加工中心上高速切削螺紋不可忽視因素
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目前客戶主要使用兩種絲錐夾持系統(tǒng)，第一種：帶度補償?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，但同時這種刀柄不是很適合高速切削，因為高速加工時，過高的離心力會使絲錐刀柄與快換夾頭之間的配合變?nèi)?。另外一種是普通的ER夾頭，這種連接方式，是個純剛性的系統(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，進給未必能停下在，并且反轉(zhuǎn)至設(shè)定速度也有個時間差，這些均會使進給與主軸轉(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1.5，那么在7個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)計了一個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 50 bar，加工通孔時，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，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立 8． 球方式傳遞扭矩 |
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