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鬥山機床高速刀具的幾何結構設計

發布者:百家樂技巧機械  發布時間:2017/8/30 14:06:07

(1)鬥山機床刀體結構
鬥山機床高速鏡刀在很高的回轉速度下工作時,其刀體和可轉位刀片均受到很大的離心力作用,要求設計十分可靠的刀體結構和刀片夾緊結構。機夾可轉位刀片的結構形式應能實現一個作用力的封閉連接;刀體結構形式要求與刀片之間形成封閉連接;刀片裝卸應盡可能容易;刀片夾緊機構要有足夠的夾緊力。圖8-5中給出了三種刀體與刀片的安裝夾緊形式。為了調節刀具的不平衡度在刀體上徑向安裝了調整螺釘。

在高速切削中采用的平麵鏡刀刀體現已使用鋁合金製造,其優點是刀具重量約為鋼的60%,明顯降低了轉動慣量,使達到鬥山機床主軸最高轉速的時間大為縮短,有利於刀具的更換;大尺寸刀具不容易產生顫動。日本住友電氣工業公司的RF型號刀體的鋁合金,其抗拉強度為576N/mm2,硬度150HB,是一般鋁合金的2倍。為了提高鋁合金刀體的表團硬度,采用表麵硬質氧化膜處理,可使表麵硬度達到350-400HV。

要使刀軸連續具有良好的高速性能,最佳途徑是將原來僅靠錐麵連接定位,改為錐麵與端麵同時接觸定位。後者雖然是一種過定位方案,但因其能彌補僅靠錐麵定位方案的許多不足,現在已經成為高速刀具與主軸連接的主要結構形式,目前最有代表性的是德國的HSK刀柄和美國的KM刀柄。

HSK刀柄為德國亞琛工業大學開發的一種新型的高速錐型刀柄,與常用的BT刀柄不同,它采用錐麵與端麵雙重定位的方式(圖8-10),通過斜模結構推開開口套筒,使空心輛部產生彈性變形來實現徑向定位,再用高精度凸緣麵來保證軸向定位和剛性,並從夾持原理上消除了離心力的副作用。HSK的軸向、徑向刀具更換重複定位精度均達到1μm, HSK短錐柄部長度短(約為標準BT錐柄長度的1/2)、重量輕,因此換刀時間短,有利於高速ATe及鬥山機床小型化。

在整個速度範圍內, HSK錐柄比BT錐柄具有更大的動、靜徑向剛度 和良好的切削性能。同時該刀柄的增力效果顯著,可達牽引力的3倍,適合於20000-46000r/min的超高速主軸,被譽為是"21世組的刀柄"。


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