刀具相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析
2012-05-31 11:30 來源：中國五金網(wǎng) 責(zé)編：江佳
- 摘要：
- 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。
【CPP114】訊：與刀具相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展
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，刀具的徑向尺寸都可能發(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）2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、高效切削，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，完全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)體的不平衡都會產(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，在高速切削時都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。
目前國外公司根據(jù)刀具動平衡的要求開發(fā)了專用刀具動平衡儀，德國的HAIMER公司和意大利的CEMB公司推出了立式刀具動平衡儀，都可以實現(xiàn)全自動的刀具動平衡測量。新型動平衡測量儀發(fā)展的方向是測量精確高效、操作方便、功能強大。
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)位刀片刃口大都進行了刃口的鈍化。經(jīng)鈍化后的刀具或刀片刃口微觀缺陷徹底清除，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，我國目前只有廈門金鷺特種合金有限公司等少數(shù)公司對刀具刃口進行了鈍化處理，而其余大部分刀具都未進行鈍化處理，耐用度低，刀具消耗費用大，所以刀具刃口的鈍化是我國當(dāng)前刀具制造發(fā)展的一個方向。
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，刀具的徑向尺寸都可能發(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）2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、高效切削，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，完全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)體的不平衡都會產(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，在高速切削時都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。
目前國外公司根據(jù)刀具動平衡的要求開發(fā)了專用刀具動平衡儀，德國的HAIMER公司和意大利的CEMB公司推出了立式刀具動平衡儀，都可以實現(xiàn)全自動的刀具動平衡測量。新型動平衡測量儀發(fā)展的方向是測量精確高效、操作方便、功能強大。
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)位刀片刃口大都進行了刃口的鈍化。經(jīng)鈍化后的刀具或刀片刃口微觀缺陷徹底清除，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，我國目前只有廈門金鷺特種合金有限公司等少數(shù)公司對刀具刃口進行了鈍化處理，而其余大部分刀具都未進行鈍化處理，耐用度低，刀具消耗費用大，所以刀具刃口的鈍化是我國當(dāng)前刀具制造發(fā)展的一個方向。
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