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刀夾系統:把握高速旋轉 發布時間:2020-08-07     次瀏覽
刀片,圓刀片,機械刀片,剪板機刀片當要以15000r/min以上的主軸轉速進行加工時,人們可能就會發現又要去面對更多的問題:不平衡、振動帶來的影響以及徑向跳動量擴大等,這些都是導致刀具壽命縮短、產生不良表面質量...

  刀片,圓刀片,機械刀片,剪板機刀片 當要以15000r/min以上的主軸轉速進行加工時,人們可能就會發現又要去面對更多的問題:不平衡、振動帶來的影響以及徑向跳動量擴大等,這些都是導致刀具壽命縮短、產生不良表面質量、造成主軸故障的潛在因素。刀夾選擇錯誤,對于用戶來說無疑意味著自找麻煩。 現在,人們不得不面對機床轉速不斷提高的這個事實。特別是汽車輕量化的需要,使鋁合金材質工件的高速加工應用更加廣泛。高速加工帶來的高產量,也讓發動機機體、動力驅動系統部件以及沖模和鑄模的制造商們受益匪淺。與此同時,HSM 還使輕量化制造變為現實,并且更為可靠。 對于高速加工而言,刀夾對于生產的可靠性、加工精度和總成本效應的影響尤其重要。刀夾必須是平穩或者易于平穩的,必須具有足夠的夾緊力,必須足以應對車間的生產以及各式各樣的切削刀具。 刀具夾緊技術的最新趨勢是采用熱縮式夾緊結構,裝夾時利用感應或熱風加熱使刀桿孔膨脹進行刀具的更換,然后采用風冷使刀具冷卻到室溫,利用刀桿孔與刀具外徑的過盈配合夾緊,這種結構使刀具在高轉速下仍能保持可靠的夾緊性能,特別適用于更高轉速的高速銑削加工。 該系統對高速加工來說似乎有著令人信服的設計理念。由于其對稱性和缺少移動部件(如螺絲釘),它們具有固有的平衡性,徑向跳動在2.5~5.0mm之間或者更少,且能提供相當大的夾緊力。據Briney Tooling Systems公司的估計,當鏜桿以75kW的功率旋轉刀具時,熱縮式刀夾可提供給錐柄的夾緊力平均為44.5kN。該公司聲稱,其夾緊能力高于機械或液壓卡爪的夾緊力5倍以上。 然而熱縮式刀夾的使用推廣卻十分緩慢,分析其原因可能存在以下幾點:首先,采用熱脹冷縮原理的安裝理念不為人們所接受。有些人對不使用固定螺絲或卡爪來夾緊物件的方式缺乏感性認識,再加上收縮性錐柄必須有與之相匹配的專有錐柄直徑,因此,對尺寸各異的刀具來說,使用時好象并不十分靈活。然而,在大批量的汽車部件生產中,這還算不上是什么主要問題,因為,通常人們使用的錐柄都是標準的。盡管可以縮短換刀時間,這個過程所需要的時間甚至低于30s,但由于存在加熱和冷卻的過程,仍有某些人對此持否定態度。 此外,成本問題也是人們所需要考慮的。采用熱縮式夾緊結構的刀夾成本要比其他刀夾大約高出30%,而且還需要配備一套感應加熱單元,其成本從幾千美元到10000美元以上不等。但所有接觸過熱縮式刀夾的用戶都認為,熱縮式刀夾在實踐中的表現證明,它們確實具有充足的合理性,無論高速加工還是低速加工其優勢都是顯而易見的。這一點可通過與采用液壓夾緊原理或其他機械方式的刀夾進行比較即可看出。這些優勢最終體現在切削刀具壽命和高速加工生產力的提高上,加快的進給率和較低的刀具消耗補償了使用熱縮式夾具所帶來的成本。


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