【編者按】一位年輕的工程師展示出了減振鏜桿的原樣模型,這是他大學(xué)畢業(yè)論文的成果。思路決定出路,Teeness富有創(chuàng)造力和想象力的工程師們清楚意識到振動問題的嚴重性(特別是內(nèi)孔車削的振動)揖岔,于是想方設(shè)法將自己的想法付諸實踐。
通過與山特維克可樂滿通力合作侥淤,然后接二連三的創(chuàng)新不斷您脂,開發(fā)出了世界上獨一無二的Silent Tools減振刀具。
五十年前电动,由于加工作業(yè)時刀具出現(xiàn)振動顫抖,導(dǎo)致加工性能無法到達最佳水平猿饿、零件質(zhì)量出現(xiàn)問題褂洽、噪聲水平過高、刀具使用壽命太短耀骆,甚至還加工出廢品痛祈。在很多情況下,根本無法加工卢掖,因此具有很大的改進潛力--人們正期盼選用和開發(fā)一種新型的加工手段暴撼。
六十年代,Teeness開始潛心研究幾十年甘有,找出切削刃產(chǎn)生振動的根源诉儒、性質(zhì)和處理方法。已經(jīng)充分證明亏掀,振動可看成是切削刀具的可變撓曲忱反,如果無撓曲,也就無所謂振動滤愕。刀具振動是由動態(tài)切削力引起的温算,只要有動態(tài)切削力怜校,振動就會持續(xù),即使在表面看起來連續(xù)的切削中注竿,切削力也會發(fā)生快速微小的變化茄茁。當(dāng)時,消除加工振動的主要方式是增加裝刀的靜態(tài)剛度巩割、降低作用在刀具上的切削力裙顽、增加動態(tài)剛度。正是處于后者的考慮喂分,Teeness通過使用被動的動態(tài)減振器熔又,形成了別具一格的新思路。
這種思路是基于刀具桿(本文系指鏜桿)內(nèi)處于流體里的彈簧懸掛重物的振動吱裙。設(shè)計了額外的重物在切削頻力的刺激下自振非宝,相對于切削過程中產(chǎn)生的不同于鏜刀桿的頻率振動,形成一種中和效應(yīng):減振效應(yīng)因此產(chǎn)生臭颈,加工過程中的振動不能全部消除券转,但是可通過抑制刀具在可接受的極限范圍內(nèi)而減至最低。創(chuàng)造性理念正是基于這種原理伺狮,在Teeness的工程師們的不斷探索創(chuàng)新的過程中樊悬,制造出了滿足工作需要的鏜桿。但是莱妥,正是在研發(fā)成果轉(zhuǎn)化時遇到了嚴峻的挑戰(zhàn)--刀具是否適銷對路谋哼、應(yīng)用領(lǐng)域和經(jīng)銷渠道都是未知數(shù)。
在幾年的研發(fā)成果轉(zhuǎn)化后叔三,Teeness接觸到鄰國瑞典的當(dāng)時處于世界領(lǐng)先的切削刀具制造商缩铸,尋求是否有合作的機會。山特維克可樂滿當(dāng)時正在潛心研發(fā)大多數(shù)金屬切削的可轉(zhuǎn)位刀片刀具硝拧,馬上看好Teeness (TNS)理念的巨大潛力径筏,同時指出了減振鏜桿的研發(fā)方向。1973年障陶,可樂滿刀具程序采用了這種理念滋恬。經(jīng)過一段時間以后,減振工具系統(tǒng)一路騰飛抱究,深受人們的青睞恢氯,在全世界得到廣泛的應(yīng)用。
首批山特維克可樂滿TNS減振鏜桿共有三種直徑規(guī)格:32 mm鼓寺、40 mm和50 mm酿雪, 長度分別為 450mm、550 mm和700 mm -- 用于無故障加工侄刽,懸伸可達十倍直徑指黎。這些鏜桿的刀頭可互換朋凉,可快速調(diào)整,并且可使用不同類型的刀架和可轉(zhuǎn)位刀片醋安。新型設(shè)計包括:一塊浸入特種油中由彈簧懸掛的杂彭、質(zhì)量為中等到重型的合金塊。特種油從加工過產(chǎn)生的振動中吸收能量侠森,并將能量轉(zhuǎn)換成被由吸收的熱量嘱峦。合金塊的慣量可通過鏜桿上的調(diào)整螺釘設(shè)定,從而設(shè)定振動頻率磺勋,改變彈簧懸架的張力侍除,達到最佳的減振效果。鏜桿還設(shè)有內(nèi)冷系統(tǒng)秉疚,有助于排屑晋蛾。
阻尼鏜刀桿
我們對內(nèi)孔車削也做了大量的改進,即使是第一款產(chǎn)品也是如此:金屬去除率翻番椅勿。當(dāng)懸伸長度是直徑的八倍和采用較高的切削參數(shù)時艳院,大大地提高了精加工的表面粗糙度,表面粗糙度為Ra 1.3扯际,而傳統(tǒng)的實心鏜桿為Ra 8.8微米颠恬。
到1980年時,山特維克可樂滿TNS推出了短式鏜桿注芯,使用的懸伸長度為直徑的七倍憾汛。這種鏜桿的優(yōu)勢是不需要調(diào)整,便可達到優(yōu)化的減振效果肝陪。這種設(shè)計是一個深度的創(chuàng)新笆焰,通過減振裝置的設(shè)置,覆蓋了鏜桿懸伸范圍內(nèi)所有可能的振動頻率见坑。采用再創(chuàng)新技術(shù),使得減振刀具的使用更加簡單容易捏检,同時可節(jié)省裝刀時間荞驴。
接下來使用了山特維克可樂滿行業(yè)領(lǐng)先的刀具材料--硬質(zhì)合金不僅僅用作切削刃,同時還用作增加刀具靜態(tài)剛度的鏜桿套筒(靜態(tài)剛度是鋼的2.5倍)贯城。減振鏜桿的懸伸可加長至直徑的十二倍熊楼。而且也意味著有大量旋轉(zhuǎn)刀具可以使用減振刀桿。把不可能變成可能能犯,一切皆有可能--使用硬質(zhì)合金的高切削參數(shù)指日可待鲫骗。由于減振刀具破解了世界難題,所以被廣泛認可和接受踩晶。
從八十年代開始执泰,由于科技進步枕磁,多種制造行業(yè)遇到的零件都需要深孔加工,有時候這種加工還相當(dāng)復(fù)雜杖烘。例如航空工業(yè)涉捂、能源行業(yè)、模具行業(yè)就有大量加工難度大而要求特別嚴格的復(fù)雜孔洞或腔室于抬。同時渣冒,通用工程行業(yè)、汽車制造業(yè)和機床制造行業(yè)也有很多制造商選擇減振刀具元邻,解決其他刀具無法解決的問題琅瘦。這種獨具特色的減振理念用于標(biāo)準(zhǔn)刀具已經(jīng)有十多年的歷史,同時還用于訂制的刀具咒付,適合各種特殊的機床乌诚、零件和加工。例如膨泄,加工圓柱形者妆、錐形、彎曲和橢圓形鏜桿段段丸。目的是最大限度地增加深孔加工的剛度喘疹,達到最佳的減振效果。當(dāng)時饰及,Teeness和山特維克可樂滿共同積累了更深刻的設(shè)計和應(yīng)用減振刀具方面豐富的專業(yè)知識和寶貴經(jīng)驗蔗坯。
九十年代,隨著油氣行業(yè)快速發(fā)展燎含,需要大量的深孔加工零件宾濒。平身車床獲得了重生,部分車床銷往石油國家屏箍。這些車床剛性更大绘梦,裝備更精良,能加工石油勘探件的深孔赴魁。我們研制了多種專用減振鏜桿(580型)卸奉,直徑范圍80~300 mm,最適合鏜桿長度是十倍孔徑的粗加工和精加工颖御,特殊場合可達到十五倍孔徑榄棵。這些鏜桿需要通過徑向調(diào)整螺釘用手動精調(diào),并且裝有可互換的刀頭潘拱。還可采用直徑最大疹鳄、重量大約三噸的硬質(zhì)合金增強型鏜桿。這些鏜桿為多種惡劣加工作業(yè)提供了解決方案,同時還縮短了石油設(shè)備零件的交貨時間摹钳。
重載 鏜刀接桿570-4C
對于斜身CNC車床讼舰,我們開發(fā)了預(yù)調(diào)式減振鏜桿(570型)的標(biāo)準(zhǔn)程序,直徑范圍16~100 mm耿把。這些鏜桿裝有小巧輕質(zhì)的切削單元蚂悯,更換方便,通過鋸齒型聯(lián)軸節(jié)舍仙,安裝十分牢固蒜薇。短桿和長桿都有,分別可達7~10倍直徑云钻。采用這些鏜桿的解決方案特別高效脯堂、使用非常方便,可適合多種不同的內(nèi)孔車削加工聋寻,同時還專門用于不同行業(yè)的多種不同應(yīng)用颤与。這些鏜桿是當(dāng)今減振刀具減振程序的先行者,刀桿包括傳統(tǒng)的圓柱式接柄坠狡、或Coromant Capto接口继找、刀桿前端CoroTurn SL和QC用于刀頭的快速更換,用于內(nèi)孔車削逃沿、開槽和螺紋加工婴渡。為了實現(xiàn)更好的加工經(jīng)濟性,車床的刀具快換功能越來越被視為一種重要途徑凯亮,并且減振鏜桿已經(jīng)成為刀具大家庭的重要一員边臼。
振動是銑削和鏜削所使用的旋轉(zhuǎn)刀具所需要解決的問題。現(xiàn)在假消,由 Sandvik Teeness開發(fā)的Silent Tools減振刀具已經(jīng)有了適合需要長刀具懸伸加工領(lǐng)域的解決方案柠并。 我們已經(jīng)為這些與單點車削有較多不同的方法的特殊要求,專門開發(fā)了一系列的不同長度的接柄以及可換頭刀具富拗。在該解決方案中臼予,銑削刀具或鏜削刀具可以采用更高的切削參數(shù),提供了更好的加工結(jié)果以及更長和更安全的刀具壽命啃沪。包括了Silent Tools減振接桿在內(nèi)的刀具組件是解決方案的一部分粘拾。目前已經(jīng)開發(fā)出來了減振系統(tǒng),它可以直接植入到某些長柄銑刀中谅阿,例如立銑刀。在某些工業(yè)部門例如模具制造業(yè)的應(yīng)用中某蛆,要求立銑刀能深入到很深的地方碴秽。
在多任務(wù)機床和銑車機床中,有多種不同型號和懸伸的減振刀具也正在變得越來越重要。從七十年代開始承叫,為了解決各種不同行業(yè)的復(fù)雜應(yīng)用蔫沐,作為標(biāo)準(zhǔn)刀具或先進的訂制鏜桿的減振刀具的開發(fā)一直在不斷發(fā)展中,也包括了機床制造商的解決方案织鳖。時至今日激点,減振單元已經(jīng)可以與鋸齒型鎖定( Serration Locking)的刀板組合使用,這是特別為航空工業(yè)和能源工業(yè)開發(fā)的卷哟,它可以切削更深而復(fù)雜的溝槽开辫,而且常常是用于難以加工的材料上。
Silent Tools 阻尼接桿
現(xiàn)在役躬,Silent Tools減振刀具產(chǎn)品范圍包括最大直徑到250 mm的標(biāo)準(zhǔn)刀具颤榛。最大鏜桿的直徑為450 mm,具有10倍直徑的懸伸纸兔,重量達7噸惰瓜。加工中心上使用的CoroBore系列中,減振刀具在旋轉(zhuǎn)刀具應(yīng)用中用得越來越多汉矿。在車削中心上崎坊,減振刀具的快換裝置也越來越多地被應(yīng)用,例如當(dāng)使用可樂滿Capto C10連口時洲拇,快換裝置就具有很大的優(yōu)勢奈揍。此時,鏜桿不容易卸下呻待,當(dāng)鏜桿在轉(zhuǎn)塔上的情況下打月,就難于執(zhí)行其它工序。不是每次都要安裝上大的鏜桿蚕捉,而是使用快換裝置即可通過更換切削頭輕松完成奏篙。每次安裝大的鏜桿需平均費時40分鐘,而使用快換裝置迫淹,只需要5分鐘秘通。也可以安裝自動換刀裝置,例如升筛,使用機械手(它也更換零件)更換一個有14倍直徑懸伸的100 mm Silent Tool 減振鏜桿振沾。
最近,我們與大型銑-車機床的制造商一起推出了用于大直徑減振鏜桿的最先進的解決方案柳竟。所牽涉的工序是長的鈦合金零件的內(nèi)孔車削莽恩。鏜桿是訂制的,它能達到13倍176 mm的直徑的深處慰乾,非支撐部分長度達到2300 mm妨试。此外,還必須有在鏜桿前面裝有自動換刀裝置。為了保證操作安全性词俏,需要使切屑的易于排出阿绣,因此,鏜桿還裝配了提供超高壓冷卻液 (350 bars)的噴嘴标腮,以確保將冷卻液噴射到切削刃處郁邪,以利于切屑輕松排出。
Silent Tools減振刀具是目前減振刀具中全球領(lǐng)先的品牌祈很。自2008年以來昧识,位于挪威的Sandvik Teeness從最初產(chǎn)生要開發(fā)減振刀具的想法到今天的領(lǐng)先位置,走過了漫長之路母剥。如今滞诺,它成為山特維克可樂滿減振加工的全球能力中心,主要從事研究环疼、概念開發(fā)习霹、訂制和標(biāo)準(zhǔn)刀具的設(shè)計以及應(yīng)用支持。
如今炫隶,創(chuàng)新的淋叶、已獲專利的減振系統(tǒng)被全球公認為是最先進的技術(shù)。盡管與最初的概念相比已有很大的不同和發(fā)展伪阶,但是煞檩,刀具減振仍然可以說是基于重質(zhì)量,由專門設(shè)計的在特殊液體中的橡膠彈簧支撐的原理栅贴。這是對動態(tài)振動本質(zhì)的研發(fā)以及數(shù)十年解決刀具可達深度的實踐應(yīng)用的結(jié)果 -- 這一點使得山特維克可樂滿的Silent Tools減振刀具從最初解決振動問題的工具到現(xiàn)在的成為提高生產(chǎn)效率的一種強大手段斟湃。
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