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              機械加工:刀具注意事項

              文字:[大][中][小] 2015/4/11    瀏覽次數:1574    
                作為加工主體的加工機器,隨著機械要素及NC技術的發展高速、高精度化得到迅速地普及。這是因為高速加工不但可以提高加工效率、降低成本,而且可以提高加工精度,適應以前作為難題的淬火鋼等難削材料的加工。在刃具方面,硬質合金刃具越來越普及,并且適合高速加工的CBN、金剛石刃具,DLC涂層等也不斷被開發使用。而刀具裝在加工機器與刃具之間,起著保持刃具的作用。所以高速加工不但要求刃具自身具有良好的剛性、柔性、動平衡性及操作性,同時對在與機器主軸連接時的剛性和連接精度、在保持刃具時的把持力和把持精度及其它各方面都提出了嚴格的要求。
                在許多猜想、預測、希望中,時代終于跨入了21世紀。21世紀的社會、產業結構將向著循環經濟型、節省能源型、高度信息型迅速變化發展。這就將會對機械加工提出更高的要求。也就意味著加工機器、加工工具也將迅速走向高精度化、高效率化,實現高度信息化、智能化,從而適應社會的保護環境、節省能源的要求。
                以下本文就高速、高精度加工時刀具應該具備的條件作一些具體的分析。
              兩面定位系統
                首先是刀具與主軸間的連接問題,也就是主軸系統。現在市場上最多的仍是7/24的主軸系統。包括ISO、DIN、BT等都屬于此類。但如前所述,隨著機械加工的高速化的發展,這種系統出現了許多的問題:
                剛性不足-刀柄的法蘭面與主軸端面間有間隙
                ATC的重復精度不穩定-每次自動換刀后,刀具的徑向尺寸都可能發生變化。
                軸向尺寸不穩定-主軸轉動時因受離心力的作用而內孔增大,刀具的軸向尺寸發生變化
                刀柄錐部較長-不利于快速換刀及機器的小型化針對這些問題,一些刀具廠家及研究機構開發了兩  面定位的主軸系統。也就是使刀柄與主軸內孔錐面、端面同時貼緊的一種新的連接方式。
                其中有代表性的是日本大昭和精機(BIG)的BIG-PLUS系統和德國標準的HSK系統
                BIG-PLUS系統的錐度仍是7/24,其設計原理是
                將刀柄裝入主軸時(鎖緊前)端面間的間隙減小(#40:0.2mm±0.005)。鎖緊后利用主軸內孔的彈性膨脹補償此間隙,使刀柄與主軸端面貼緊。
                這樣產生的效果是:
                與主軸的接觸面積增大-剛性增強、振動衰減效果提高。
                ATC的重復精度提高-端面的矯正作用。
                軸向尺寸穩定-顯示端面的定位作用。
                HSK系統的錐度是1/10,刀柄中空、短柄。它的原理也是利用鎖緊力及用主軸內孔的彈性膨脹補償初期端面的間隙。只是因為它是中空刀柄,自身有較大的彈性變形,可能因為主軸內孔的膨脹而刀柄本身也膨脹,所以它對制造時的公差精度的要求相對較松。另外由于它的質量小、柄部短,所以有利于高速ATC及機器的小型化。但也正因為它是中空短柄,所以剛性、強度要受到一定程度的影響。

                因為BIG-PLUS系統的錐度仍是7/24,鎖緊機構也一樣,所以它和一般的系統(非兩面定位)之間有互換性。這也是BIG-PLUS系統能得到迅速普及的一個原因。


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