加工中心上高速切削螺紋不可忽視因素

隨著加工中心的出現(xiàn)，特別高速切削技術(shù)迅猛發(fā)展，使銑削，鉆削等加工效率迅速提高，但螺紋加工卻成為了整個(gè)機(jī)械加工中的一介瓶頸。為了解決一矛盾，許多絲錐制造商，如德EMUGE就推出了針對(duì)不同零件材料的高速絲錐，并且結(jié)合當(dāng)今蕞先進(jìn)的涂層技術(shù)，使絲錐的切削效率，耐磨性和使用壽命都大大提高。然而要想真正取得高速絲錐應(yīng)有的效果，有個(gè)因素卻往往被客戶給忽略的，那就是絲錐刀柄！

目前客戶主要使用兩種絲錐夾持系統(tǒng)，第一種：帶度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄，這普遍應(yīng)用于搖臂鉆床，大螺紋的加工，特別是結(jié)合帶有過(guò)載保護(hù)的絲錐快換夾頭，可以有效防止絲錐的斷裂。只是這種絲錐刀柄是屬于快換式的，裝夾特別方便，但同時(shí)這種刀柄不是很適合高速切削，因?yàn)楦咚偌庸r(shí)，過(guò)高的離心力會(huì)使絲錐刀柄與快換夾頭之間的配合變?nèi)?。另外一種是普通的ER夾頭，這種連接方式，是個(gè)純剛性的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高速切削，考慮到該系統(tǒng)很便宜，因此往往是許多客戶愿意選擇的。但是我們接下來(lái)分析一下其問(wèn)題所在。

    首先我們要定義一下，高速切削必須要在帶有同步主軸的CNC機(jī)床上，那么由于螺紋切削都存在主軸正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)這兩個(gè)過(guò)程，我們假設(shè)Vc=60m/min（高速切削），螺紋尺寸為M6，那么其轉(zhuǎn)速應(yīng)為3184rpm，當(dāng)螺紋加工到要求深度后，主軸必須停止，并且馬上就必須反轉(zhuǎn)至3184rpm，在這一過(guò)程中，主軸停，進(jìn)給未必能停下在，并且反轉(zhuǎn)至設(shè)定速度也有個(gè)時(shí)間差，這些均會(huì)使進(jìn)給與主軸轉(zhuǎn)速產(chǎn)生不匹配，這被稱為同步誤差，即主軸與線性驅(qū)動(dòng)單元的動(dòng)態(tài)變化產(chǎn)生同步誤差；再者絲錐的齒面也存在制造誤差，這也會(huì)造成誤差。這些微小差別，如果通過(guò)剛性的螺紋刀具，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中的誤差，這對(duì)于螺紋切削循環(huán)非常不利。

    那么絲錐的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN22857定義了磨制螺紋的尺寸和公差，對(duì)于絲錐的螺距公差，該標(biāo)準(zhǔn)指出：在規(guī)定的牙數(shù)范圍內(nèi)充許蕞小偏差為±8μm。例如：一個(gè)M10的絲錐，其螺距為1.5，那么在7個(gè)牙的長(zhǎng)度方向允許產(chǎn)生±8μm的誤差，對(duì)比上圖，在軸向會(huì)產(chǎn)生1300N壓力（蘭色曲線），而綠色曲線是M6的絲錐，其軸向則只產(chǎn)生略多少500N的壓力。因此，隨著絲錐直徑越大，絲錐承受的軸向壓力也越大！

    普通的ER夾頭是無(wú)法釋放這軸向壓力的。因此德國(guó)EMUGE就設(shè)計(jì)了一個(gè)能緩沖這種主床的同步誤差以及絲錐精度誤差所產(chǎn)生的軸向壓力，被稱之為“微量長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)慕z錐刀柄”。其主要特點(diǎn)是：

    1． 在壓縮與拉伸方向都具有蕞小長(zhǎng)度補(bǔ)償（約0.5mm）

    2．  中心冷卻壓力可高達(dá) 50 bar，加工通孔時(shí)，可以讓冷卻液沿絲錐柄部出水。

    3．  螺紋刀具可通過(guò)帶方身的夾頭 /(ER GB/)夾緊

    4．  不需要特殊的刀柄

    5．  同步攻絲時(shí)，有更好的工藝安全性

    6．  可獲得更高的攻牙速度 

    7．  扭矩和軸向力的傳遞互相獨(dú)立

    8．  球方式傳遞扭矩