高精度加工中的刀具夹持技术

2020-07-06 16:08

由图6可知，装夹系统在前后端都配有特殊的冷却套，在刀具安装过程中可以有效地促使环形衬套迅速收缩。夹头可用硬质合金或高速钢或40Cr等材料制作，使之与高速铣刀材料的热膨胀系数相近。在高速铣刀安装时，利用局部加热方式，使整个刀具系统受加热过程的影响较少，热变形小。局部加热方式可实现操作时间短，使加热操作更为安全。此外，刀具安装时的加热温度为中温加热，远低于引起刀柄材质内部组织变化的温度，使热收缩夹头刀柄装夹系统的热变形小。由于采用过盈式装夹，这种装夹方式可保证夹头重复使用中具有高的装夹精度，并保证刀具长度在热装后可进行调整。图6的热收缩夹头刀柄装夹系统的转速范围为15000～50000r／min。

热收缩刀柄装夹系统在高速切削过程中要求夹头和刀具至始至终都要保持过盈合。铣刀和刀柄接触压力的大小和变化决定过盈配合状态的好坏。图7是刀柄孔径接触压力的变化曲线分布图，过盈量在2～10μm范围时，过盈量越大接触压力越大，夹紧力则越大。最大接触压力和突变都发生在铣刀的头部或刀柄的内孔里端，这主要是受集中载荷力作用的结果。

高精度加工中的刀具夹持技术

图7 刀柄孔径接触压力的变化曲线

图8是孔径的径向位移量变化曲线图，载荷范围是50～300N。由图中可知当负载增加时，热收缩刀柄的内孔孔径会向外发生膨胀，即径向位移。内孔孔径的膨胀量随负载增加而增加，径向位移量也随之增大，夹紧力则随着径向位移量的增大而减小。径向位移量的大小则随着安装时过盈量的大小而变化，过盈量越大，径向位移量则减少。在切削过程中随着外载的增加，过盈量处在6～8μm之间时，内孔孔径的径向位移量的变化速率较慢。

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