隨著加工中心的出現(xiàn)骇幽,特別是高速切削技術(shù)迅猛發(fā)展原探,使銑削柴底,鉆削等加工效率迅速提高秒拔,但螺紋加工卻成為了整個(gè)機(jī)械加工中的一介瓶頸墅纲。為了解決這一矛盾,許多絲錐制造商恐呢,如德國EMUGE就推出了針對不同零件材料的高速絲錐游淆,并且結(jié)合當(dāng)今最先進(jìn)的涂層技術(shù),使絲錐的切削效率节婶,耐磨性和使用壽命都大大提高擎丘。然而要想真正取得高速絲錐應(yīng)有的效果,有個(gè)因素卻往往被客戶給忽略的享积,那就是絲錐刀柄边久!
目前客戶主要使用兩種絲錐夾持系統(tǒng),第一種:帶長度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄履岂,這普遍應(yīng)用于搖臂鉆床遏治,大螺紋的加工,特別是結(jié)合帶有過載保護(hù)的絲錐快換夾頭函强,可以有效防止絲錐的斷裂鸵安。只是這種絲錐刀柄是屬于快換式的,裝夾特別方便反璃,但同時(shí)這種刀柄不是很適合高速切削昵慌,因?yàn)楦咚偌庸r(shí),過高的離心力會使絲錐刀柄與快換夾頭之間的配合變?nèi)趸打凇A硗庖环N是普通的ER夾頭废离,這種連接方式,是個(gè)純剛性的系統(tǒng)礁芦,可以實(shí)現(xiàn)高速切削蜻韭,考慮到該系統(tǒng)很便宜,因此往往是許多客戶愿意選擇的柿扣。但是我們接下來分析一下其問題所在肖方。
首先我們要定義一下,高速切削必須要在帶有同步主軸的CNC機(jī)床上未状,那么由于螺紋切削都存在主軸正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)這兩個(gè)過程俯画,我們假設(shè)Vc=60m/min(高速切削),螺紋尺寸為M6司草,那么其轉(zhuǎn)速應(yīng)為3184rpm艰垂,當(dāng)螺紋加工到要求深度后,主軸必須停止埋虹,并且馬上就必須反轉(zhuǎn)至3184rpm吭辛,在這一過程中裁愉,主軸停,進(jìn)給未必能停下在嘴净,并且反轉(zhuǎn)至設(shè)定速度也有個(gè)時(shí)間差属缚,這些均會使進(jìn)給與主軸轉(zhuǎn)速產(chǎn)生不匹配,這被稱為同步誤差护狠,即主軸與線性驅(qū)動單元的動態(tài)變化產(chǎn)生同步誤差隧鸠;再者絲錐的齒面也存在制造誤差,這也會造成誤差同蚂。這些微小差別懊玖,如果通過剛性的螺紋刀具,會導(dǎo)致系統(tǒng)中的誤差扔相,這對于螺紋切削循環(huán)非常不利援仍。我們先參考下圖
那么絲錐的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN22857定義了磨制螺紋的尺寸和公差,對于絲錐的螺距公差察夕,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妖坡。例如:一個(gè)M10的絲錐,其螺距為1.5区匣,那么在7個(gè)牙的長度方向允許產(chǎn)生±8μm的誤差偷拔,對比上圖,在軸向會產(chǎn)生1300N壓力(蘭色曲線)亏钩,而綠色曲線是M6的絲錐莲绰,其軸向則只產(chǎn)生略多少500N的壓力。因此姑丑,隨著絲錐直徑越大蛤签,絲錐承受的軸向壓力也越大!
普通的ER夾頭是無法釋放這軸向壓力的栅哀。因此德國EMUGE就設(shè)計(jì)了一個(gè)能緩沖這種主床的同步誤差以及絲錐精度誤差所產(chǎn)生的軸向壓力震肮,被稱之為“微量長度補(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度補(bǔ)償(約0.5mm)
2. 中心冷卻壓力可高達(dá) 50 bar留拾,加工通孔時(shí)戳晌,可以讓冷卻液沿絲錐柄部出水。
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
5. 同步攻絲時(shí)痴柔,有更好的工藝安全性
6. 可獲得更高的攻牙速度
7. 扭矩和軸向力的傳遞互相獨(dú)立
8. 球方式傳遞扭矩
實(shí)際應(yīng)用請參考以下兩圖為不同絲錐刀柄所產(chǎn)生的軸向力沦偎。a)_為普通ER夾持;b)_為EMUGE的微量長度補(bǔ)償?shù)牡侗Ρ停籧)_為其它類補(bǔ)償?shù)牡侗字佟5?張圖是轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)時(shí),普通ER夾頭的軸向力不到2000N剥讼,第2張圖是2000轉(zhuǎn)時(shí)壕赘,普通ER夾頭的軸向力已超過了2500N拾哈。而EMUGE的微量長度補(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(以下曲線均由Artis系統(tǒng)奏尽,在螺紋加工時(shí)讀出)
由實(shí)驗(yàn)證明:軸向壓力隨著速度提高而提高榨豹;當(dāng)用剛性絲錐夾頭擠壓加工時(shí)脸嗜,存在的壓力更不容忽視菠珍!而一般的絲錐刀柄僅比普通的ER夾頭多吸引一點(diǎn)點(diǎn)軸向力。
主要優(yōu)點(diǎn):可以獲得更高的螺紋表面質(zhì)量亭弥;可以使軸向切削力降低阴香;使絲錐的壽命延長。
目前來說粮剃,在汽車行業(yè)內(nèi)恳蹲,特別是新型的生產(chǎn)線上,如缸體俩滥,缸蓋上嘉蕾,曲軸,大量的這種微量長度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄在運(yùn)用著霜旧,并取得很好的效果错忱!
因此,從以上分析及數(shù)據(jù)來看挂据,高速螺紋加工必須重視絲錐刀柄的選用以清。這是一個(gè)不可忽視的因素!
(埃莫克法蘭肯精密工具(蘇州)有限公司 曹杰)
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