高精度工具系统激光切割机

高精度工具系统

高精度工具系统 2011年12月02日 来源： 日本黑田精工株式会社为满足客户高速高效高精度和低成本加工的需求，开发生产了三大系列高径跳精度工具系统，现分别简介如下。?1.中、大直径微米级铣刀夹头在切削加工高速化及高精度化迅速发展普及的形势下，切削刀具的作用显得十分重要，要使刀具的性能得到充分发挥，最佳刀柄的选择是不可或缺的。但是，现有的普通铣削刀具夹头(刀柄)的精度为10μm，即使是高精度的铣刀夹头精度也只有3～5μm。液压式铣刀夹头虽然能获得1～2μm的径跳精度，但其夹紧力不够大。弹簧夹头是一种万能刀具夹头，但其重复精度的稳定性不理想，影响刀具性能的有效发挥。为了满足高速高精度切削加工的需要，开发了微米级中、大直径的铣刀夹头，这是一种与原有铣刀夹头具有同等夹紧力和刚性、能保证2μm(AA级)径跳精度的高精度切削加工用铣刀夹头，现已完成了φ16～φ50mm的中、大尺寸铣刀夹头的系列化。其特点是：①前端螺母实现了小型化，使用方便，干涉少；?②独特的滚珠丝杆机构带来超群的可操作性能(紧固力达23～30kg，扳手长度为160～205mm)；?③加压环产生强劲的夹紧力：标准型HPC32为250kg·m（螺母外径为φ70mm）；强力型HPC32S为350kg·m(螺母外径为φ78mm)。?④高刚性：夹头体和加压环为两面定位与夹紧一体化；?⑤刀具无移动，刀具预调简单方便；?⑥与中心内冷却标准相匹配。?为了适应高精度铣削加工，实现了不用弹簧夹头的直接夹紧，且铣刀夹头的径跳精度在2μm以内，重复精度采用标准试棒测试时达到±0.5μm。2. 小直径高速加工用微米级铣刀夹头(H系列)本系列铣刀夹头是以前述中、大直径微米级铣刀夹头的构造为基础，并能满足高速夹头必备条件的微米级铣刀夹头H系列产品。高速铣刀夹头必须满足下列条件：①高的径跳精度及高刚性；②夹头部分的弹性变形量应足够大(可获得大夹紧力)；③采用在大离心力作用下也难于膨胀的高抗张力钢；④为消除产生不平衡的因素，夹头的所有零件应设计成对称形状；⑤夹紧时不会导致刀具系统的平衡发生变化；⑥采用抗离心力技术(采用端面定位夹紧)。H系列微米级铣刀夹头应达到的技术条件为：①径跳精度：2μm以下；②夹紧力：大于弹簧夹头的夹紧力。③重复精度：用标准试棒测试的重复精度为±0.5μm，高于液压夹头的精度；④平衡精度：与高速系列G型相当（30000/min）。a.用刀具平衡机平衡时，在10000/min条件下达到G1以下；b.由夹紧引起的平衡变化，在10000/min条件下达到G0.1以下；⑤抗离心力技术：采用两面定位夹紧刀柄。针对20000rpm以上高转速时产生的离心力引起主轴圆锥部分膨胀扩大问题，由于采取端面定位夹紧而达到Z向没有沉降现象产生；采用SHOWA D-F-C柄时，由于采用了锥套调节机构，可消除圆锥部分的间隙。?采用H系列微米级铣刀夹头的铣削实例：（1）铝件高速大进给铣削使用机床：立式MC(最高转速30000rpm)；使用刀柄(夹)：BTF40-HPC10H-90AA(H系列微米级铣刀夹头+SHOWA两面定位)使用铣刀：φ10mm(2齿)涂层硬质合金立铣刀被加工材料：铝(A5052)铣削条件：①粗铣：S＝27000rpm，F＝10000mm/min，进给率0.185mm/齿，切深量5mm，加工宽度10mm；②精铣：S＝27000rpm，F＝3000mm/min，进给率0.056mm/齿，切深量＝0.5mm，加工宽度10mm加工效果：切削距离：6.7m；加工时间：40秒(粗铣)，2分15秒（精铣）；表面粗糙度：Rmax3.0μm（2）高硬度材料高速大进给量铣削使用机床：立式MC(最高30000rpm)使用刀柄(夹)：BTF40-HPC10H-90AA(H系列微米级铣刀夹头+SHOWA两面定位夹紧)使用铣刀：φ10mm(2齿)涂层硬质合金球头立铣刀被加工材料：SKD61(HRc50)铣削条件（精铣）：S＝27000rpm，F＝5000mm/min，切深量0.2mm加工效果：切削距离：200m；加工时间：43分；表面粗糙度：Rmax3.2μm3.深模腔铣削用微米级铣刀夹头(M系列)近年来，深模腔铣削加工用铣刀夹头做成夹头前端细长而带小锥角的热装式刀夹，在深模腔铣削领域，这种刀夹的评论成为唯一的热门话题，但在实际应用上还存在许多问题，比如工艺性、安全性、重复精度及使用寿命等等。为了解决这些问题，日本黑田精工株式会社开发了深型腔模具铣削用高速高精度铣刀夹头微米级铣刀夹头M系列产品，并已实现了商业化。在结构上它以H系列夹头的结构为基础，靠钩头扳手向上拉拧螺母而使加压环做轴向移动，使夹头体前端的夹紧套的内径收缩来夹紧刀具柄部，当螺母被拧紧后，夹头体和加压环就成为一体(两面定位夹紧)。其外形和热装刀柄相同，夹头前端(加压环)的外形特征是细而长且带小锥角的外形。?M系列产品是将H系列微米级铣刀夹头更细长化的产品，最适合深型腔模具的铣削加工，其特点如下：①规格系列化：与φ3～φ12mm刀柄相匹配；?②使用市售刀具(h6以下硬质合金和高速钢立铣刀)；?③夹紧简单方便，提高了铣削加工效率；?④由于是高精度和高档平衡产品，适合高速铣削加工；?⑤形状细长，干涉少；?⑥与中心内冷却标准相匹配。?⑦在静刚性方面与热装刀柄相当。

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