技術(shù)中心2024-12-21
眾所周知，為保證加工穩(wěn)定，特別是小徑孔加工，精度穩(wěn)定是至關(guān)重要的一環(huán)。本文就為大家介紹一些關(guān)于高精度加工用刀柄信息。
01、跳動(dòng)精度與刃具使用壽命
一般來說，跳動(dòng)精度差，自然會(huì)導(dǎo)致工具使用壽命降低。此傾向在小孔徑加工中尤為明顯。圖1是使用Φ3mm的整硬合金鉆頭在夾持精度2μm和夾持精度10μm的情況下進(jìn)行的測試結(jié)果。加工深度15mm（5D)，切削速度95m/min，進(jìn)給0.1mm/rev，以鉆頭后刀面的磨損幅度達(dá)到0.2mm時(shí)的加工孔數(shù)進(jìn)行比較，其中跳動(dòng)精度2μm平均為3300孔，跳動(dòng)精度10μm平均為2300孔，約有43%的差距。
一般來說，跳動(dòng)精度差，自然會(huì)導(dǎo)致工具使用壽命降低。此傾向在小孔徑加工中尤為明顯。圖1是使用Φ3mm的整硬合金鉆頭在夾持精度2μm和夾持精度10μm的情況下進(jìn)行的測試結(jié)果。加工深度15mm（5D)，切削速度95m/min，進(jìn)給0.1mm/rev，以鉆頭后刀面的磨損幅度達(dá)到0.2mm時(shí)的加工孔數(shù)進(jìn)行比較，其中跳動(dòng)精度2μm平均為3300孔，跳動(dòng)精度10μm平均為2300孔，約有43%的差距。
另外，使用切削動(dòng)力計(jì)對各自在加工中受到的橫向力進(jìn)行測定，夾持精度2μm所受的力比夾持精度10μm的約小了16%。從以上結(jié)果來看，選擇夾持精度高且穩(wěn)定的刀柄是非常必要的。
02、鉆頭用刀柄
HSK-E32等規(guī)格的小型加工中心上多使用熱脹刀柄，但針對小徑刃具卻存在拆裝不便等問題。戴著耐熱手套，將柄徑Φ3mm和Φ4mm，刃尖直徑0.3mm以下的刃具裝入加熱后的刀柄里面，刃具拆裝的不便之處可想而知。那么作為解決此問題的方案：采用高精度液壓刀柄（圖2）。
液壓刀柄，即是使用六角扳手?jǐn)Q緊鎖緊螺絲，通過刀柄內(nèi)部液壓油的壓縮使內(nèi)壁膨脹夾持刃具，拆裝簡單方便的一款刀柄。其夾持精度因品牌不同而不同，然BIG的液壓刀柄精度可保證在夾持直徑4倍距離處的精度為3μm以內(nèi)。
一般印象中，液壓刀柄內(nèi)部油腔設(shè)計(jì)有外徑較大制約，導(dǎo)致平衡性不好。但是BIG液壓刀柄克服此類問題，即便是HSK-E32此類小型刀柄上也可實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。
另外，BIG打破一直以來最小夾持徑Φ4mm的制約，研發(fā)出夾持直徑Φ3mm的液壓刀柄。
然而對于夾持徑Φ3mm以下的情況，則需考慮彈簧刀柄。目前，BIG高精度彈簧刀柄的美夾系列（圖3），采用無風(fēng)阻純圓螺母，輕巧型設(shè)計(jì)也可實(shí)現(xiàn)高速加工。
另外，BIG打破一直以來最小夾持徑Φ4mm的制約，研發(fā)出夾持直徑Φ3mm的液壓刀柄。
然而對于夾持徑Φ3mm以下的情況，則需考慮彈簧刀柄。目前，BIG高精度彈簧刀柄的美夾系列（圖3），采用無風(fēng)阻純圓螺母，輕巧型設(shè)計(jì)也可實(shí)現(xiàn)高速加工。
03、小徑攻絲加工
機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)和Z軸按絲錐螺距同步進(jìn)給的攻絲加工一般稱為同步攻絲，然而實(shí)際加工中卻存在同步誤差。此誤差不單單是機(jī)床的同期精度誤差，還有絲錐本身制造時(shí)的螺距誤差存在，那么即便機(jī)床完全同步無誤差，加工過程也會(huì)產(chǎn)生額外的拉伸和壓縮的力，造成絲錐使用壽命低下或者螺紋精度劣化。
如圖4，使用動(dòng)力測定器測出M1×P0.25擠壓絲錐在加工中軸向受力的結(jié)果。與彈簧刀柄比較，這里使用的是內(nèi)藏微小浮動(dòng)吸收同步誤差的美夾同步攻絲刀柄（圖5）。從圖4可知，使用彈簧刀柄，即便是小到M1的絲錐在加工過程中也會(huì)產(chǎn)生壓縮方向40N,拉伸方向30N的力，特別是機(jī)床主軸從停止到反轉(zhuǎn)過程中的負(fù)荷急劇變大。
機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)和Z軸按絲錐螺距同步進(jìn)給的攻絲加工一般稱為同步攻絲，然而實(shí)際加工中卻存在同步誤差。此誤差不單單是機(jī)床的同期精度誤差，還有絲錐本身制造時(shí)的螺距誤差存在，那么即便機(jī)床完全同步無誤差，加工過程也會(huì)產(chǎn)生額外的拉伸和壓縮的力，造成絲錐使用壽命低下或者螺紋精度劣化。
如圖4，使用動(dòng)力測定器測出M1×P0.25擠壓絲錐在加工中軸向受力的結(jié)果。與彈簧刀柄比較，這里使用的是內(nèi)藏微小浮動(dòng)吸收同步誤差的美夾同步攻絲刀柄（圖5）。從圖4可知，使用彈簧刀柄，即便是小到M1的絲錐在加工過程中也會(huì)產(chǎn)生壓縮方向40N,拉伸方向30N的力，特別是機(jī)床主軸從停止到反轉(zhuǎn)過程中的負(fù)荷急劇變大。
圖4 同步攻絲加工時(shí)的軸向負(fù)荷
圖 5 小徑用美夾同步攻絲刀柄
而MGT(美夾同步攻絲刀柄)則可保證穩(wěn)定的加工。另外，小徑用MGT采用高精度夾套（圖6）來保證精度穩(wěn)定。
圖 6 美夾微型夾套
04、高速輔助工具的活用
雖說可使加工中心主軸實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，但受動(dòng)態(tài)跳動(dòng)精度、發(fā)熱、振動(dòng)等技術(shù)問題限制，在某些小徑刃具加工方面，仍會(huì)有機(jī)床轉(zhuǎn)速達(dá)不到加工要求的情況出現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)此類情況時(shí)，能夠彌補(bǔ)機(jī)床轉(zhuǎn)速不足的輔助工具就變得必不可少了。作為輔助機(jī)床的效率化工具，BIG有最高轉(zhuǎn)速可達(dá)120,000r/min的高速氣動(dòng)刀柄RBX系列（圖7）。
雖說可使加工中心主軸實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，但受動(dòng)態(tài)跳動(dòng)精度、發(fā)熱、振動(dòng)等技術(shù)問題限制，在某些小徑刃具加工方面，仍會(huì)有機(jī)床轉(zhuǎn)速達(dá)不到加工要求的情況出現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)此類情況時(shí)，能夠彌補(bǔ)機(jī)床轉(zhuǎn)速不足的輔助工具就變得必不可少了。作為輔助機(jī)床的效率化工具，BIG有最高轉(zhuǎn)速可達(dá)120,000r/min的高速氣動(dòng)刀柄RBX系列（圖7）。
圖7 HSK-E32高速氣動(dòng)刀柄
此產(chǎn)品使用干燥空氣驅(qū)動(dòng)內(nèi)部渦輪，通過陶瓷軸承保持刃具主軸旋轉(zhuǎn)，因此，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跳動(dòng)精度3μm以內(nèi)且具有低噪音，低振動(dòng)，低發(fā)熱的特點(diǎn)，用于精密微細(xì)加工。
綜合以上，在小徑加工領(lǐng)域，跳動(dòng)精度尤其重要，刀柄的性能大大關(guān)系著加工優(yōu)良與否。
BIG基于高品位的理念旨在為客戶提供高精度，高品質(zhì)的產(chǎn)品。
綜合以上，在小徑加工領(lǐng)域，跳動(dòng)精度尤其重要，刀柄的性能大大關(guān)系著加工優(yōu)良與否。
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