標(biāo)題:高速機(jī)床主軸刀具聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)

  文章標(biāo)題:高速機(jī)床主軸刀具聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)
  高速加工具有比普通加工大5~10倍的切削速度,其優(yōu)點(diǎn)是能減少加工時(shí)間,達(dá)到普通加工需要幾道工序才能達(dá)到的加工精度和表面質(zhì)量。與高速切削有關(guān)的主要問題有:刀具材料及設(shè)計(jì)、高速機(jī)床主軸的動(dòng)平衡、機(jī)床的熱態(tài)動(dòng)態(tài)性能及可靠性等。而刀具與主軸的聯(lián)結(jié)問題會(huì)嚴(yán)重影響高速切削的可靠性及機(jī)床主軸的動(dòng)平衡,已成為限制高速切削的薄弱環(huán)節(jié)之一。
  一、高速切削對(duì)刀/軸聯(lián)結(jié)要求
  高速加工要求確保高速下主軸與刀具聯(lián)結(jié)狀態(tài)不能發(fā)生變化。但是,高速主軸的前端錐孔由于離心力的作用會(huì)膨脹, ……(快文網(wǎng)http://hoachina.com省略436字,正式會(huì)員可完整閱讀)…… 
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因此配合面后段會(huì)有一定的間隙,該間隙會(huì)引起刀具徑向跳動(dòng),影響結(jié)構(gòu)的動(dòng)平衡。鍵是用來傳遞轉(zhuǎn)矩和進(jìn)行角向定位的,為解決鍵及鍵槽引起的動(dòng)平衡問題,可以嘗試研究一種刀/軸聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)在配合處產(chǎn)生很大的摩擦力以傳遞轉(zhuǎn)矩,并用在刀柄上作標(biāo)記的方法實(shí)現(xiàn)安裝的角向定位,達(dá)到取消鍵的目的。
  二、標(biāo)準(zhǔn)7/24錐聯(lián)結(jié)的優(yōu)缺點(diǎn)
  標(biāo)準(zhǔn)的7/24錐聯(lián)結(jié)有許多優(yōu)點(diǎn):因不自鎖,可實(shí)現(xiàn)快速裝卸刀具;刀柄的錐體在拉桿軸向拉力的作用下,緊緊地與主軸的內(nèi)錐面接觸,實(shí)心的錐體直接在主軸內(nèi)錐孔內(nèi)支承刀具,可以減小刀具的懸伸量;這種聯(lián)結(jié)只有一個(gè)尺寸即錐角需加工到很高的精度,所以成本較低而且可靠,多年來應(yīng)用非常廣泛。
  但是,7/24聯(lián)結(jié)也有一些缺點(diǎn);錐度較大,錐柄較長,錐體表面同時(shí)要起兩個(gè)重要的作用,即刀具相對(duì)于主軸的精確定位及實(shí)現(xiàn)刀具夾緊并提供足夠的聯(lián)結(jié)剛度。由于它不能實(shí)現(xiàn)與主軸端面和內(nèi)錐面同時(shí)定位,所以標(biāo)準(zhǔn)的7/24刀/軸錐聯(lián)結(jié)在主軸端面和刀柄法蘭端面間有較大的間隙。在iso標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定7/24錐度配合中,主軸內(nèi)錐孔的角度偏差為“-”,刀柄錐體的角度偏差為“+”,以保證配合的前段接觸,所以它的徑向定位精度往往不夠,在配合的后段還會(huì)產(chǎn)生間隙,如典型的at4級(jí)(iso1947,gb11334-89)錐度規(guī)定角度的公差值為13″,這就意味著配合后段的最大徑向間隙高達(dá)13μm,這個(gè)徑向間隙會(huì)導(dǎo)致刀尖的跳動(dòng)和破壞結(jié)構(gòu)的動(dòng)平衡,還會(huì)形成以接觸前端為支點(diǎn)的條件,當(dāng)?shù)毒咚艿膹澗爻^拉桿軸向拉力產(chǎn)生的摩擦力矩時(shí),刀具會(huì)以前段接觸區(qū)為支點(diǎn)擺動(dòng)。在切削力作用下,刀具在主軸內(nèi)錐孔的這種擺動(dòng),會(huì)加速主軸錐孔前段的磨損,形成喇叭口,引起刀具軸向定位誤差。
  7/24錐度聯(lián)結(jié)的剛度對(duì)錐角的變化和軸向拉力的變化很敏感。當(dāng)拉力增大4~8倍時(shí),聯(lián)結(jié)的剛度可提高20%~50%,但是,過大的拉力在頻繁的換刀過程中會(huì)加速主軸內(nèi)孔的磨損,使主軸內(nèi)孔膨脹,影響主軸前軸承的壽命。
  另外,如前所述,這種實(shí)心刀柄的錐聯(lián)結(jié)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),主軸端部擴(kuò)張量大于錐柄的擴(kuò)張量,高速性能差,不適合超高速 ……(未完,全文共4710字,當(dāng)前只顯示1134字,請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏高速機(jī)床主軸刀具聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)

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