高速切削工具系统的构成与运用.pdf

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1、I函日．。-具-Jc嗽--楼目主持魏t莹l嚣高速切削工具系统的构成与运用航天科工集团第九研究院红阳厂(湖北孝感432000)吴国君张颖自20世纪30年代德国CarlSalomon博士首次提出速铣削刀柄。高速切削概念以来，经过50年代的机理与可行性研究，．(1)整体式刀柄如图1所示，整体式刀柄采用刀70年代的工艺技术研究，80年代全面系统的高速切削体和刀柄为一体的结技术研究，到90年代初，高速切削技术开始进入实用构，在经过动平衡测化；90年代后期，商品化高速切削机床大量涌现；21试调整后，再安装铣世纪初，高速切削技术在工业发达国

2、家得到普遍应用，削刀片进行动平衡调真正成为切削加工的主流技术。拥有高速切削机床与高节来满足高速铣削加品质的工具系统是实现高速切削的两个必要条件，缺一工的需要，该种刀柄不可。了解掌握高速切削工具系统的构成与功能，是运使用方便，尤其适合用好高速切削工具的必经之路。笔者在长期从事高速切模具的高速粗加工和图1整体式刀柄削工具选型工作与生产实践中，对高速切削工具系统的铝合金高速铣削，刀柄转速一般可以达到10000—构成与运用进行了认真的总结与深入研究。现将笔者所30000r／min，使用该种刀柄的不足之处是成本较高。了解到的一些高速切削

3、工具系统种类及其运用介绍于日本Nikken公司、奥地利森拉天时公司生产的铣削铝合下，以供同行更好地了解运用好高速切削工具。金用高速刀柄，均采用了该种形式。1．高速铣削刀柄(2)热胀式刀柄如图2所示。通过热胀式加热仪由于高速切削时，主轴、刀柄及刀具在高速旋转情装置对刀柄~LII热，使之膨胀，将刀具插入刀柄后进行况下，较小的偏心就会产生较大的离心力，由振动引起冷却。加工过程中在产品的质量下降、降低主轴和刀具的使用寿命。常规的温度梯度的作用下，刀具刀柄系统难以满足高速切削时的切削刚度和精度要刀具会越夹越紧。其求。要使刀柄与主轴连接具

4、有良好的高速性能，最佳途回转精度、结构对称径是将原来仅靠锥面连接定位，改为锥面与端面同时接性、动平衡性能均较触定位，后者虽然是一种过定位方式，但因其能弥补仅液压式刀柄好，在欧靠端面定位方式的许多不足，现已成为高速刀柄的主要洲应用非常广泛，尤结构形式。现阶段比较常用的高速刀柄系统主要有德国其适合模具等行业产的HSK刀柄、美国的KM刀柄、日本的NC5刀柄。HSK品的高速切削加工，图2热缩式刀柄刀柄及KM刀柄均为1：10的锥度，采用主轴锥孔和刀柄该刀柄转速可达到40O00r／min。有精度高、刚性好的优端面过定位的方式，实现刀具的定

5、位夹紧，其重复定位点；缺点是操作不便，每次装夹必须对刀柄进行加热和精度由传统7：24的锥度刀柄±2．5m提高到±1m，冷却，容易引起刀柄的热疲劳和变形。刀具可换性差，采用这种刀柄系统还可以提高主轴刚度和刀具的抗扭能一个刀柄只能安装一种连接直径的刀具。一般而言，当力，且转速越高其锁紧力越大。但这种刀柄价格较贵，企业的高速机床数量超过三台时，采用热胀式刀柄比较一般为常规刀柄的1．5～2倍。下面介绍几种常用的高合适。2010年第18期参曷工冷加工WWW．meta

6、w0rking1950．com。c洲『o幽L墨。．(3)液压式刀柄如图

7、3所示。该刀柄是高精度、精密弹簧夹头刀柄一般可达到12000～15000r／min，而高性能的刀具夹持柄，其回转精度、结构对称性和动平侧固式刀柄则难以达到10000r／min，在高速机床上尽量衡性能均较好，减振性好，可有效提高切削效率和刀具少用。的使用寿命。液压式刀柄以德国雄克公司的产品为典型2．高速切削刀具代表，经过动平衡后转速可达到25000r／min。在刀柄周(1)高速切削刀具材料高速切削刀具材料同普通围是一个液压腔，刀具插入刀柄后，用螺栓推动油腔顶刀具材料比，具有更高的强度、硬度和耐热性。主要有部的活塞使刀柄孑L内壁膨

8、胀，从而夹紧刀具。优点是精硬质合金刀具、涂层刀具、金属陶瓷刀具、陶瓷刀具、度高、刚性大、操作方便、定位准确、本体直径小及易立方氮化硼(CBN)和金刚石刀具等。其中最常用的刀于清洗；缺点是对刀具的尺寸公差要求严格，一般要在具是硬质合金刀具、涂层刀具和金属陶瓷刀具。h6以r硬质合金：高速铣刀通常采用细晶粒或超细晶粒硬质合金(晶粒尺寸0．2～1txm)。根据被加工材料选钨钴类(K)、钨钛钴类(P)或钨钛钽钴类(M)硬质合金，但含钴量一般不超过6％。涂层刀具：高速铣削大量采用的是涂层刀具，基体以硬质合金为主，涂层材料有TiCN、TiA

9、1N、TiA1CN、CBN、A1O等，通常采用多层复合涂层，如：TiCN+图3热缩式刀柄A12O1+TiN、TiCN+A12O、TiCN+A12O+HfN、TiN+(4)高精度弹簧夹头刀柄如图4所示。旋紧螺母A1，0、TiCN、TiA1N／TiN和TiA1N等。TiA1N涂层