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搖臂鉆床高速切削對回轉(zhuǎn)刀具的要求
日期：2009年11月11 來源：沈陽第一機床廠 關(guān)鍵字：搖臂鉆床
由于高速切削回轉(zhuǎn)刀具在很高的回轉(zhuǎn)速度下工作，刀具體和町轉(zhuǎn)位刀片均受到很大離心力的作用，因此，對刀體材料、刀體結(jié)構(gòu)和夾緊機構(gòu)提出了卜分嚴格的要求：刀體材料質(zhì)量小，刀體結(jié)構(gòu)形式與／J片之間形成封閉連接，刀片裝卸應(yīng)盡可能簡便，刀片夾緊機構(gòu)可靠井有足夠的夾緊力。
(1)刀體材料
為了減輕所承受的離心力的作用，刀體材料的設(shè)計應(yīng)減小質(zhì)量，選用密度小、強度高的刀體材料，例如，采用高強度鋁合合金制造高速銑刀／J體，用碳纖維增強塑料制造刀桿。美國Valenite公司推出的高速銑刀，搖臂鉆床其鋁合金刀體經(jīng)過表面處理后硬度達HRC60。
(2)刀體結(jié)構(gòu)
刀體上的槽(包括刀座槽、容屑槽、鍵槽)會引起應(yīng)力集中，從而降低刀體的強度。因此，刀體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免貫通式刀槽，減少尖角，防止應(yīng)力集中：盡量減少機夾零件的數(shù)量；刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對稱于回轉(zhuǎn)軸，使質(zhì)心通過刀具軸線。刀片和刀座的夾緊、調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能消除游隙，并且要求重復定位性奸，需要使用接頭、加長柄等連接時也應(yīng)避免游隙和提高重復定位精度。例如，高速銑刀大多采用HSK刀柄與機床主軸連接，甚至做成整體式結(jié)構(gòu)，搖臂鉆床以提高剛性和安裝重復定位精度。此外，機夾式高速銑刀的直徑趨小，長度增加，刀齒數(shù)也趨少，有的只有兩個刀齒，這種結(jié)構(gòu)便于調(diào)整刀齒的跳動，提高加工質(zhì)量。
(3)刀具(片)的夾緊方式
按刀片固定方式，高速切削回轉(zhuǎn)刀具可分為即干體結(jié)構(gòu)、帶有固定刀片座和可調(diào)刀片座 結(jié)構(gòu)二人類。高速銑削時常在6000～10000r／min的旋轉(zhuǎn)速度下工作，機夾可轉(zhuǎn)位銑刀的刀體和刀片均受到很大離心力的作用，要求設(shè)計十分可靠的刀體結(jié)構(gòu)和刀片夾緊結(jié)構(gòu)。刀體與刀片之間的連接配合要封閉，刀片夾緊機構(gòu)要有足夠的夾緊力。對于高速旋轉(zhuǎn)的機夾刀具，通常不允許采用摩擦力夾緊，而要用帶中心孔的刀片用螺釘夾緊�？赊D(zhuǎn)位刀片應(yīng)有中心螺釘孔或有可卡住的空刀窩，保證刀具精確定位和高速旋轉(zhuǎn)時的可靠性，例如，有一種可轉(zhuǎn)位刀片，搖臂鉆床刀片底面有一個圓的空刀窩，可與刀體上的凸起部相配合，對作用在夾緊螺釘上的離心力起卸載作用。刀座、刀片的夾緊力方向最好與離心力方向一致，還要控制螺釘?shù)念A(yù)緊力，防止螺釘因過載而提前受損。與安全有關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括刀片中心孔相對螺孔的偏心量、刀片中心孔和螺釘?shù)男螤睿@些因素決定螺釘在靜止狀態(tài)下夾緊刀片時所受預(yù)應(yīng)力的人小。過大 預(yù)應(yīng)力甚至能使螺釘產(chǎn)生變形。刀片的夾緊應(yīng)施加規(guī)定的扭矩，并使用合格的螺釘，在擰入前應(yīng)涂敷潤滑劑，減少夾緊扭矩的損失，螺釘應(yīng)定期檢查和更換。對于小直徑的帶柄銑刀，現(xiàn)在有兩種高精度、高剛性的夾緊方法，即液壓夾頭和熱脹冷縮夾頭。搖臂鉆床熱脹冷縮夾頭的夾持精度更高，傳遞的扭矩比液壓夾頭大1．5～2倍，徑向剛性高2—3倍，能承受更大的離心力，更適合于整體硬質(zhì)合金銑刀高速銑削淬硬的模具。日本和德國都開發(fā)了相應(yīng)的加熱裝置用于刀具的裝卸。這種夾頭的缺點是適用的直徑范圍小，刀具裝卸費時。
(4)刀具的動平衡
在高速旋轉(zhuǎn)時，刀具的不平衡會對主軸系統(tǒng)產(chǎn)生一個附加的徑向載荷，搖臂鉆床其人小與轉(zhuǎn)速二次方成：㈠C，從而對刀具的安全性和加工質(zhì)量帶來不利的影響。因此，用于高速切削的回轉(zhuǎn)刀具必須經(jīng)過動平衡測試，井達到IS01940／1規(guī)定的G40平衡質(zhì)量等級。
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