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搖臂鉆床高速切削對(duì)回轉(zhuǎn)刀具的要求
日期：2009年11月11 來(lái)源：沈陽(yáng)第一機(jī)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(duì)刀體材料、刀體結(jié)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)提出了卜分嚴(yán)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(jiǎn)便，刀片夾緊機(jī)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(jì)應(yīng)減小質(zhì)量，選用密度小、強(qiáng)度高的刀體材料，例如，采用高強(qiáng)度鋁合合金制造高速銑刀／J體，用碳纖維增強(qiáng)塑料制造刀桿。美國(guó)Valenite公司推出的高速銑刀，搖臂鉆床其鋁合金刀體經(jīng)過(guò)表面處理后硬度達(dá)HRC60。
(2)刀體結(jié)構(gòu)
刀體上的槽(包括刀座槽、容屑槽、鍵槽)會(huì)引起應(yīng)力集中，從而降低刀體的強(qiáng)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(jī)夾零件的數(shù)量；刀體的結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸，使質(zhì)心通過(guò)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(fù)定位性奸，需要使用接頭、加長(zhǎng)柄等連接時(shí)也應(yīng)避免游隙和提高重復(fù)定位精度。例如，高速銑刀大多采用HSK刀柄與機(jī)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(fù)定位精度。此外，機(jī)夾式高速銑刀的直徑趨小，長(zhǎng)度增加，刀齒數(shù)也趨少，有的只有兩個(gè)刀齒，這種結(jié)構(gòu)便于調(diào)整刀齒的跳動(dòng)，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(shí)常在6000～10000r／min的旋轉(zhuǎn)速度下工作，機(jī)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(jì)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(jī)構(gòu)要有足夠的夾緊力。對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)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。可轉(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(shí)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(gè)圓的空刀窩，可與刀體上的凸起部相配合，對(duì)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(guò)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(duì)螺孔的偏心量、刀片中心孔和螺釘?shù)男螤�，這些因素決定螺釘在靜止?fàn)顟B(tài)下夾緊刀片時(shí)所受預(yù)應(yīng)力的人小。過(guò)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(rùn)滑劑，減少夾緊扭矩的損失，螺釘應(yīng)定期檢查和更換。對(duì)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(guó)都開(kāi)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(diǎn)是適用的直徑范圍小，刀具裝卸費(fèi)時(shí)。
(4)刀具的動(dòng)平衡
在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀具的不平衡會(huì)對(duì)主軸系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)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(duì)刀具的安全性和加工質(zhì)量帶來(lái)不利的影響。因此，用于高速切削的回轉(zhuǎn)刀具必須經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡測(cè)試，井達(dá)到IS01940／1規(guī)定的G40平衡質(zhì)量等級(jí)。
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