隨切削高速化的發(fā)展,刀具要在比以前高得多的轉速下進行切削加工,BT刀柄的連接性能就出現(xiàn)以下主要不足:主軸與刀柄不能實現(xiàn)與主軸端面和內錐面同時定位,導致連接剛度低,尤其是在高轉速下,由于離心為的作用,主軸錐孔大端擴張量大于小端擴張量,使得刀柄和主軸的接觸面積減少,工具系統(tǒng)的徑向剛度,定位精度下降。在高速旋轉下(特別是轉速超過8000rpm后),在離心力作用下刀柄向外的擴張量與主軸孔的擴張量差異明顯,而且在孔口部位擴張量的差異要大于刀柄尾部,在拉桿的作用下,刀柄向后移動導致軸向位置發(fā)生變化,影響了加工精度和刀具穩(wěn)定切削條件。并且主軸停車后,刀柄和主軸徑向彈性回復,容易使刀柄卡死在主軸中,很難拆卸。主軸的膨脹還會引起刀具及夾緊機構質心的偏離,從而影響主軸的動平衡。刀柄為實心長錐柄結構,因此質量大,在加工中心上應用時,換刀速度較慢,導致非加工時間較長。MST熱裝式刀柄具有以下特點:實現(xiàn)了使用價格低廉的熱風式加熱器進行;熱裝卸操作。MST刀具熱裝式刀柄聯(lián)系方式
刀片材料主要依據被加工工件的材料、工件表面的精度要求、切削載荷的大小及切削加工過程中有無沖擊和振動等條件決定。刀片尺寸主要是指有效切削刃的長度,根據背吃刀量ap和主偏角_kr確定,使用時可查閱相關手冊。刀片形狀根據被加工工件表面形狀、切削方法、刀具壽命和刀片的可轉位次數等因素來選擇。刀尖圓弧半徑的大小直接影響刀尖的強度和被加工零件的表面粗糙度。通常在背吃刀量較小的精加工、細長軸加工或機床剛度較差的情況下,選取較小的刀尖圓弧半徑;在需要刀刃強度高、零件直徑大的粗加工中,選取較大的刀尖圓弧半徑。日本MST刀具安裝工作站熱縮刀柄的工作原理:利用刀柄和刃具的熱膨脹系數之差,實現(xiàn)夾緊刃具。
在高速加工時,刀具產生的空氣湍流使冷卻液無法到達預定的刀刃部位,大量的冷卻液在抵達刀刃前散開來,而不是沖刷并冷卻著刀具。冷卻噴孔系統(tǒng)通常用于普通速度的加工,冷卻液流經刀柄內部的冷卻孔,從刀柄的端面噴出,流向刀刃部位。而環(huán)繞冷卻系統(tǒng)與冷卻噴淋系統(tǒng)的很大不同在于:刀柄的端面用激光焊接了一個圓環(huán),圓環(huán)內孔的周邊有一圈細縫。冷卻液在刀柄端面積聚,產生高壓,從細縫處輸送到刀具的四周。冷卻液直接環(huán)繞著刀具柄部流動。就像一件封閉的外套,因此對氣流不再敏感。在刀具柄部的末端,冷卻液被壓入容屑 槽,將切屑沖出,并在高壓狀態(tài)下到達刀刃不會霧化,因而其冷卻效果可以大副提升。
在加工現(xiàn)場,會有鐵粉以及油污混合的雜質,無論怎么擦拭都無法徹底清理干凈,如果內徑沒有槽的話,生成的油膜容易使刃具在刀柄中發(fā)生打滑并且會使夾持力降低到1/2以下。槽的尺寸也很重要,過小發(fā)揮不了效果,過寬會使刃具柄部損傷,導致在使用過程中出現(xiàn)問題。例如:300kg·m夾持力的刀柄,刃具柄部每1cm2約會承受2ton的壓力。以往滾針鎖緊方式的刀柄內壁比較薄,雖然夾持力比較大,但本體剛性不好,容易出現(xiàn)掉刀的現(xiàn)象。近來內壁厚10mm的刀柄成為主流產品,這樣不但保證了夾持力,同時也增強了剛性。彈簧夾頭刀柄可以用來夾持直柄的鉆頭、立銑刀以及絲錐等。
刀柄法蘭安裝在主軸頭上,刀柄在 Z 方向上有明確的機械支撐,因此,在較高轉速下,不會因離心力增大而進入主軸。動平衡和同軸度:根本的錯誤在加工準備階段可能已經發(fā)生,致使較小振動和安全的過程控制不可能實現(xiàn)。要實現(xiàn)穩(wěn)定的 HSM 加工,按照要求對刀具和刀柄裝置進行動平衡并對其同軸度進行檢查是至關重要的。還必須考慮與動平衡質量有關的旋轉速度極限。動平衡不好或同軸度不好的旋轉刀具系統(tǒng)將導致:非常糟糕的表面質量;非常低的刀具使用壽命;糟糕的加工穩(wěn)定性和安全性;可能損壞銑削主軸。動平衡質量對整個旋轉系統(tǒng)的動態(tài)性能有著重要的影響。高速加工中刀具刀柄裝置的不平衡性具有特別明顯的不良后果。傳統(tǒng)刀柄,有ER型,強力型,側固型,平面銑刀型,鉆夾頭等等。MST刀具熱裝式刀柄聯(lián)系方式
刀柄材料采用了MST獨自開發(fā)的熱膨脹系數很大的熱裝所用特殊不銹鋼 實現(xiàn)了300℃的低溫熱裝。MST刀具熱裝式刀柄聯(lián)系方式
銑刀受力所產生的徑向分力會造成讓刀,讓刀無法避免,但我們可以盡可能地減小讓刀。減少讓刀就是抵抗徑向分力(剛性),這需要刀柄有足夠的壁厚來抵抗,進而要求刀柄在沒有干涉的情況下,讓刀柄更加粗壯來提高有效壁厚,強力銑刀柄的壁厚也通常是很大的。(無效壁厚又是什么呢?) 所以,立銑刀很適合用強力銑刀柄夾持,因為強力銑刀柄兼具了一和二的特點。那么強力銑刀柄是實現(xiàn)的呢?增加壁厚會造成強力銑刀柄收縮量減少,使得夾持力下降,二者實際是一對矛盾體。為了解決這一矛盾,廠家們選擇在刀柄內孔壁開槽,使得增大壁厚的同時,實現(xiàn)大夾持力。開槽的處理方式有很多種,開槽過寬會降低夾持面積及槽邊緣易損傷刃具柄部,造成精度下滑和不可逆損傷等。MST刀具熱裝式刀柄聯(lián)系方式
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