过定位工具系统在重载切削中的应用-论文.pdf

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1、62工具技术过定位工具系统在重载切削中的应用赵庆军森泰英格(成都)数控刀具有限公司摘要：过定位工具系统在高速加工中的应用已经开始普及，但过定位工具系统在重载切削中的应用，尚在推广阶段。特别是针对我国重载切削多数使用普通机床，因此，进行过定位工具系统在重载切削中的理论和应用研究；对常规重载切削机床使用过定位工具系统的改造研究，是我国实现过定位工具系统在重载切削中应用的前提。关键词：过定位工具系统；重载切削；高速加工；传统工具系统；机床改造中图分类号：TG75文献标志码：B称BT刀柄)结构简单，成本低以及使用便利而得以1引言广泛应用。过定位工具系统——锥面与端面双重定位的工具系统，在高速精密加工中

2、的应用已经得到普遍认可。相对于单面(锥度)定位的传统工具系统，过定位工具系统有以下优势：重复定位精度高，动平衡精度高，静刚度和动刚度高，可用于高速、高效切削。随着过定位工具系统技术的发展，过定位工具系统出现了两个发展方向：(1)改变7：24锥度采用替代圈1型结构。如：HSK、KM、CAPTO等；(2)仍采用7：24图1为传统7：24锥度单面定位的刀柄在机床锥度的改进型刀柄结构。如：BIG—PLUS、3LOCK主轴中定位示意图。刀柄与机床主轴连接时仅靠锥SYSTEM等。面定位，由于内外锥体配合精度原因，无论是在配合过定位工具系统在新兴重载切削领域也已经开前端或后端的间隙，都会在切削过程中由于切削

3、力始应用。特别是HSK工具系统逐渐在新购大型机的影响使得刀具跳动加大，破坏了工具系统的动平床上推广。但基于许多历史原因，目前国内重载切衡；配合后端的间隙还会引起刀柄在主轴内的摆动，削多使用陈旧或常规的数控机床设备，使用的工具会加速主轴孔前段的磨损，形成喇叭口，引起刀具轴系统也都是7：24锥度单面定位的传统工具系统。向定位误差；高速条件下由于主轴锥孔的扩张量大因此，要实现在陈旧或常规的数控机床设备上使用于刀柄，导致刀柄和主轴的配合面产生锥孔间隙。过定位工具系统重载切削，7：24锥度的改进型刀柄在拉紧机构作用下，刀柄沿轴向移动，削弱刀柄轴向结构在重载切削中应用的理论研究势在必行。对陈定位精度和定位

4、刚度，造成加工尺寸误差和性能急旧或常规的数控机床设备进行使用过定位工具系统剧下降。的改造更加符合我国国情。过定位工具系统利用薄壁的工具系统的锥柄或机床主轴的弹性变形，实现了刀柄的锥面及法兰端2过定位工具系统与传统工具系统性面与机床主轴的锥面及端面完全贴紧。其特点是：能对比静态及动态稳定性高；轴向及径向精度高；非常适合7：24锥度单面定位的传统工具系统通常应用在高转速下使用，定心准确；重量轻，易于换刀。其于常规数控机床。其特点是：相对稳定性较低(会改变7：24锥度采用替代型结构的过定位工具系统晃动)；轴向精度低；有限的径向精度；不适合于高以HSK工具系统为典型代表；仍采用7：24锥度的转速；重量

5、较大，换刀较慢。目前，常用的有四种标改进型刀柄结构的过定位工具系统以BIG—PLUS准型式的刀柄即DIN2080(德国标准)、IS07388／1工具系统为典型代表。(国际化标准)、ANSIB5．50CAT(美国标准)和JIs图2为HSK过定位工具系统在机床主轴中的B6339(日本标准)。其中，JISB6339标准刀柄(简定位示意图。使用过程中，过定位工具系统受拉紧力作用下，薄壁的工具系统的锥柄或机床主轴的发收稿日期：2013年12月生弹性变形，实现了刀柄的锥面及法兰端面与机床工具技术外，我国还有大量陈旧或常规数控机床设备仍要使的过定位刀柄，保证机床主轴内孑L和端面与刀柄同用。因此，对陈旧或常规

6、的数控机床设备进行使用时接触。具体改造程序如下图6所示。过定位工具系统的改造，只能基于7：24锥度的改进I制定方案1l实施改造】l1型刀柄结构。，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．J．，改造案例：零件名称：箱体材料：灰口铸铁190HB图6加工部位：钻孔(hl00mm通过对机床进行使用过定位工具系统的改造，加工设备：卧式镗铣床不但使钻削加工顺利进行，提高了刀具寿命和切削改造前，钻削无法正常进行，加工振动很大，刀效率，修复了机床精度，提高了系统刚性。片非正常崩缺，机床主轴内孔与刀柄接触率不到5结语60％，刀柄上有大量振动造成的印迹。由钻削轴向力经验公式可知通过对过定位工具系统原理的研究，及

7、在重载Fj=Cn×D×l厂×(N)切削中的应用研究，为现有机床使用过定位工具系=593×100X0．3。X1．0=22．6(kN)(3)统的改造奠定了基础。随着国内工具系统制造精度式中G，，——系数，取决于工件材料的特性、钻头的提高，对原有重载切削机床进行使用过定位工具几何形状和其他加工条件(190HB灰系统改造可以实现。对此进行深人研究和实践，将铸铁为593)提高国内机械制造业竞争实力和整体水平