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摇臂钻床高速切削对回转刀具的要求

日期：2009年11月11　来源：沈阳第一机床厂　关键字：摇臂钻床
    由于高速切削回转刀具在很高的回转速度下工作，刀具体和町转位刀片均受到很大离心力的作用，因此，对刀体材料、刀体结构和夹紧机构提出了卜分严格的要求：刀体材料质量小，刀体结构形式与／J片之间形成封闭连接，刀片装卸应尽可能简便，刀片夹紧机构可靠井有足够的夹紧力。
    (1)刀体材料
    为了减轻所承受的离心力的作用，刀体材料的设计应减小质量，选用密度小、强度高的刀体材料，例如，采用高强度铝合合金制造高速铣刀／J体，用碳纤维增强塑料制造刀杆。美国Valenite公司推出的高速铣刀，摇臂钻床其铝合金刀体经过表面处理后硬度达HRC60。
    (2)刀体结构
    刀体上的槽(包括刀座槽、容屑槽、键槽)会引起应力集中，从而降低刀体的强度。因此，刀体结构应尽量避免贯通式刀槽，减少尖角，防止应力集中：尽量减少机夹零件的数量；刀体的结构应对称于回转轴，使质心通过刀具轴线。刀片和刀座的夹紧、调整结构应尽可能消除游隙，并且要求重复定位性奸，需要使用接头、加长柄等连接时也应避免游隙和提高重复定位精度。例如，高速铣刀大多采用HSK刀柄与机床主轴连接，甚至做成整体式结构，摇臂钻床以提高刚性和安装重复定位精度。此外，机夹式高速铣刀的直径趋小，长度增加，刀齿数也趋少，有的只有两个刀齿，这种结构便于调整刀齿的跳动，提高加工质量。
    (3)刀具(片)的夹紧方式
    按刀片固定方式，高速切削回转刀具可分为即干体结构、带有固定刀片座和可调刀片座  结构二人类。高速铣削时常在6000～10000r／min的旋转速度下工作，机夹可转位铣刀的刀体和刀片均受到很大离心力的作用，要求设计十分可靠的刀体结构和刀片夹紧结构。刀体与刀片之间的连接配合要封闭，刀片夹紧机构要有足够的夹紧力。对于高速旋转的机夹刀具，通常不允许采用摩擦力夹紧，而要用带中心孔的刀片用螺钉夹紧。可转位刀片应有中心螺钉孔或有可卡住的空刀窝，保证刀具精确定位和高速旋转时的可靠性，例如，有一种可转位刀片，摇臂钻床刀片底面有一个圆的空刀窝，可与刀体上的凸起部相配合，对作用在夹紧螺钉上的离心力起卸载作用。刀座、刀片的夹紧力方向最好与离心力方向一致，还要控制螺钉的预紧力，防止螺钉因过载而提前受损。与安全有关的结构参数，包括刀片中心孔相对螺孔的偏心量、刀片中心孔和螺钉的形状，这些因素决定螺钉在静止状态下夹紧刀片时所受预应力的人小。过大 预应力甚至能使螺钉产生变形。刀片的夹紧应施加规定的扭矩，并使用合格的螺钉，在拧入前应涂敷润滑剂，减少夹紧扭矩的损失，螺钉应定期检查和更换。对于小直径的带柄铣刀，现在有两种高精度、高刚性的夹紧方法，即液压夹头和热胀冷缩夹头。摇臂钻床热胀冷缩夹头的夹持精度更高，传递的扭矩比液压夹头大1．5～2倍，径向刚性高2—3倍，能承受更大的离心力，更适合于整体硬质合金铣刀高速铣削淬硬的模具。日本和德国都开发了相应的加热装置用于刀具的装卸。这种夹头的缺点是适用的直径范围小，刀具装卸费时。
    (4)刀具的动平衡
    在高速旋转时，刀具的不平衡会对主轴系统产生一个附加的径向载荷，摇臂钻床其人小与转速二次方成：㈠C，从而对刀具的安全性和加工质量带来不利的影响。因此，用于高速切削的回转刀具必须经过动平衡测试，井达到IS01940／1规定的G40平衡质量等级。

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