技術資料
可實現(xiàn)微量長度補償?shù)慕z錐刀柄
隨著加工中心的出現(xiàn)，特別是高速切削技術的迅猛發(fā)展，銑削、鉆削等加工的效率迅速提高，但螺紋加工卻成為整個機械加工中的一個瓶頸。為了解決這一難題，德國推出了針對不同零件材料的高速絲錐，并且結合當今最先進的涂層技術，使絲錐的切削效率、耐磨性和使用壽命都大大提高。然而要想真正取得高速絲錐應有的效果，有一個因素卻往往被客戶忽略了，那就是絲錐刀柄。
目前客戶主要使用兩種絲錐夾持系統(tǒng)，一種是帶長度補償?shù)慕z錐刀柄，普遍應用于在搖臂鉆床上進行大螺紋加工，特別是結合帶有過載保護的絲錐快換夾頭，可以有效防止絲錐斷裂。只是，雖然這種絲錐刀柄屬于快換式刀柄，裝卡特別方便，但同時這種刀柄并不很適合高速切削，因為在高速加工時，過高的離心力會使絲錐刀柄與快換夾頭之間的配合變?nèi)酢Ａ硗庖环N是普通的ER夾頭，這種連接方式是一個純剛性系統(tǒng)，可以實現(xiàn)高速切削，考慮到該系統(tǒng)很便宜，因此往往是許多客戶愿意選擇的。但接下來，我們要分析一下其問題所在。
首先，我們要定義一下，高速切削必須在帶有同步主軸的CNC機床上進行，那么，由于螺紋切削存在主軸正轉與反轉這兩個過程，我們假設切削速度Vc=60m/min（高速切削），螺紋尺寸為M6，那么其轉速應為3184r/min。當螺紋加工到要求深度后，主軸必須停止，并且馬上反轉至3184r/min，在此過程中，主軸停止，但是進給未必能停下來，并且反轉至設定速度也有個時間差。這些均會使進給與主軸轉速產(chǎn)生不匹配，這被稱為同步誤差，即主軸與線性驅動單元的動態(tài)變化產(chǎn)生同步誤差；再者，絲錐的齒面也存在制造誤差。這些微小差別，如果通過剛性的螺紋刀具，會導致系統(tǒng)中的誤差，這對于螺紋切削循環(huán)非常不利。歐洲的絲錐標準EN22857定義了磨制螺紋的尺寸和公差，對于絲錐的螺距公差，該標準指出：在規(guī)定的牙數(shù)范圍內(nèi)，充許最小偏差為±8μm。例如：一個M10的絲錐，其螺距為1.5mm，那么在7個牙的長度方向允許產(chǎn)生±8μm的誤差，對比兩種規(guī)格絲錐加工壓力曲線，M10絲錐在軸向會產(chǎn)生1300N壓力，而M6的絲錐在其軸向只產(chǎn)生大約500N的壓力。因此，隨著絲錐直徑越大，絲錐承受的軸向壓力也越大。
普通的ER夾頭是無法釋放軸向壓力的。因此，德國就設計了一個能緩沖這種機床的同步誤差以及絲錐精度誤差所產(chǎn)生的軸向壓力，被稱為“微量長度補償?shù)慕z錐刀柄”。其主要特點是：①在壓縮與拉伸方向都具有最小長度補償（約0.5mm）；②中心冷卻壓力可高達50MPa，加工通孔時，可以讓切削液沿絲錐柄部出水；③螺紋刀具可通過帶方身的夾頭（ER-GB）夾緊；④不需要特殊的刀柄；⑤同步攻螺紋時，有更好的工藝安全性；⑥可獲得更高的攻絲速度；⑦轉矩和軸向力的傳遞互相獨立；⑧球方式傳遞轉矩。
在轉速500r/min時，普通ER夾頭的軸向力不到2000N，而在2000r/min時，普通ER夾頭的軸向力已超過2500N；而EMUGE的微量長度補償絲錐刀柄均不到500N，因此，EMUGE的這種絲錐刀柄可以更多地吸引軸向誤差。
試驗證明，軸向壓力隨著速度提高而增高，當用剛性絲錐夾頭擠壓加工時，存在的壓力更不容忽視，而一般絲錐刀柄僅比普通ER夾頭多吸引一點點軸向力。
這種產(chǎn)品的主要優(yōu)點是可以獲得更高的螺紋表面質量，可以使軸向切削力降低，使絲錐的壽命延長。
目前，在汽車行業(yè)，特別是新型生產(chǎn)線上（如缸體、缸蓋、曲軸等生產(chǎn)中），已開始大量使用的這種微量長度補償絲錐刀柄，并取得了很好的效果。因此，從以上分析及數(shù)據(jù)來看，高速螺紋加工必須重視絲錐刀柄的選用。這是一個不可忽視的因素。
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