2017年5月23日

高速刀具與加工中心的連接

高速刀具與機床的銜接刀柄是高速切削加工的一個關因部件。高速切削用的刀具，因為刀具旋轉速度很高，無論從確保加工精度方面思考，還是從操作安全方面思考，都對它的裝夾技能有很高的需求。傳統的刀柄與機床主軸的銜接辦法是選用7：24銀柄實心刀柄(BT、Iso)，這種辦法因為僅僅靠大錐度聯系，刀具與主軸的銜接剛性相對較低，當主軸轉速超過10000r／miH時，由于離心力的效果，主軸7：24大端會發作擴大(圖8—9)，使刀具軸向定位精度和銜接剛性下降，振蕩加劇，乃至發作刀柄與主袖咬合的表象。主袖的脹大還會導致刀柄及夾緊組織質心的偏離，然后影響主袖的動平衡。要確保這種銜接在高速下仍有牢靠的觸摸定位，需求一個很大的過盈量來抵消主軸軸端的脹大，這樣大的過盈量需拉桿發作根大的預緊拉力，而拉桿發作這樣大的拉力通常很難，對換刀也十分晦氣，還會使主軸脹大，對主軸前軸承有不良影響。剖析標明，刀尖25％一50％的變形來源于7：24銀度銜接，只要40％擺布的變形源于主軸和軸承。因而，傳統刀具的刀柄與主軸錐孔的合作辦法和合作精度，已經不能滿意高速切削時的剛度和精度需求，因而開發新式的高速東西體系已成為改善高速切削體系的重要組成有些。要使刀—軸銜接具有杰出的高速功能，******路徑是將本來僅靠錐面銜接定位，改為錐面與端面一起觸摸定位。后者雖然是一種過定位計劃，但因其能補償僅靠鑷面定位計劃的許多缺乏，如今已經成為高速刀具與主鈾銜接的首要布局方法，目前最有代表性的是德國的HSK刀柄和美國的KM刀柄。 HsK刀柄為德國亞深工業大學開發的一種新式的高速錐型刀柄，與常用的盯刀柄不同，它選用錐面與端面兩層定位的辦法(圖8—lo)，經過斜楔布局推開開口套笛，使空心柄部發作彈性變形來完成徑向定位，再用高著兒度凸緣面來確保軸向定位和剛性，并從央持原理上消除了離心力的副效果。HsK的鈾向、徑向刀具替換重復定位精度均達到lPm，H3K短錐柄部長度短(約為規范BT錐柄長度的1／2)、重量輕．因而換刀時間短，有利于高速ATc及機床小型化。在整個速度范圍內，HsK錐柄比BT鏈柄具有更大的動、靜徑向剛度和杰出的切削功能。一起該刀柄的增力效果顯著，可達牽引力的3倍，合適于20000一46000 r／血M的超高速主勒，被譽為是“21世紀的刀柄”。 KM刀柄是1987年美國K。nnam碘a1公司與德國w汕a公司聯合研發的l，lo短錐空心刀柄(圖8—11)，其長度僅為規范7：24錐柄長度的1／3。因為合作錐度比較短，且刀柄規劃成中空布局，在拉桿抽向拉力的效果下，短錐可徑向縮短，所以有效地處理了端面與錐面向時定位而發作的干與疑問。與HsK的首要區別是夾緊組織不一樣，它由鎖閉桿波動輪和鋼球組成，夾緊時用鎖閉桿牽引，靠其斜面沿半徑向外推鋼球，使之與刀柄的歪斜孔相觸摸，能用鉸小的牽引力取得較大的夾緊力錐柄。 HsK和1(M刀具體系的接助剛性好，夾緊牢靠，傳遞扭矩大，重復定位精度高(可達o．o01一o．o025mm)，具有適應高速旋轉和換刀時間短以及固定與旋轉刀具通用等長處，為刀具進步切削功率和加工質量，減少磨損及破損創造了條件。因而，此類刀柄特別合適高速切削加工。德國已將HSK刀柄正式歸入DIN69893標ZB，并取得Iso／TC29專業委員會的認可。HsK與KM作為機床刀具接口或作為刀具體系模塊的銜接辦法，是機械加工向高速切削范疇開展不行短少的一套配置體系。表8—7列出了HsK和KM刀柄的布局特色，三種刀柄的布局比較見團8—12。此外，為處理刀具與機床主軸銜接中存在的諸如銜接剛度、精度、動乎衡布局復雜性和互換性等疑問，還有以下一些處理辦法。 ①對現有的標推7：24錐孔銜接的布局進行改善善規范7；24銜接的靜態功能。 ②嚴厲規定公差合作，增大軸向拉力。③在不改動規范7：24錐孔銜接布局的前提下，完成錐孔和端面一起觸摸定位。④增大合作預過盈量，一起采納辦法避免主鈾脹大，改善標難錐柄的高速功能。日立掐工公司的H．F．C(H1tachi Facin8St。p)“日立”端面限位刀柄，主軸軸端選用碳素纖維周向環繞的布局，抑制了高速旋轉時主袖錐7L的擴大量，進步了對高速旋轉的適應能力。 ⑤撤銷鍵銜接，選用摩擦力或三枝圓傳遞轉矩的布局，消除了鍵及破格導致的動平衡疑問，如德國HsK—Et HsK—F刀柄，選用摩擦力傳遞轉矩；瑞典sandvik公司的cAPTo刀桿體系選用三棱囚傳遞轉矩。 ⑥選用縮短合作的原理，完成刀具與刀柄的牢靠銜接，如用三棱變形銜接、熱裝銜接以及液壓夾緊銜接等。這些布局辦法傳遞轉短大、剛度高、布局對稱性好、精度高，并且有利于刀具的動平衡。 ⑦在刀柄上設備主動動平衡設備，滿意高速加工對刀具提出在線動平衡的嚴苛需求。 ⑧在刀柄內設備減振設備，避免刀柄的振蕩。如股份有限公司日研工作所的“夢境刀柄”，經過在刀柄內裝減振設備，可使碩質合金銑刀的壽數進步3倍以上，高速鋼銑刀的壽數進步1．5倍以上，涂層刀具的壽數進步5倍以上。模具/零件高速加工中心鉆攻中心高速加工中心都歸屬精工機床系列本文由海天精工整理發表 www.dyliao.com

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