1引言

21世紀(jì)的機(jī)械制造業(yè)將向著綠色制造缤纽、節(jié)省能源歉赴、高度智能化等方向迅速發(fā)展,這對加工機(jī)床及工具的高精度、高效率迈枪、智能化以及環(huán)保性能等提出了更高要求痛的。

近年來,高速加工已成為切削加工的重要發(fā)展趨勢之一。高速加工不僅可以提高加工效率和加工精度,降低加工成本,而且可以滿足淬火鋼等難切削材料的加工要求违酣。高速加工不僅要求刀具自身具有良好的剛性梆栏、柔性、動平衡性及操作性,同時對工具系統(tǒng)與機(jī)床主軸的聯(lián)接剛性受啥、聯(lián)接精度以及對刀具的把持力做个、把持精度等都提出了嚴(yán)格要求。

2高速加工對工具系統(tǒng)的要求

兩面定位工具系統(tǒng)

目前市場上大量應(yīng)用的仍是7:24錐度的工具系統(tǒng)(ISO滚局、DIN居暖、BT等工具系統(tǒng)均屬此類)。隨著切削高速化的發(fā)展,此類工具系統(tǒng)暴露出以下不足:①剛性不足,刀柄的法蘭面與主軸端面之間存在間隙核畴；②ATC(自動換刀)的重復(fù)精度不穩(wěn)定,每次自動換刀后刀具的徑向尺寸都可能發(fā)生變化膝但；③軸向尺寸不穩(wěn)定,主軸高速轉(zhuǎn)動時因受離心力作用內(nèi)孔會增大,使刀具軸向尺寸發(fā)生變化；④刀柄錐部較長,不利于快速換刀及機(jī)床的小型化谤草。

為解決上述問題,一些研究機(jī)構(gòu)和刀具企業(yè)開發(fā)了一種可使刀柄在主軸內(nèi)孔錐面和端面同時定位的新型聯(lián)接方式——兩面定位工具系統(tǒng),其中最具代表性的是日本大昭和精機(jī)(BIG)開發(fā)的BIG-PLUS工具系統(tǒng)和德國標(biāo)準(zhǔn)的HSK工具系統(tǒng)跟束。

圖1 圖2

BIG-PLUS工具系統(tǒng)

圖1所示的BIG-PLUS工具系統(tǒng)仍采用7:24錐度,其結(jié)構(gòu)設(shè)計可減小刀柄裝入主軸時(鎖緊前)與端面的間隙(如40“刀柄的間隙為0.2±0.005mm),鎖緊后可利用主軸內(nèi)孔的彈性膨脹對該間隙進(jìn)行補(bǔ)償,使刀柄與主軸端面貼緊。

BIG-PLUS工具系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:①增大了與主軸的接觸面積,增強(qiáng)了系統(tǒng)剛性,提高了對振動的衰減作用丑孩；②利用端面的矯正作用提高了ATC的重復(fù)精度冀宴；③端面定位作用使系統(tǒng)軸向尺寸更為穩(wěn)定。

由于BIG-PLUS工具系統(tǒng)仍采用7:24錐度,鎖緊機(jī)構(gòu)也無不同,因此它與一般非兩面定位系統(tǒng)之間具有互換性,這也是BIG-PLUS工具系統(tǒng)得以迅速推廣的一個重要原因温学。

HSK工具系統(tǒng)

如圖2所示的HSK工具系統(tǒng)采用1:10錐度,刀柄為中空短柄,其工作原理是利用鎖緊力及主軸內(nèi)孔的彈性膨脹補(bǔ)償端面間隙略贮。由于中空刀柄自身具有較大彈性變形,因此對刀柄的制造精度要求相對較為寬松。此外,由于HSK工具系統(tǒng)質(zhì)量較小,柄部較短,有利于高速ATC及機(jī)床的小型化仗岖。但另一方面,HSK工具系統(tǒng)的中空短柄結(jié)構(gòu)將使系統(tǒng)剛性和強(qiáng)度受到一定影響梯盹。

兩面定位工具系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)工具系統(tǒng)的許多不足,必將成為工具系統(tǒng)的主流,得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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