隨著加工中心的出現(xiàn),特別高速切削技術迅猛發(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機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就推出了針對不同零件材料的高速絲錐,并且結合當今最先進的涂層技術,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有的效果,有個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:帶度補償?shù)慕z錐刀柄,這普遍應用于搖臂鉆床,大螺紋的加工,特別是結合帶有過載保護的絲錐快換夾頭,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,但同時這種刀柄不是很適合高速切削,因為高速加工時,過高的離心力會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,是個純剛性的系統(tǒng),可以實現(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。但是我們接下來分析一下其問題所在。
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)這兩個過程,我們假設Vc=60m/min(高速切削),螺紋尺寸為M6,那么其轉(zhuǎn)速應為3184rpm,當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,在這一過程中,主軸停,進給未必能停下在,并且反轉(zhuǎn)至設定速度也有個時間差,這些均會使進給與主軸轉(zhuǎn)速產(chǎn)生不匹配,這被稱為同步誤差,即主軸與線性驅(qū)動單元的動態(tài)變化產(chǎn)生同步誤差;再者絲錐的齒面也存在制造誤差,這也會造成誤差。這些微小差別,如果通過剛性的螺紋刀具,會導致系統(tǒng)中的誤差,這對于螺紋切削循環(huán)非常不利。
那么絲錐的歐洲標準EN22857定義了磨制螺紋的尺寸和公差,對于絲錐的螺距公差,該標準指出:在規(guī)定的牙數(shù)范圍內(nèi)充許最小偏差為±8μm。例如:一個M10的絲錐,其螺距為1.5,那么在7個牙的長度方向允許產(chǎn)生±8μm的誤差,對比上圖,在軸向會產(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夾頭是無法釋放這軸向壓力的。因此德國EMUGE就設計了一個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“微量長度補償?shù)慕z錐刀柄”。其主要特點是:
1. 在壓縮與拉伸方向都具有最小長度補償(約0.5mm)
2. 中心冷卻壓力可高達 50 bar,加工通孔時,可以讓冷卻液沿絲錐柄部出水。
3. 螺紋刀具可通過帶方身的夾頭 (ER-GB)夾緊
4. 不需要特殊的刀柄
5. 同步攻絲時,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立
8. 球方式傳遞扭矩