低水平的粗加工時代已經(jīng)過去。當(dāng)今要想在較短的時間里切除掉大量的切屑,就需要采用一流的切削刀具和高性能的刀夾系統(tǒng)驶忌。
對于較大的材料切除量,需要采用較高的進給量和較大的吃刀量笑跛,以便在很短的時間里位岔,盡可能地切除較多的工件材料,達到最高的生產(chǎn)率堡牡。
在高效銑削時,由主軸箱杨刨、主軸晤柄、刀夾、刀具和工件構(gòu)成的整個系統(tǒng)承受著特別大的負(fù)載吊冬。由專門與加工工藝相適應(yīng)的擒摸,諸如硬質(zhì)合金、鈦基硬質(zhì)合金(Cermet)或立方氮化硼等刀具材料制成的刀具量伏,能特別好地經(jīng)受得住極大的交變載荷兴氧。為了減少斷裂的危險,個別的也可采用纖維強化的陶瓷刀具畴贵。
刀夾也承受著極大的負(fù)載厦冤,在端面銑削加工時,會產(chǎn)生能使刀具—刀夾系統(tǒng)發(fā)生偏斜的極大徑向力幅秉。而刀具偏斜的狀態(tài)與刀夾的結(jié)構(gòu)奔豫、刀具—刀夾系統(tǒng)的懸伸長度和切削用量有關(guān)。此外,部分會產(chǎn)生很大的軸向推力(與切削刀刃的螺旋角有關(guān))袄洁,在最不利的情況下员漩,這個力會使刀具從刀夾中拔出。
選擇刀夾的準(zhǔn)則
選擇適合于進行粗加工的刀夾晤泌,要考慮4個關(guān)鍵性因素:
◆ 回轉(zhuǎn)精度:如果所夾緊的刀具與刀夾的軸線不同心逝淹,在加工時刀具就會產(chǎn)生沖擊。這將導(dǎo)致刀刃產(chǎn)生微觀破裂桶唐,并加速刀具磨損栅葡。此外,回轉(zhuǎn)精度嚴(yán)重影響到能否保持工件加工的尺寸和公差莽红。綜合考慮這些后果妥畏,因此,在材料切除量大的切削中安吁,也常常要采用回轉(zhuǎn)精度小于0.003 mm(在距離刀夾端部2.5倍刀具直徑的部位測量)的精密刀夾醉蚁。
◆ 夾緊力:夾緊力是關(guān)系到刀夾和刀具之間的接口能否產(chǎn)生扭矩的關(guān)鍵。如果有足夠的夾緊力鬼店,刀具就能連續(xù)地切削工件材料网棍。如果夾緊力太小,刀具就會在刀夾中發(fā)生旋轉(zhuǎn)妇智,致使切削不穩(wěn)定滥玷。在極端的情況下,刀具甚至完全會從刀夾中脫落下來巍棱。為了避免這些現(xiàn)象的發(fā)生信撞,過去的大多數(shù)是采用了成型連接的刀夾系統(tǒng),用于材料切除量大的切削加工穴你。但是癣垛,這種刀夾系統(tǒng)在回轉(zhuǎn)精度方面往往不夠高。目前乓收,由于技術(shù)的進步瞻坊,應(yīng)力鎖緊連接的刀夾也可以確保較高的夾緊力,采用這種刀夾愧棋,可以平穩(wěn)地進行材料切除率大的粗加工兼峻。
◆ 徑向剛性:能承受多大的切削力,這與刀夾的徑向剛性有關(guān)罗和。刀夾材料的特征(彈性模量)神深、刀夾的幾何特征(尺寸大小、形狀和壁厚)功哮,以及刀夾與整個機床系統(tǒng)的連接狀況是影響徑向剛性的主要因素毫痢。刀夾結(jié)構(gòu)尺寸越短趾始、直徑越大、刀具和刀夾組成的系統(tǒng)部件越緊密成一體耙旦、刀夾的夾持孔的壁越厚脱羡、在機床主軸上刀夾的支撐越牢固,就越能提高刀夾的徑向剛性免都。
◆ 減震性能:在銑削加工時锉罐,不可避免產(chǎn)生振動。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)是由加工過程中切削厚度的不均勻绕娘、單個刀齒在切削過程中斷續(xù)的切削有關(guān)脓规,也與刀具—刀夾系統(tǒng)的不平衡有關(guān)。刀夾可以類似于減震器來吸收振動险领,就有利于進行平穩(wěn)和均勻的切削加工侨舆。這樣就可以減小噪音,提高工件表面的加工質(zhì)量绢陌,延長刀具的使用壽命和提高機床主軸的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)挨下。
如果對在市場上流行的刀夾技術(shù)就其4個性能特征進行比較,表明這些刀夾存在著明顯的差別脐湾。Weldon刀夾在回轉(zhuǎn)精度方面顯然較低臭笆,并容易產(chǎn)生抖動。傳統(tǒng)的彈簧夾頭回轉(zhuǎn)精度和夾緊的重復(fù)精度以及夾緊力方面都較低隶秒。熱脹冷縮式夾頭具有較高的回轉(zhuǎn)精度持沛、較大的夾緊力和較高的徑向剛性。但是媒敲,由于是整塊類型的夾緊裝置汇凌,在進行粗加工時對產(chǎn)生的振動幾乎難于實現(xiàn)阻尼。因此透鹊,很長一段時間為這種粗加工專門設(shè)計的精密夾頭是一種基于三棱應(yīng)力鎖緊技術(shù)的精密夾頭坊欢,是作為粗加工用的首選夾頭。這種夾頭的格子形腔式結(jié)構(gòu)確保了其特別高的剛性鹃封。此外,由銅合金鑄造的嵌件有著突出的減震作用肝唁,這種減震性能大約要比熱脹冷縮式夾頭高4倍趟伺。
令人信服的液壓膨脹和三棱應(yīng)力夾緊技術(shù)
雄克公司專門為粗加工,同時對兩種夾緊系統(tǒng)進行了優(yōu)化处冰。其實酸疹,技術(shù)的進步使三棱應(yīng)力鎖緊夾頭和液壓膨脹夾頭成為一流的技術(shù)產(chǎn)品。其中借助于加厚膨脹套的精密刀夾赞辩,可以通過油介質(zhì)來大大提高傳遞的扭矩雌芽。這樣授艰,對刀柄夾持孔徑為20mm的現(xiàn)代液壓膨脹夾頭,現(xiàn)在可傳遞達900 Nm的扭矩世落,對直徑為32mm的可傳遞甚至達2000Nm的扭矩淮腾。這要比傳統(tǒng)的液壓膨脹夾頭高出60%的扭矩。由此屉佳,這種夾頭為相當(dāng)費勁的粗加工谷朝,甚至為銑削深槽提供了最佳的工作條件。夾頭中填滿油的膨脹腔和膨脹套武花,可抑制加工中出現(xiàn)的震動圆凰,并吸收出現(xiàn)的峰值負(fù)載,這樣使刀具平穩(wěn)地進行切削体箕。與此同時专钉,精確且強大的一束夾緊力,它無需采用和操作附加的外圍設(shè)備來實現(xiàn)累铅,這在經(jīng)濟上是十分有利的跃须,而且在價格方面也很有吸引力。這樣的刀夾能使刀具切削刀刃和主軸工作平穩(wěn)朋暴,而且獲得光潔的工件表面佛缕。采用這樣的刀夾,使生產(chǎn)廠家在粗加工中可節(jié)省高達40%的刀具費用下抬。
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