應(yīng)力鎖緊式刀具夾緊技術(shù)的應(yīng)用
1.引言
應(yīng)力鎖緊式刀具夾緊技術(shù)是德國雄克公司研究開發(fā)的一種超高精度夾持刀具的先進技術(shù)缨硝,該項技術(shù)適用于加工中心偏控、高精度鏜銑床和柔性自動生產(chǎn)線等金屬切削加工設(shè)備恳蹲,用來夾持鉆頭、鉸刀响禽、銑刀等徒爹,可廣泛應(yīng)用于汽車制造、機械制造芋类、模具加工等行業(yè)隆嗅。
根據(jù)應(yīng)力鎖緊式刀具夾持原理制造的超細型TRIBOS-SVL刀具加長桿和TRIBOS-S型刀具夾頭,可以用在加工空間非常受限制的場合侯繁;根據(jù)這種夾持原理制造的TRIBOS-R型刀具夾頭胖喳,外形粗壯,剛性好贮竟,具有高阻尼性能丽焊,減振性能好,不僅適用于精加工咕别,而且也適用于大切削量的加工技健。
2.應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭
2.1 TRIBOS-S型應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭
(1)工作原理
TRIBOS-S型應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的工作原理如下:該夾頭的夾持孔具有精確設(shè)計的軸對稱特殊幾何形狀,在原始狀態(tài)下惰拱,刀具無法插入夾持孔內(nèi)雌贱;安裝刀具時,使用專用加載器從外部對夾頭夾持段加壓搜栽,迫使夾持孔的形狀在彈性變形的范圍內(nèi)變成圓孔爸桨,此時即可順利地將刀具插入夾持孔內(nèi);然后松開加載器(即撤掉外部載荷)贱供,刀具就被夾頭巨大的變形恢復(fù)力牢固地夾緊评梁。同樣,使用加載器也可以方便地從夾頭中卸下刀具或更換刀具虏淤。
(2)性能特點
TRIBOS-S型應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭具有以下優(yōu)良的技術(shù)性能:極高的夾持回轉(zhuǎn)精度和重復(fù)夾緊精度(≤3μm)纹茫;極細的外徑尺寸;穩(wěn)定可靠的夾緊力舶惕;具有全封閉結(jié)構(gòu),無活動部件,無磨損饶几,免維護价秉;夾頭夾持刀具后始終處于彈性變形狀態(tài),使用壽命長暮态;使用加載器更換刀具迅速鹦赎、方便;夾頭對被夾持刀具的材料沒有限制误堡;采用完全對稱的結(jié)構(gòu)古话,適用于高速切削;可以顯著改善刀具在切削加工中的受力狀態(tài)锁施,有效地提高切削加工的精度和工件表面質(zhì)量陪踩。
(3)被夾持刀具所能傳遞的扭矩
TRIBOS-S型應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭直接夾緊刀具所能傳遞的扭矩見表1(表1中的數(shù)據(jù)是在大量實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上考慮了一定的安全系數(shù)后給出的,被測刀具的刀桿精度等級為h6)悉抵。
表1 TRIBOS-S型應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭直接夾持刀具所能傳遞的扭矩
刀具被夾部直徑(mm):3肩狂,4,5姥饰,6傻谁,8,10列粪,12审磁,14,16岂座,18态蒂,20,25
傳遞的扭矩(Nm):1.5厘乱,2.0雅跺,2.5,4.5潭女,12枕篡,20,30捍秃,50生香,70,100印洒,150藐病,200
2.2 TRIBOS-SVL刀具加長桿
TRIBOS-SVL刀具加長桿的工作原理和性能特點與TRIBOS-S型刀具夾頭相同,它的夾持回轉(zhuǎn)精度和重復(fù)夾緊精度≤3μm瞒谱。標準系列的TRIBOS-SVL刀具加長桿有100mm和150mm兩種長度赏庙,圓柱柄有12mm栋昙、20mm和32mm三種直徑尺寸。與12mm圓柱柄配合的夾持孔徑有3鸯乃、4鲸阻、5mm;與20mm圓柱柄配合的夾持孔徑有6缨睡、8鸟悴、10、12mm奖年;與32mm圓柱柄配合的夾持孔徑有14细诸、16、18陋守、20mm震贵。非標系列的刀具加長桿可以根據(jù)具體的要求決定制造長度。TRIBOS-SVL刀具加長桿夾持刀具后所能傳遞的扭矩與TRIBOS-S型刀具夾頭相同嗅义。它可以和各種刀具夾頭聯(lián)合使用屏歹,解決干涉問題,代替昂貴易耗的非標刀具之碗。
2.3 TRIBOS-R型應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭
TRIBOS-R型應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的結(jié)構(gòu)與TRIBOS-S相比蝙眶,TRIBOS-R加大了夾持段的外徑,設(shè)計了特殊的減振空腔結(jié)構(gòu)褪那,空腔中注滿了阻尼減振的熱固性塑料牵深,使刀具夾頭的減振性能、剛性和夾持力都得到很大的提高喷围,不僅可用于精加工粉越,也可用于重切削加工。與TRIBOS-S一樣码杆,TRIBOS-R型刀具夾頭同樣具有優(yōu)良的技術(shù)性能:夾持回轉(zhuǎn)精度和重復(fù)夾緊精度≤3μm薄罕;穩(wěn)定可靠的夾緊力;能傳遞很高的扭矩磁应;采用完全對稱的結(jié)構(gòu)妆崇,夾持器沒有活動的部件,無磨損部糠,免維護猜休,經(jīng)久耐用,適用于高速切削提甚;用加載器快速方便的裝夾和更換刀具飞灰;具有很好的剛性、優(yōu)良的阻尼減振性能褪储,可以提高切削加工精度卵渴,改善工件表面質(zhì)量慧域。
TRIBOS-R型刀具夾頭的工作原理與TRIBOS-S類似。TRIBOS-R型刀具夾頭直接夾持刀具后所能傳遞的扭矩奖恰。
刀具被夾部直徑(mm):6吊趾,8宛裕,10瑟啃,12,14揩尸,16蛹屿,18,20
傳遞的扭矩(Nm):8岩榆,12错负,20,40勇边,80犹撒,120,180畴垃,240
3.應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的動平衡特性
應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的動平衡是按照德國工業(yè)應(yīng)用研究組織AIF推薦的動平衡指標:
SK40栈站,SK50―G6.3/15000r/min;BT40, BT50―G6.3/15000r/min鲫畸;HSK-A 32-63―G6.3/15000r/min歇刺;HSK-A 80-100-G6.3/ 12000r/min;HSK-C 32-63-G6.3/15000r/min霜宙;HSK-C 80-100-G6.3/12000r/min章慌;HSK-E 32-63-G6.3/30000r/min。
如果有更高的轉(zhuǎn)速要求堕武,經(jīng)過更精細的動平衡恳繁,可以使TRIBOS-S型刀具夾頭和TRIBOS-SVL刀具加長桿適用于85000r/min的工作轉(zhuǎn)速,TRIBOS-R型刀具夾頭適用于55000r/min的工作轉(zhuǎn)速夫泛。在德國達姆施塔特生產(chǎn)技術(shù)和切削機床研究所進行的測試中擎骄,雄克公司的應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭在200000r/min的轉(zhuǎn)速下仍能保持良好的力學(xué)性能。
4 .應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的接口型式和夾持直徑
應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的接口是指刀具夾頭上與機床主軸連接的部位什箭,為了在多種機床上都能使用棋捷,刀具夾頭的接口有多種型式,常用的有:符合德國工業(yè)標準DIN 69871的SK型最仑,符合日本工業(yè)標準JIS B 6339的BT型,符合德國工業(yè)標準DIN 69893的HSK型藐俺。TRIBOS-S型刀具夾頭直接夾持刀具的最小直徑為3mm,最大直徑為25mm泥彤;TRIBOS-R型刀具夾頭直接夾持刀具的最小直徑為6mm欲芹,最大直徑為20mm卿啡。應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭也可與減徑套配合使用,實現(xiàn)一只刀具夾頭夾持多種直徑的刀具菱父。減徑套的外徑有12mm和20mm兩種尺寸颈娜。使用外徑12mm的減徑套,可以夾持直徑為3、4浙宜、5官辽、6、8mm的刀具粟瞬;使用外徑為20mm的減徑套,可以夾持直徑為6同仆、8、10裙品、12俗批、14、16mm的刀具斩憾。
5.TRIBOS裝刀加載器
用TRIBOS SVP-2型裝刀加載器裝卸刀具時式亥,將夾頭或加長桿夾刀一端按規(guī)定方向插入加力套,然后連同過渡套一起裝入加載器的加壓孔中淳习,關(guān)閉卸壓閥纸藕,手壓加壓手柄,使壓力表的讀數(shù)上升至規(guī)定的值馆梦,這時即可輕松地將刀具插入夾持孔內(nèi)蕾胶。松開卸壓閥,刀具即被夾緊桐继。卸刀也按同樣步驟進行刘耀。裝刀或換刀過程可在30秒內(nèi)完成。該裝刀加載器對硬質(zhì)合金刀具蚤弃、高速鋼刀具均可裝可卸召藻。
6.應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的使用要求
應(yīng)力鎖緊式刀具夾頭的使用要求是:當(dāng)被夾刀具的外徑≤8mm時,要求刀桿的精度等級為h6偿尘;當(dāng)?shù)毒咄鈴剑?mm時忆某,刀桿的精度等級可以放寬到h7。刀具在裝夾孔中的軸向調(diào)整量為10mm阔蛉。使用TRIBOS裝刀加載器裝弃舒、卸刀具時,加載器內(nèi)的油壓由壓力表讀出状原,油壓的數(shù)值必須小于每個刀具夾頭上所標注的最大容許壓力值聋呢,否則會使刀具夾頭產(chǎn)生塑性變形而損壞。
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