一、前言
57@ 6O-t- 數(shù)控高速切削制造技術(shù)促進(jìn)了機(jī)械冷加工制造業(yè)的飛速發(fā)展，革新了產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念，如通過采用整體件加工取代零部件的分項(xiàng)制造裝配，提高了加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品制造周期。高速切削加速了汽車、模具、航空、航天、光學(xué)、精密機(jī)械等產(chǎn)品的更新?lián)Q代，加速了制造技術(shù)與裝備的升級，推動(dòng)了企業(yè)技術(shù)進(jìn)步。但目前國內(nèi)存在相當(dāng)一部分高速機(jī)床因各方面的原因并沒有達(dá)到理想的效果，如刀具配置跟不上而低速使用，高速電主軸因長期受重載荷或使用不當(dāng)造成壽命低下，企業(yè)高速切削工藝參數(shù)庫及CAD\CAM高速編程軟件包造成高速切削應(yīng)用不是很好，高速切削工藝流程與傳統(tǒng)的工藝流程沒有有機(jī)結(jié)合，沒有充分發(fā)揮高速切削加工變形小、加工效率高、定位裝夾少的優(yōu)勢。
V7DMn@Ckw &UrPb%=2H 高速銑削機(jī)床的特點(diǎn)，采用主軸運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)載荷的平穩(wěn)，減小工作臺由于運(yùn)動(dòng)的慣性，尤其是當(dāng)工作臺承載較大時(shí)，工作臺本身和工件的運(yùn)動(dòng)載荷對高速切削極容易引起沖擊，機(jī)床結(jié)構(gòu)的新穎性對高速切削有著重要的影響，傳統(tǒng)機(jī)床依靠工作臺移動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的XY方向的移動(dòng)不是很適合高速切削。高速機(jī)床有瑞士Mikron公司VCP710、美國Cincinnati公司HyperMach五軸加工中心、日本Mazak公司SMM－2500UHS、德國Roders公司RFM1000、意大利FIDIA公司KR214六坐標(biāo)加工中心、FIDIA公司D218五坐標(biāo)加工中心等。
2 z E gAc -j& A;G 一般情況下，高速切削其切削速度比常規(guī)速度高出5～10倍，其材料的去除率是常規(guī)切削的3～5倍以上。對于鋁合金銑削可達(dá)到1100m/min以上，鑄鐵可到700m/min，鋼材可到380m/min以上，鉆削200～1200m/min，磨削150～360m/min。采用FIDIA KR214五坐標(biāo)高速銑削加工中心機(jī)床及機(jī)床驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)試切產(chǎn)品。
5NGQWg 6,Z.R T{5 二、高速銑削刀具刀柄
F)K&a ^jh c(ZW" 1.高速銑削刀柄
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&A9 由于高速切削時(shí)，主軸、刀柄及刀具在高速旋轉(zhuǎn)情況下，較小的偏心就會產(chǎn)生較大的離心力，由振動(dòng)引起產(chǎn)品的質(zhì)量、降低主軸和刀具的使用壽命。常規(guī)的刀具刀柄系統(tǒng)難以滿足高速切削時(shí)的切削剛度和精度要求�，F(xiàn)階段比較流行常用的高速刀柄系統(tǒng)主要有德國的HSK刀柄、美國KM刀柄、日本NC5刀柄。HSK刀柄及KM刀柄均為1:10的錐度，采用主軸錐孔和刀柄端面過定位的方式，實(shí)現(xiàn)刀具的定位夾緊，其重復(fù)定位精度在傳統(tǒng)7:24的錐度刀柄±2.5μm提高到±1μm，采用這種刀柄系統(tǒng)可以提高主軸剛度、由于其契形效果好，能提高刀具的抗扭能力，且轉(zhuǎn)速越高其鎖緊力越大。但這種刀柄價(jià)格較貴，一般為常規(guī)刀柄的1.5～2倍，其最低轉(zhuǎn)速小于KM刀柄。一般情況下，高速銑削時(shí)，刀具刀柄的不平衡力小于切削力時(shí)，不影響刀具的使用壽命和切削效率。
f(S 9>c2 D`hl} 根據(jù)高速切削的動(dòng)平衡規(guī)定，主軸轉(zhuǎn)速至少要達(dá)到8000 r/min以上。其進(jìn)給速度至少大于20m/min。50柄轉(zhuǎn)速達(dá)到10000～20000 r/min，40柄以及HSK刀柄20000～40000 r/min，KM刀柄達(dá)到35000 r/min以上。由于高速銑削動(dòng)平衡的要求，在配置高速銑削刀柄刀具時(shí)優(yōu)先配置經(jīng)過動(dòng)平衡測試的刀具系統(tǒng)，其次用戶可以自行采用動(dòng)平衡機(jī)及調(diào)整系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)平衡調(diào)節(jié)，但其使用非常麻煩。美國Kennametal公司推出了一種通過調(diào)節(jié)主軸系統(tǒng)的自動(dòng)平衡刀柄系統(tǒng)TABS刀柄，但目前應(yīng)用還不廣泛。為有效發(fā)揮高速切削的加工效率，在配置高速刀具夾持刀柄系統(tǒng)時(shí)顯得非常重要，傳統(tǒng)的彈簧夾頭、螺釘連接刀柄已不能滿足高速銑削夾持精度高、結(jié)構(gòu)對稱性好、傳遞扭矩大等要求，以下為作者總結(jié)的高速刀具及刀柄配置經(jīng)驗(yàn)。
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