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高速切削加工技术环境下的刀柄技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-06-28    浏览次数:551
  将机床主轴与刀具相连接的刀柄是影响加工精度,机床和刀具寿命及加工效率的关键部件,而高速加工的主轴转速一般为15000rpm~40000rpm,最高可达100000rpm。这对刀柄的结构,刚性,精度,夹持力,动平衡等都提出了更高的要求。
  对于加工而言,刀具振动直接影响着加工所获得的表面质量,在旋转加工过程中,我们如终追求着切削力能够均匀的分布在刀具刃口上,而要达到这一目标,显然刀柄至关重要。
  1、刀柄的同轴度好( 精度<0.01mm), 即使在高转速的前提下,还能够使刀具与主轴在同一轴心上旋转,保证了切削力的均匀分布。
  2、要保证刀柄有足够的刚性,我们需尽量选择悬伸量短的刀柄。
  3、夹持力是考验刀柄性能的重要因素之一,在加工过程中有一个术语叫缩刀,指刀柄夹不紧刀具,加工过程中会影响加工件几何尺寸,甚至引起刀具断裂。
  4、动平衡质量对整个旋转系统的动态性能有着重要的影响,我们认为不平衡相当于有一个偏心物体在旋转,这个偏心物体能够引起离心力,且随着转速的增加呈平方值增大,这意昧着相同的不平衡量在转速为22000rpm 的主轴上引发的离心力是转速为2000rpm 主轴的121 倍,因此高速加工中刀具刀柄装置的不平衡性具有特别明显的不良后果。
  为了适应高速切削加工对刀具系统的要求,也因为筒夹式刀柄良好的阻尼特性能够给加工过程带来好的效果,台湾正河源针对市场上最常见的ER 筒夹式刀柄进行了改进, 改进后的PNER 刀柄能够达到极高的刚性和重复精度,以满足高速加工过程中获得高的表面质量与加工效率。
  1、高精度才能获得切削力的均匀分布,PNER 刀柄拥有与热缩刀柄同样的精度等级(精度< 0.003mm),实践证明刀柄精度每提升0.01mm,刀具的使用寿命能廷长10%。
  2、高刚性除了选择悬伸尽可能短的刀柄外,对于相同长度而言,选择更优质的刀柄材质与增加锻造工艺都能提高刀柄的强度和使用寿命。
  3、高速加工要求小切削量与高速进给量,高进给对于刀柄夹持刀具后的夹紧力提出了更高要求,台湾正河源PNER 刀柄针对夹持力也进行了改进,筒夹低剖沟数增加本身的强度,且与刀柄和螺帽的接触面积更多,螺帽螺纹的特殊涂层处理让其比普通ER 刀柄夹持力提升30% 以上。
  4、在动平衡方面,除刀柄本身的对称设计和无风阻螺帽的标配外,还另做G2.5 精密动平平衡等级,让其转速在36000rpm 时都能轻松应对。其实更适合高速加工的是热胀冷缩刀柄,因其一体式的结构,没有任何附加的连接物,使其在高速旋转中更平衡,但因热胀冷缩刀柄的售价与需另购一台价值不菲的加热设备,让其很多用户望而怯步,而筒夹式刀柄因其广泛的通用性与合理的价格是很多用户选择它的原因,相信将普通ER 刀柄进行改良后的PNER 刀柄在高速切削加工领域能够很快得到客户的认可。
 
 
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