加工中心上高速切削螺紋不可忽視因素
隨著加工中心的出現(xiàn),特別高速切削技術(shù)迅猛發(fā)展,使銑削,鉆削等加工效率迅速提高,但螺紋加工卻成為了整個(gè)機(jī)械加工中的一介瓶頸。為了解決一矛盾,許多絲錐制造商,如德EMUGE就推出了針對不同零件材料的高速絲錐,并且結(jié)合當(dāng)今蕞先進(jìn)的涂層技術(shù),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(yīng)有的效果,有個(gè)因素卻往往被客戶給忽略的,那就是絲錐刀柄!
目前客戶主要使用兩種絲錐夾持系統(tǒng),第一種:帶度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄,這普遍應(yīng)用于搖臂鉆床,大螺紋的加工,特別是結(jié)合帶有過載保護(hù)的絲錐快換夾頭,可以有效防止絲錐的斷裂。只是這種絲錐刀柄是屬于快換式的,裝夾特別方便,但同時(shí)這種刀柄不是很適合高速切削,因?yàn)楦咚偌庸r(shí),過高的離心力會使絲錐刀柄與快換夾頭之間的配合變?nèi)?。另外一種是普通的ER夾頭,這種連接方式,是個(gè)純剛性的系統(tǒng),可以實(shí)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。但是我們接下來分析一下其問題所在。
首先我們要定義一下,高速切削必須要在帶有同步主軸的CNC機(jī)床上,那么由于螺紋切削都存在主軸正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)這兩個(gè)過程,我們假設(shè)Vc=60m/min(高速切削),螺紋尺寸為M6,那么其轉(zhuǎn)速應(yīng)為3184rpm,當(dāng)螺紋加工到要求深度后,主軸必須停止,并且馬上就必須反轉(zhuǎn)至3184rpm,在這一過程中,主軸停,進(jìn)給未必能停下在,并且反轉(zhuǎn)至設(shè)定速度也有個(gè)時(shí)間差,這些均會使進(jìn)給與主軸轉(zhuǎn)速產(chǎn)生不匹配,這被稱為同步誤差,即主軸與線性驅(qū)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,這也會造成誤差。這些微小差別,如果通過剛性的螺紋刀具,會導(dǎo)致系統(tǒng)中的誤差,這對于螺紋切削循環(huán)非常不利。
那么絲錐的歐洲標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)指出:在規(guī)定的牙數(shù)范圍內(nèi)充許蕞小偏差為±8μm。例如:一個(gè)M10的絲錐,其螺距為1.5,那么在7個(gè)牙的長度方向允許產(chǎn)生±8μm的誤差,對比上圖,在軸向會產(chǎn)生1300N壓力(蘭色曲線),而綠色曲線是M6的絲錐,其軸向則只產(chǎn)生略多少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夾頭是無法釋放這軸向壓力的。因此德國EMUGE就設(shè)計(jì)了一個(gè)能緩沖這種主床的同步誤差以及絲錐精度誤差所產(chǎn)生的軸向壓力,被稱之為“微量長度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄”。其主要特點(diǎn)是:
1. 在壓縮與拉伸方向都具有蕞小長度補(bǔ)償(約0.5mm)
2. 中心冷卻壓力可高達(dá) 50 bar,加工通孔時(shí),可以讓冷卻液沿絲錐柄部出水。
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. 同步攻絲時(shí),有更好的工藝安全性
6. 可獲得更高的攻牙速度
7. 扭矩和軸向力的傳遞互相獨(dú)立
8. 球方式傳遞扭矩
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