針對(duì)當(dāng)前加工中心的出現(xiàn)跳芳,特別是高速切削技術(shù)的迅猛發(fā)展菊碟,使銑削、鉆削等加工效率迅速提高苹粟,但螺紋加工卻成為了整個(gè)機(jī)械加工中的一個(gè)瓶頸。為了解決這一難題跃闹,德國埃莫克法蘭肯(EMUGE-FRANKEN)推出了針對(duì)不同零件材料的高速絲錐嵌削,并且結(jié)合當(dāng)今最先進(jìn)的涂層技術(shù),使絲錐的切削效率望艺、耐磨性和使用壽命都大大提高苛秕。然而要想真正取得高速絲錐應(yīng)有的效果,有個(gè)因素卻往往被客戶忽略了找默,那就是絲錐刀柄艇劫!
目前客戶主要使用兩種絲錐夾持系統(tǒng),第一種是帶長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄惩激,這普遍應(yīng)用于搖臂鉆床上的大螺紋加工店煞,特別是結(jié)合帶有過載保護(hù)的絲錐快換夾頭,可以有效防止絲錐斷裂风钻。只是這種絲錐刀柄是屬于快換式的顷蟀,裝卡特別方便,但同時(shí)這種刀柄不是很適合高速切削缎选,因?yàn)楦咚偌庸r(shí)展管,過高的離心力會(huì)使絲錐刀柄與快換夾頭之間的配合變?nèi)酢A硗庖环N是普通的ER夾頭否胜,這種連接方式是個(gè)純剛性的系統(tǒng)瓣老,可以實(shí)現(xiàn)高速切削,考慮到該系統(tǒng)很便宜忽愧,因此往往是許多客戶愿意選擇的狞衷。但是我們接下來分析一下其問題所在。
首先料鲫,我們要定義一下,高速切削必須要在帶有同步主軸的CNC機(jī)床上士宏,那么由于螺紋切削都存在主軸正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)這兩個(gè)過程肝慕,我們假設(shè)V c=60m/min(高速切削),螺紋尺寸為M6,那么其轉(zhuǎn)速應(yīng)為3184r/min,當(dāng)螺紋加工到要求深度后掐悄,主軸必須停止孟景,并且馬上反轉(zhuǎn)至3184r/min,在這一過程中,主軸停止帅刀,但是進(jìn)給未必能停下來让腹,并且反轉(zhuǎn)至設(shè)定速度也有個(gè)時(shí)間差。這些均會(huì)使進(jìn)給與主軸轉(zhuǎn)速產(chǎn)生不匹配扣溺,這被稱為同步誤差骇窍,即主軸與線性驅(qū)動(dòng)單元的動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生同步誤差瓜晤;再者,絲錐的齒面也存在制造誤差腹纳。這些微小差別痢掠,如果通過剛性的螺紋刀具,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中的誤差嘲恍,這對(duì)于螺紋切削循環(huán)非常不利足画。我們先參考圖1所示,絲錐的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN22857定義了磨制螺紋的尺寸和公差佃牛,對(duì)于絲錐的螺距公差淹辞,該標(biāo)準(zhǔn)指出:在規(guī)定的牙數(shù)范圍內(nèi)充許最小偏差為±8μm.例如:一個(gè)M10的絲錐,其螺距為1.5mm,那么在7個(gè)牙的長(zhǎng)度方向允許產(chǎn)生±8μm的誤差俘侠,對(duì)比圖1中兩種規(guī)格絲錐加工壓力曲線象缀,M10絲錐在軸向會(huì)產(chǎn)生1300N壓力(A 曲線),而B曲線是M6的絲錐灿躏,其軸向則只產(chǎn)生大約500N的壓力烈瘸。因此,隨著絲錐直徑越大兽肮,絲錐承受的軸向壓力也越大范般。
普通的ER夾頭是無法釋放軸向壓力的。因此郭血,德國EMUGE就設(shè)計(jì)了一個(gè)能緩沖這種機(jī)床的同步誤差以及絲錐精度誤差所產(chǎn)生的軸向壓力钟展,被稱之為“微量長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄”.其主要特點(diǎn)是:①在壓縮與拉伸方向都具有最小長(zhǎng)度補(bǔ)償(約0.5mm)。②中心冷卻壓力可高達(dá)50MPa,加工通孔時(shí)瓶答,可以讓切削液沿絲錐柄部出水肢钙。③螺紋刀具可通過帶方身的夾頭 (ER-GB)夾緊。④不需要特殊的刀柄山毛。⑤同步攻螺紋時(shí)遍削,有更好的工藝安全性。⑥可獲得更高的攻牙速度泽兼。⑦轉(zhuǎn)矩和軸向力的傳遞互相獨(dú)立子擅。⑧球方式傳遞轉(zhuǎn)矩。
實(shí)際應(yīng)用請(qǐng)參考圖2所示贝咙,這兩幅圖為不同絲錐刀柄所產(chǎn)生的軸向力样悟。A 為普通ER夾持。B 為EMUGE的微量長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)牡侗バ伞 為其他類補(bǔ)償?shù)牡侗咚D2a是轉(zhuǎn)速500r/min時(shí),普通ER夾頭的軸向力不到2000N,圖2b是2000r/min時(shí)蔼水,普通ER夾頭的軸向力已超過了2500N.而EMUGE的微量長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄均不到500N,因此EMUGE的這種絲錐刀柄可以更多地吸引軸向的誤差震糖。
試驗(yàn)證明录肯,軸向壓力隨著速度提高而增高,當(dāng)用剛性絲錐夾頭擠壓加工時(shí)试伙,存在的壓力更不容忽視嘁信,而一般絲錐刀柄僅比普通ER夾頭多吸引一點(diǎn)點(diǎn)軸向力。
這種產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)是可以獲得更高的螺紋表面質(zhì)量疏叨,可以使軸向切削力降低潘靖,使絲錐的壽命延長(zhǎng)。
目前蚤蔓,在汽車行業(yè)內(nèi)泛汁,特別是新型的生產(chǎn)線上,如缸體陶焙、缸蓋寿经、曲軸等生產(chǎn)中,使用大量的這種微量長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄听量,并取得了很好的效果剖坟。因此,從以上分析及數(shù)據(jù)來看榕暴,高速螺紋加工必須重視絲錐刀柄的選用绪桑。這是一個(gè)不可忽視的因素!
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