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加工中心刀具與高速主軸的連接方法
日期:2009年12月25 來(lái)源:
沈陽(yáng)第一機(jī)床廠
關(guān)鍵字:加工中心
從以上的分析可知,刀具與主軸連接中存在的主要問(wèn)題是連接剛度、精度、動(dòng)平衡性能、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、互換性和制造成本等。為解決這些問(wèn)題,主要有以下幾種方法:
(1)對(duì)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)7:24錐孑L連接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),消除連接時(shí)連接面之間的間隙,改善標(biāo)準(zhǔn)7:24連接的靜態(tài)性能。如美國(guó)的WSU一1、WSU--2刀柄。
(2)嚴(yán)格規(guī)定公差配合,增大軸向拉力。如把配合精度由AT4提高到AT3、AT2。
(3)在不改變標(biāo)準(zhǔn)7:24錐孔連接結(jié)構(gòu)的
加工中心
前提下,實(shí)現(xiàn)錐孔和端面同時(shí)接觸定位。如日立精工公司的H.卜C(Hitachi FacingStop) “日立”端面限位刀柄、大昭和精機(jī)株式會(huì)社的BIG—PLUS刀柄、
機(jī)床配件
圣和精機(jī)株式會(huì)社的SHOWA D—F—C刀柄、株式會(huì)社日研工作所的3LOCK刀柄等,都可以實(shí)現(xiàn)錐一面同時(shí)接觸定位。
(4)改用小機(jī)床配件錐度,并采用空心短錐柄結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)錐體和端面同時(shí)接觸定位。如德國(guó)的HSK刀柄和美國(guó)的KM刀柄。
(5)增大配合預(yù)過(guò)盈量,同時(shí)采取措施防止主軸膨脹,改善標(biāo)準(zhǔn)錐柄的高速性能。如日立精工公司的H.P.C“日立”端面限位刀柄,主軸軸端采用碳素纖維加工中心周向纏繞的結(jié)構(gòu),抑制了高速旋轉(zhuǎn)時(shí)主軸錐孔的擴(kuò)張量,提高了對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的適應(yīng)能力。
(6)取消鍵連接,采用摩擦力或三棱圓傳遞轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu),消除了鍵及鍵槽引起的動(dòng)平衡問(wèn)題,如德國(guó)HSK—E、HSK—F刀柄,采用摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩;瑞典Sandvik公司的CAPTO刀桿系統(tǒng)采用三棱圓傳遞轉(zhuǎn)矩。
(7)采用收縮配合的原理,實(shí)現(xiàn)刀具與刀柄的可靠連接。如用三棱變形連接、熱裝連接以及液壓夾緊連接等,這些結(jié)構(gòu)方式傳遞轉(zhuǎn)矩大,剛度高,結(jié)構(gòu)對(duì)稱性好,精度高,而且有利于刀具的動(dòng)平衡。
(8)在刀柄上安裝自動(dòng)動(dòng)平衡裝置,滿足高速加工對(duì)刀具提出在線動(dòng)平衡的苛刻要求。
(9)在刀柄內(nèi)安裝減振裝置,防止加工中機(jī)床配件心刀柄的振動(dòng)。如株式會(huì)社日研工作所的“夢(mèng)幻刀柄”,通過(guò)在刀柄內(nèi)裝減振裝置,可使硬質(zhì)合金銑刀的壽命提高3倍以上,高速鋼銑刀的壽命提高1.5倍以上,涂層刀具的壽命提高5倍以上。
要使刀/軸連接具有良好的高速性能,最佳途徑仍是將原來(lái)僅靠錐面連接定位改為錐面與端面同時(shí)接觸定位。后者雖然是一種過(guò)定位方案,但因其能彌補(bǔ)僅靠加工中心錐面定位方案的許多不足,現(xiàn)已成為高速刀機(jī)床配件具與主軸連接的主要結(jié)構(gòu)形式。最有代表性的是德國(guó)HSK刀柄、美國(guó)的KM刀柄以及日本BIG—PLUS刀柄。
在高速主軸中,對(duì)7J/軸連接研究得比較成功的主要有兩大類型:①摒棄原有的7:24標(biāo)準(zhǔn)錐度而采用新思路的替代型刀柄結(jié)構(gòu),如德國(guó)的HSK系列刀柄、加工中心美國(guó)的KM系列刀柄和日本的NC5刀柄等;②為降低成本,仍采用現(xiàn)有的7:24錐度而進(jìn)行改進(jìn)型的刀柄結(jié)構(gòu)。這種刀柄結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有主軸結(jié)構(gòu)向高速化的過(guò)渡,如美國(guó)機(jī)床配件的WSU系列刀柄、 日本BIG—PLUS刀柄和3LOCK刀柄等。下面介紹一下常用的HSK刀柄。
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加工中心常規(guī)7:24錐度刀柄存在的問(wèn)題
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