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北一圣和BTF双面锁紧刀柄 |
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作者：北一圣和 |
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高速切削加工有比普通加工大5-10倍的切削速度，可以减少加工时间，显著提高加工效率，能够获得更高的加工精度和表面质量。但是，刀具与主轴之间的联接会问题，当主轴转速达到上万转以后会严重影响刀体刚性，并在轴向产生窜动，而高速加工要求确保高速度下主轴与刀具联结状态不能发生变化。北一圣和双面锁紧刀柄采用蝶簧锥套形式，刀柄设计为可轴向移动的锥套结构，刀柄主体最大移动量为：0.4mm。当刀柄装入主轴后，首先以7/24锥面定心，拉刀机构将拉钉拉紧，把刀柄主体向左拉动，在拉力的作用下使刀柄法兰面与主轴端面贴紧，形成刀柄与主轴端面双面紧密结合。
在现代机械切削加工技术中，高速切削越来越多地被提及，高速切削技术应用也越来越广泛。国内外机床生产商、刀具生产商也都向高速、高精度切削机床方向发展。
顾名思义，高速切削首先是高主轴转速，主轴转速要达到12000r/min以上。另一方面，就是高进给速度，300m/min以上的进给速度。目前，切削工具越来越多地采用人造金刚石（PCD），立方氮化硼（CBN），整体硬质合金，或在硬质合金上涂上CBN，TIC等化学涂层，使刀具可以承爱高达300-500m/min的切削线速度。
因而，高速切削加工有比普通加工大5-10倍的切削速度。最大优点是能减少加工时间，显著提高加工效率，能够获得更高的加工精度和表面质量。但是，高速切削也存在一些问题。首当其冲的就是刀具与主轴之间的联接问题，当主轴转速达到上万转以后会严重影响刀体刚性，并在轴向产生窜动。
高速加工要求确保高速度下主轴与刀具联结状态不能发生变化。但在高速时主轴前端锥孔由于离心力的作用会膨胀，膨胀量的大小随着旋转半径与转速的增大而增大，标准7/24实心刀柄膨胀量较小，在拉刀机构的拉力作用下，刀具的轴向位置会发生变动（如图1），产生轴向窜动。当转速更高时，主轴7/24内锥与刀柄7/24外锥会产生更大间隙，这时刀柄的联接刚性会急剧下降！
为解决这一不利因素的影响，北一圣和在消化吸收日本圣和双面锁紧刀柄的基础上，开发出了适应国内高速主轴的BTF系列双面锁紧刀柄系统。
北一圣和双面锁紧刀柄采用蝶簧锥套形式（见图2），刀柄设计为可轴向移动的锥套结构，刀柄主体最大移动量为：0.4mm。当刀柄装入主轴后，首先以7/24锥面定心，拉刀机构将拉钉拉紧，把刀柄主体向左拉动，在拉力的作用下使刀柄法兰面与主轴端面贴紧，形成刀柄与主轴端面双面紧密结合。
图2
当主轴在高速旋转时，主轴前端锥孔由于离心力的作用发生膨胀时，在拉刀力的作用下蝶簧进一步压缩，保持法兰端面与主轴端面紧密结合。
这种双面锁紧结构的优点是：
1. 消除高速旋转时因离心力产生主轴锥部膨胀而发生Z向窜动
2. 提高刀柄刚性
普通刀柄与双面锁紧刀柄刚性对比如表1所示。
3. 提高加工效率、延长刀具寿命
双面锁紧刀柄加工刚性明显提高，所以不仅在高速下有显著的优势，在低速切削下也有优势。 普通BT50与BTF50面铣刀柄铣削如下图3所示工件。
■使用机床：
立式ＭＣ（ＭＡＸ４,０００ｍｉｎ‐1）
■比较刀柄：
ＢＴ５０‐ＦＭＡ５０．８‐７５
ＢＴＦ５０‐ＦＭＡ５０．８‐７５
■ 切削条件：
Ｓ=３２０ｍｉｎ-1切削量２．５ｍｍ
实验切削结果如表2所示：
从表2实验数据我们可以看出在相同机床、相同刀具、相同切参情况下，双面锁紧BT刀柄刀具寿命比普通BT刀柄刀具寿命提高2.8倍。而在进给速度提高1倍的情况下刀具寿命仍比普通BT刀柄刀具寿命长。
4．减小主轴负荷，提高表面加工精度
以加工图4平面为例：
实验切削结果如表3所示：
从表3实验数据我们可以看出，在相同机床、相同刀具情况下，普通BT刀柄载荷值波动较大、表面光洁度粗糙。双面锁紧BTF50刀柄载荷值稳定、加工表面光滑。
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(5/31/2011) |
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