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刀具的切削不僅取決于刀具本身,還與使用機床、刀具與機床的連接、刀具的刀柄系統(tǒng)、刀具的動平衡、刀具安全監(jiān)控系統(tǒng)等密切相關(guān),而與刀具相關(guān)的技術(shù)也與刀具技術(shù)一起在科技進步推動下取得了新的進展。
一、高速切削時刀具刀柄系統(tǒng)
加工中心等數(shù)控機床以前一直采用傳統(tǒng)的7:24實心錐柄工具系統(tǒng),這種刀柄由于只靠錐面結(jié)合,刀柄與主軸的聯(lián)接剛性較低,主軸轉(zhuǎn)速超過10000r/min,聯(lián)接剛性的不足更為明顯。對采用ATC刀柄換刀來說,每次換刀后,刀具的徑向尺寸可能發(fā)生變化,存在著重復(fù)定位精度低問題。為解決這些問題主要對標準7:24刀柄進行改進。在HSK刀柄的啟發(fā)下,近年來出現(xiàn)了7:24刀柄的新型聯(lián)接技術(shù),如日本日研公司和大昭和公司分別研制出三處接觸(3LOCKSYSTEM)和雙面(BIGPLUS)兩種7:24聯(lián)接刀柄。與標準的7:24刀柄比較,它們有更高的聯(lián)接剛性和精度,可用于高速切削,并且還能與現(xiàn)有7:24刀柄或機床兼容,是7:24刀柄未來的發(fā)展方向,除對標準7:24刀柄結(jié)構(gòu)進行改造外,目前主要采用新型的HSK刀柄和KM刀柄。
HSK刀柄是一種新型的高速錐形刀柄,其接口采用錐面和端面2面同時定位的方式,刀柄為中定,錐體長度較短,有利于實現(xiàn)換刀的輕型化及高速化,由于采用端面定位,消除了軸向定位誤差,使高速、高精加工成為可能也是我們國內(nèi)制造廠刀具制造發(fā)展方向。高速刀具與主軸的連接技術(shù)隨著科技進步今后還將得到不斷發(fā)展,使一些新概念刀柄HSK、KM、3LOCK、BIGPLUS等刀柄得到進一步改進和完善。當(dāng)前主軸與刀具連接技術(shù)發(fā)展方向是:
(1)采用雙面定位系統(tǒng);
(2)裝夾精度高,夾持剛性好,結(jié)構(gòu)緊湊;
(3)刀柄帶平衡和減振裝置;
(4)發(fā)展多功能和智能型刀柄。
二、刀具動平衡技術(shù)
對高速旋轉(zhuǎn)的刀具還有平衡與安全問題,在高速主軸系統(tǒng)中,任何旋轉(zhuǎn)體的不平衡會產(chǎn)生離心力,不平衡的刀具或刀柄在高速切削時產(chǎn)生的離心力使機床產(chǎn)生振動,旋轉(zhuǎn)刀具微小的不平衡量,在高速切削時111會造成很大的離心力,刀具不平衡產(chǎn)生的不規(guī)則切削力,將導(dǎo)致不規(guī)則的磨損,其結(jié)果一方面會影響工件的加工精度和表面質(zhì)量,另一方面會影響主軸軸承和刀具的使用壽命,更主要的是影響高速切削的安全性,所以高速切削需要認真進行刀具的動平衡。
三、刀具刃口鈍化的發(fā)展
目前國外進口的整體刀具或可轉(zhuǎn)位刀片刃口大111進行了刃口的鈍化。經(jīng)鈍化后的刀具或刀片刃口微觀缺陷清除,有效地增加了刃口強度,其刀具耐用度一般可提高20%至一倍。
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