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超细长热胀冷缩式刀夹的应用


放大字体  缩小字体 发布日期:2018-01-16

刀夹也可以提高铣削加工的生产率。一家模具制造企业采用了“Power Shrink Chucks”型刀夹,使一些加工时间几乎缩短了一半。

驻地在德国Illmensee市的模型和模具制造厂商Langer公司,约有140名员工。该公司的服务范围从注塑模样件及批量注塑模的开发,到批量生产前样件的确认以及小批量零件的生产。实力雄厚的模具制造部门约有人员60名,其模具的机械加工占有特别重要的地位。公司一直将以尽可能短的时间生产出能满足客户(大多数来自汽车行业)高要求的注塑模作为首要目标。

将来自设计部门的数据转变为塑性铝合金或型号为2312(40CrMnMoS8-6 —译注)和2767(45NiCrMo16—译注)模具钢材质的质量一流的模具,这大部分是NC加工小组的任务。该加工小组的组长Jörg Lehmann先生解释说,装备有质量一流的机床、刀夹和刀具的加工设备是直接影响到工件加工工艺流程时间的一个重要因素。因此,在他主管的范围里有6台德马吉(DMG)、米克朗(Mikron)和赫姆勒(Hermle)公司的3轴至5轴加工中心。而在工具方面,使用着各种不同品牌的产品,熟练的模型工对于刀夹主要信赖一个合作伙伴:“自我们在2008年首次对Haimer公司的刀夹Power Shrink Chucks进行测试以来,我们仍然与这个刀夹的制造商保持着合作关系。在刀夹方面寻找一个技术力量雄厚的合作伙伴,究其原因是,在此以前所采用的热胀冷缩式刀夹存在着让人不满意的地方,这种刀夹在进行为数不多的热胀冷缩过程之后,就不再能保持所要求的夹持力。”

热胀冷缩式刀夹的理论和实践

主要的差别在于刀夹的钢材、加工处理和其结构。例如一个公差很严、并以尽可能长的长度范围用来夹持刀柄的配合孔十分重要。同时,在铣刀插入刀柄安装孔时,在刀夹上,刀柄安装孔的引导倒角起着至关重要的作用。在这里,刀具悬伸长度的多大,将决定着刀具的刚性。有些制造厂家的热胀冷缩式刀夹,其导引倒角空出了5至10毫米的长度。这样,在这个部位就没有产生夹持力,因而刀具没有得到夹紧,这样就不必要地增加了刀具的悬伸。在配合孔后端也有类似的情况,刀夹的这个配合孔后端镗有空刀槽。在这里也就不能实现刀具的夹持和夹紧,结果是使孔的配合范围变得相对较短。另外还有配合孔直径的问题,熟悉具体业务的Lehmann先生对理论只是稍有兴趣。而对于他来说,铣削时的品质才是十分重要的:“Haimer公司的热胀冷缩式刀夹,特别是Power Mini Shrink Chucks 型刀夹,由于这种刀夹在实际生产中获得极好的加工成果,使我们整个小组感到振奋。在刀夹的上面部分集中了较多的、可抑制振动的质量。下面部分其细长的形状特别适合于用来加工细窄的工件轮廓。”

Haimer公司的Power Mini Shrink Chucks型夹头是专门为模具制造中进行5轴铣削加工的要求而开发的,这种夹头通过其细长的尖端和坚实的根部相结合满足了这种要求。所有Mini Shrink Chucks型夹头的特点是有着细长的、相当于在注塑模作为脱模斜度采用的3度角的外部轮廓。另外,Power刀夹系列在刀夹上面基体的轮廓部分十分坚实。因此,热胀冷缩式刀夹能较深地进入型腔,并且还要有足够的刚性,以便承受侧向力,如承受在摆动的主轴进行加工时所产生的切削力。

Jörg Lehmann先生在说明这种刀夹的优点时说:“我们由此可以采用比其他夹头更高的切削用量来进行铣削。有时候,我们还可以节省准备工作,例如,在钢件上铣槽。在这里,我们视具体情况采用两把球头铣刀首先以1/10mm进行半精加工。在精加工过程中,我们采用Power Mini Shrinks型刀夹获得了所要求的成果。加工时间缩短了50% 。”Haimer公司几乎对于任何一种加工情况都能提供合适的热胀冷缩式刀夹,例如,Langer公司还购进了弹簧夹头。公司还测试了Cool-Flash系统,以便把冷却润滑液从外部可靠地输送到刀具的切削刃上,在这里,为了确保加工时的稳定,许多铣刀上没有设内部输送冷却润滑液的孔,因此,为了获得高质量的加工成果,必须从外部对刀具进行冷却。除了输送冷却液的软管外,为了进行大流量冲洗,还要有集成到刀夹上的系统。这个系统能把冷却润滑液对准切削刀刃进行喷射。对于Lehmann先生来说,这是一种值得进行测试的技术。通过采用另一供应厂家的专用刀夹,获得首次成果,证明是有前途的。然而,热胀冷缩式刀夹对此只是采用了一个复杂的插接套系统,工作正常。采用Cool Flash刀夹,Lehmann先生有了相当多的经验:“即使在每分钟20000转的转速情况下,冷却润滑液仍然紧贴在刀具周围喷向切削刀刃。”(Haimer 公司的Cool-Flash 系统是在刀夹体里设有冷却液通道的一种夹头。在夹头的端部开有与冷却通道相通的环形窄沟槽,通过采用一个钻有多个喷射孔的环形盘盖在夹头端面上,由此使冷却润滑液围着刀具圆周喷向切削刀刃—译注)。

 
 
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