数控机床

      大昭和精机贸易（上海）有限公司  技术科主任 习森尧

       Ｑ：通广传媒：高速切削加工技术环境下，刀柄对加工的影响体现在哪些方面？
   

       Ａ：
   
　　   习森尧：高速切削加工的环境的确对刀柄也提出了很高的要求，特别是在刀柄与主轴的连接部分，刀柄自身的动平衡及刀柄跳动精度等方面。在刀柄与主轴的连接部分，以普通的BT 主轴为例，由于只有锥面接触，与两面定位的BIG-PLUS 主轴系统相比，其在连接刚性、ATC 重复定位精度、Z 方向的尺寸稳定性等方面均不如后者。
 
　　从动平衡的角度来说，在普通转速下加工时，动平衡对加工影响比较小，几乎可以忽略不计，但达到一定程度的高速加工时，由动平衡引起的离心力会造成切削振动、噪声、以及对主轴产生一定的负荷，振动会在加工系统中间传递，最终影响加工工件的表面质量和尺寸公差。 在对应高速加工的方面，熟悉BIG 产品的用户都清楚， BIG 的美夹刀柄系列，从设计到制造的各个环节都全面追求动平衡性，譬如BIG 世界首创的无扳手槽的螺母，不仅提高了刀柄的平衡性，还增加了螺母自身的强度，同时，减少了高速旋转时与空气摩擦的噪音，防止冷却液飞溅等等优点，被业界争相模仿。
 
　　从跳动精度角度来看，跳动精度的优劣除了影响加工零件的表面粗糙度、尺寸精度外，也对加工效率、刃具的寿命有影响。市场上4 倍直径位置的跳动精度从数十μ~3μ 不等，貌似差别并不大，但这些是指静态的跳动精度，与高速旋转状态下实际的跳动精度是完全不同的。高速加工时，建议尽可能选择跳动精度好的刀柄。

      Ｑ：通广传媒：为了适应高速切削加工对刀具系统的要求，刀柄技术有什么样的优化与提升呢？
 

      Ａ：
 
　　习森尧：首先是主轴接口系统在90 年代有了较大的进步，具有代表性的事件有1991 年德国工业协会的HSK锥柄提案，1992 年日本大昭和精机申请了BIG-PLUS 两面定位主轴系统专利。这代表着主轴系统进入了可对应高速加工的两面定位主轴系统时代。

　　其次，就刀柄方面来说，除了前面提到的类似BIG 美夹刀柄系列外，最近大昭和在行业内首家推出了端面给水型液压刀柄，由于液压刀柄内部有油腔，在内部设计和制作油路的工艺十分复杂，难度很大，这款刀柄的推出可以说使得液压刀柄在铣削加工方面真正的实现了高速加工。

　　另外，譬如气动刀柄，不需要机床旋转，依靠压缩空气其转速可以达到近10 万转上下的加工速度，可以实现即使高速机床也很难达到的加工效果，在光电/ 电子模具等行业应用比较广泛。

      Ｑ：通广传媒：刀柄技术在产品生产过程中的应用情况如何？
 

      Ａ：
 
      习森尧：随着机械加工的高速化，在实际应用中不同的加工需求，对刀具的要求也各不相同。在镗孔加工中，以精镗头为例，目前市面上的多数厂家的精镗头没有内置平衡机构，然而精镗加工的精度要求往往比较高，在高转速下镗头的动平衡性能对镗孔的精度影响是比较明显的。 譬如就BIG 精镗头的动平衡性能来说，主要有EWN精镗头内置了预平衡机构，EWB 精镗头内置了动态平衡机构，EWB-UP 超精密镗头可手动调节动平衡等三种。通常普通转速加工时，内置了预平衡机构的EWN 镗头在大多数场合下可以满足加工要求。但当转速达到10000转甚至更高转速时，对动平衡提出了更高的要求，普通的镗头由于平衡性的影响通常无法满足精镗加工要求，此时推荐使用内置动态平衡机构的EWB 镗头。另外，如果在高转速下，同时圆度、尺寸等精度要求也非常高的情况下，就要考虑可手动调节动平衡的EWB-UP 精镗头。