模具表面高精度型面加工中,刀柄的價(jià)值與成套加工中心的價(jià)值相比是微不足道的,但它卻是連接機(jī)床主軸與刀具的重要橋梁,對(duì)于加工質(zhì)量的好壞產(chǎn)生著重要的影響。

在現(xiàn)代大型高速加工設(shè)備被越來(lái)越多地應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的條件下,如何選擇合適的刀柄以適應(yīng)逐漸提高的機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,加工出高精度的模具型面,技術(shù)人員必須綜合考慮刀柄的各種特性,尤其是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的夾緊力和徑向跳動(dòng)誤差精度及其動(dòng)平衡質(zhì)量,這樣有利于降低刀具本身存在的振動(dòng)抱既。此外,一般刀柄的徑向跳動(dòng)誤差精度要小于3μm,出于對(duì)機(jī)床主軸跳動(dòng)誤差的考慮,采用重量低的主軸职烧、刀柄和刀具相結(jié)合的方式有利于獲得更好地切削加工效果扁誓。

一般來(lái)說(shuō),客戶(hù)對(duì)刀柄的切削效果會(huì)提出明確的要求,因?yàn)椴煌南到y(tǒng)具有不同的技術(shù)特性和優(yōu)點(diǎn),根據(jù)客戶(hù)的特殊應(yīng)用目的,可以找到非常完美的刀具夾緊系統(tǒng)防泵。目前,市場(chǎng)上主要有4種刀柄:液壓刀柄、應(yīng)力鎖緊式刀柄蝗敢、通用刀柄捷泞、熱縮刀柄。

液壓刀柄

液壓刀柄是一種應(yīng)用很廣泛的刀柄,有些客戶(hù)由于加工要求特殊而采用特殊的刀具夾緊解決方案,但大部分應(yīng)用領(lǐng)域是可以選用這種刀柄的(圖1)寿谴。

圖1 雄克液壓刀柄

此種刀柄的夾持方式有別于傳統(tǒng)刀柄系統(tǒng)锁右。擰緊只需用一個(gè)加壓螺栓,當(dāng)螺栓擰緊時(shí)便會(huì)推動(dòng)活塞的密封塊在刀柄內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)液壓油壓力,該壓力均勻地從圓周方向傳遞給鋼制膨脹套,膨脹壁再將刀具夾緊。

采用這一刀具夾緊系統(tǒng),可使系統(tǒng)徑向跳動(dòng)誤差精度和重復(fù)定位精度控制在3μm以下细咽。由于刀柄內(nèi)存在有高壓油液壓力,當(dāng)?shù)毒弑粖A緊時(shí),內(nèi)藏的油腔結(jié)構(gòu)及高壓油的存在大大地增加了結(jié)構(gòu)阻尼,可有效防止刀具和機(jī)床主軸的振動(dòng)队趁。實(shí)際應(yīng)用表明,使用這種夾緊系統(tǒng)不僅可以提高加工精度和質(zhì)量,而且還能使刀具在切削加工中的使用壽命得到成倍提高。

此外,這類(lèi)刀柄不但具有免維護(hù)功能和抗污能力,而且易于使用和安全地夾緊刀具尘忿。因?yàn)?在緊固刀具時(shí),夾緊壓力可以將刀柄上的任何油或雜質(zhì)導(dǎo)引到膨脹套筒中(加工)的小溝槽中松摘。這樣就可以清理裝夾用表面區(qū)域,并讓其保持干燥,消除打滑現(xiàn)象,保證主軸的扭矩可以很好地傳遞給刀具。

應(yīng)力鎖緊式夾頭

應(yīng)力鎖緊式夾頭采用多面刀具夾緊方式(圖2),這是一種結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單,但設(shè)計(jì)功能相當(dāng)高的夾緊裝置屡拥。刀具裝夾孔具有經(jīng)精確計(jì)算而設(shè)計(jì)的軸對(duì)稱(chēng)特殊多邊形,借助于一個(gè)特制的加載裝置對(duì)其施加壓力,迫使夾持孔在彈性變形的范圍內(nèi)變成圓形,從而順利地將刀具裝入孔內(nèi),卸載后刀具即被巨大的變形恢復(fù)力牢固地夾緊乳栈。

圖2 雄克的TRIBOS多面刀具夾緊系統(tǒng)

市場(chǎng)上提供的這類(lèi)刀柄有兩種類(lèi)型以適應(yīng)不同的應(yīng)用目的。

1.細(xì)長(zhǎng)型刀柄

此類(lèi)刀柄最為適合于夾持刀柄設(shè)計(jì)特別細(xì)小而延伸較長(zhǎng)的刀具,但也可以用來(lái)夾持較短的刀具,這有利于降低用戶(hù)的成本費(fèi)用剩骏。

2.粗壯型刀柄

這種刀柄體型較大,因此其剛性較高,在提高徑向力補(bǔ)償方面能提供較高的質(zhì)量组伤。

該類(lèi)多面刀具夾緊系統(tǒng)大量應(yīng)用于加長(zhǎng)桿,它們能夠更加靈活地完成困難的加工任務(wù)。

對(duì)于高速加工應(yīng)用領(lǐng)域而言,多面夾緊系統(tǒng)是一個(gè)偉大的解決方案,因?yàn)榈毒叩膴A緊或松開(kāi)是在刀柄材料的彈性形變范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的,不僅可以提供極高地刀柄回轉(zhuǎn)精度,而且對(duì)刀具使用壽命沒(méi)有限制监镰。此外,刀具的更換方便簡(jiǎn)單,不需要任何外接電源,僅需采用一種附帶的夾緊裝置在幾秒鐘之內(nèi)便可完成,因而,該種刀具夾緊系統(tǒng)可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,尤其是要求頻繁更換刀具的應(yīng)用領(lǐng)域遗秩。

通用刀柄

如圖3所示,通用刀柄目前主要有兩種應(yīng)用方案:適用于輕型加工應(yīng)用領(lǐng)域,適合于中型和重型加工應(yīng)用領(lǐng)域。用戶(hù)可以充分利用這類(lèi)刀柄的重要優(yōu)點(diǎn)及其防振性能,提高刀具的使用壽命和工件的表面粗糙度,而其價(jià)格可以與高端彈簧刀柄系統(tǒng)相匹敵俐芬。

圖3 雄克的SINO-R 刀柄

這類(lèi)刀柄采用類(lèi)似于液壓刀柄的膨脹技術(shù)來(lái)夾緊刀具,只是其擴(kuò)張力是通過(guò)機(jī)械方法獲得的,而不是通過(guò)液壓介質(zhì)獲得续膳。這一優(yōu)勢(shì)可以使用戶(hù)的刀柄系統(tǒng)達(dá)到防振的效果和很高的徑向跳動(dòng)誤差精度,通常小于5μm。

與彈簧夾頭刀柄相比,SINO-R刀柄還有另外一些特點(diǎn):刀柄刀具安裝部外圍有一夾緊套可在省去握矩扳手的情況下,將其旋轉(zhuǎn)至一固定點(diǎn),使刀柄每次夾緊力達(dá)到統(tǒng)一收班；能夠緊固和安全夾緊圓形刀具(夾頭可以將刀柄的前端部分夾得更緊一些,但夾孔底部的夾緊程度較差)坟岔；通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)減徑套可適應(yīng)各種夾持直徑的刀具；通過(guò)使用內(nèi)部長(zhǎng)度調(diào)節(jié)螺絲,可以非常精密地調(diào)節(jié)軸向長(zhǎng)度摔桦。

熱脹冷縮刀柄

圖4所示為熱脹冷縮刀柄,該刀柄采用熱脹冷縮的技術(shù)原理,熱量來(lái)源于感應(yīng)技術(shù)加熱社付。

圖4 熱脹冷縮刀柄

該刀柄加熱裝置具有感應(yīng)線(xiàn)圈(有些裝置采用高頻線(xiàn)圈),可以對(duì)刀柄中插入的刀具的區(qū)域進(jìn)行精確地加熱。在插入刀具后,需要對(duì)刀柄冷卻一段時(shí)間,這可以通過(guò)冷卻套加速其冷卻速度邻耕。刀柄冷卻以后依靠其收縮力緊緊地夾住刀柄鸥咖。通過(guò)熱脹冷縮夾緊的刀具,夾緊力大,而且可以承受很高的扭矩。

通過(guò)熱脹冷縮法夾緊的刀具幾乎成為受力非常均勻的一體式刀具,具有很多優(yōu)點(diǎn):徑向跳動(dòng)誤差精度很高,可達(dá)到3μm以下水平；傳動(dòng)扭矩大,而刀柄的設(shè)計(jì)相對(duì)比較小巧啼辣。但其缺陷在于,相比液壓刀柄或應(yīng)力鎖緊式刀柄來(lái)講,其防振性能較差啊研。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上4中刀具夾緊系統(tǒng)的對(duì)比,我們了解到每種刀柄都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和不足。用戶(hù)在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),要根據(jù)自身的生產(chǎn)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行選擇,其中一個(gè)基本要求是:必須了解刀柄的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性,只有這樣,才能確定安全而有效的加工參數(shù)鸥拧。(end)

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