 mm242616 mmjaja
4040 mm303420 mmjaja
5050 mm384225 mmjaja
6363 mm485332 mmjaja

Die Spalten sprechen für sich: bei gleicher Grösse sind die Kegelmasse in A und in E genau dieselben. Der Schaublin-Katalog führt beim HSK-A lediglich drei weitere Masse auf, jene der Nuten.

Vermeiden Sie einen HSK-E für schweres Schruppen. Ohne Nuten wird das Drehmoment allein über den Reibschluss übertragen. Unter hoher Last kann das Werkzeug im Kegel durchrutschen. Umgekehrt bringt ein sehr hoch gedrehter HSK-A durch seine Unsymmetrie Schwingungen ein. Jede Form hat ihr Gebiet, und dieses Gebiet zu verlassen kostet entweder ein Werkstück oder eine Spindel.

Pictogramme HSK-A und HSK-E nebeneinander: gleicher Bund, gleiche Greifernut, doch das Kegelende des HSK-E ist glatt, ohne Mitnehmernut
Die beiden Formen, auf demselben Raster gezeichnet. Gleicher Bund, gleiche Greifernut, gleiche Kegelmasse. Nur die untere Kante ändert sich: der HSK-A trägt die Mitnehmernut, der HSK-E hat sie nicht.

Die sechs Formen, und jene, die es wirklich gibt

Die sechs HSK-Formen nach DIN 69893; hervorgehoben jene, die Schaublin standardmässig fertigt A B C D E F Standardanwendungen Hohe Drehzahl Allein der HSK-A macht den Grossteil des Bestands aus. Andere Formen auf Anfrage.
Der C ist ein A ohne die Ausnehmungen für den automatischen Werkzeugwechsel, für den manuellen Wechsel bestimmt. Der F ist ein E mit kleinerem Kegel bei gleichem Bund, was die Steifigkeit noch weiter erhöht.

Der Kegel allein genügt nicht

Ein vollkommen ausgewuchteter HSK-E verliert seinen Sinn, wenn er das Werkzeug in einer Spannung hält, die den Schaft verformt. Genau das ist der Vorwurf an die Fräseraufnahmen Weldon und Whistle Notch: die radiale Klemmung auf der Mitnehmerfläche überträgt ein hohes Drehmoment, verformt aber das Werkzeug, erhöht den Rundlauffehler, verschlechtert die Oberfläche und verkürzt die Standzeit. Bei Drehzahlen der Mikrobearbeitung geht die Rechnung nicht auf.

Zwei Aufnahmen halten das Versprechen des Kegels. Die Spannzangen Typ D, für HSC entworfen, mit flacherem Kegel und feinerem Muttergewinde: die Spannkraft steigt und bricht bei hoher Drehzahl nicht ein. Und das Schrumpffutter, das das Werkzeug ohne jedes bewegliche Teil spannt. Die HSK-Spannzangenhalter von Schaublin werden mit einem Rundlauffehler unter 3 µm angegeben.

Entdecken Sie den gesamten Schaublin-Katalog

Spannzangenhalter, Schrumpffutter und Werkzeughalter HSK-A und HSK-E in den Grössen 20 bis 63, Spannzangen für Material und Werkzeuge, Spreizdorne: das vollständige Programm ist online.

Zum Schaublin-Katalog

Technische Angaben nach dem Katalog Schaublin 476-4800, Ausgabe 06/2022 (Schaublin SA, Delémont), Normen DIN 69893 und ISO 12164. Die genannten Drehzahlen sind Richtwerte: die höchstzulässige Drehzahl einer Einheit aus Spindel, Werkzeughalter und Werkzeug kann nur der Maschinenhersteller festlegen.

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einem Werkzeughalter HSK-A und HSK-E?
Der Kegel ist bei gleicher Grösse identisch: der Unterschied liegt in den beiden Mitnehmernuten am Ende des HSK-A-Kegels, die ein hohes Drehmoment übertragen, während der HSK-E darauf verzichtet und das Drehmoment allein über die Reibung der Kegel-Plan-Anlage überträgt.
Bezeichnet die Zahl eines HSK-Werkzeughalters den Kegeldurchmesser?
Nein, die Zahl eines HSK bezeichnet den Flanschdurchmesser: ein HSK 63 hat einen Flansch von 63 mm, bei einem Kegel von 48 mm am grossen Durchmesser.
Warum sind HSK-E-Werkzeughalter grundsätzlich ausgewuchtet?
Das Fehlen der Mitnehmernuten macht das Profil des HSK-E vollkommen symmetrisch, was jede Quelle von Unwucht beseitigt und ein Auswuchten ermöglicht, das Schaublin bei der gesamten HSK-E-Reihe von Haus aus anwendet.
Welche HSK-Grösse ist für die Mikrobearbeitung zu wählen?
Die Grösse 25 ist der beste Kompromiss für die Mikrobearbeitung: klein genug für eine Restunwucht von nur 0,1 Gramm-Millimeter, gross genug für eine breite Auswahl an Spannzangenfuttern. Die Grösse 20 gibt es ausschliesslich als HSK-E.
Kann man mit einem HSK-E-Werkzeughalter schruppen?
Es ist nicht empfehlenswert: ohne Mitnehmernuten wird das Drehmoment allein über die Reibung am Kegel übertragen, und das Werkzeug kann unter Schrupplast durchrutschen. Der HSK-A ist die für diese Kräfte vorgesehene Form.
Welche Normen legen HSK-Werkzeughalter fest?
HSK-Werkzeughalter sind durch die Normenfamilie DIN 69893 und durch ISO 12164 festgelegt: der HSK-A fällt unter DIN 69893-1 und der HSK-E unter DIN 69893-5, beide mit einem Hohlschaftkegel der Verjüngung 1:10.