高效完善的模块化镗孔刀具系统

发布时间:2014-09-12
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大多数零件上有孔,利用镗刀,在已有孔的基础上将孔扩大,并提高其精度表面质量的加工称镗孔或镗削。镗孔时镗刀在工件内,看不见,刀具又处于悬伸状 态,孔越深,悬伸越长,加工条件较差。难以实现高效加工。多数零件往往具有多种不同直径,深度,精度和表面质量要求的孔。常常需要更换不同的镗刀,耗费很 多辅助时间,影响了生产效率的提高。镗孔工序,目前多在可自动换刀的镗铣加工中心上完成。镗刀装在机床上要通过刀柄,刀柄的一端的柄部插入机床主轴,另一 端是装刀部分用于装夹刀具。为了与各种机床相结合,又要适合各种不同孔的加工需要,应预先准备好各种规格尺寸的刀具,这给用户在生产,使用,管理方面带来 很多不便。为此各国和国际ISO组织首先在机床与刀柄结合方面,制定了几个相应的标准。刀具柄部按共同标准与机床主轴孔相配。装刀部分则由于多样的镗刀, 为方便安装,需要有统一的标准的结构。为此,一些大公司设计制出特定的中间模块联结系统,这样既方便了制造,换刀,也便于使用保管,减少了用户的刀具刀柄 储备。如果这个系统在镗孔尺寸上,还有一定的可调整性,调整精度又高,这样不但更加扩大了使用范围,还能保证高精度的孔加工。就镗孔而言,用户若拥有这样 一套系统,就能使各种不同的孔均能优质高效加工完成,该是多么令人振奋和理想的事啊。

瑞德卡特(SWISS TOOLS)即瑞士切削刀具公司经过长年的努力,开发了一整套高效完善独特的模块化镗孔刀具和刀柄系统,出色地达到上述要求,其具体功能和结构,使用范围划分介绍如下;

他 们这套系统与机床相联结有四种标准方式可供选择;即⑴短柄锥(1/10)HSK-A(DIN69893)标准;⑵带法兰多角形短棱锥接口 PSC(ISO26623-1)标准;⑶长柄锥(7/24)DIN69871,即德国,瑞士等国通常标为SK的刀柄,我国GB10944-89标准与之等 同,按我国标准标为JT刀柄。其中包括有冷却液通过中心供应的A/D型和通过法兰供应的B型;⑷长柄锥(7/24)日本标准(JIS-MAS403)标为 BT刀柄。外形与SK,JT相似,具体结构尺寸有些不同。它也有冷却液通过中心和通过法兰的A/D型和B型。以上四种标准为世界各国大多数先进数控机床公 司所采用。故本系统刀具通用性好。几类标准刀柄柄部图形见图1之(A),(B),(C)。

(A)HSK标准(B)PSC标准(C)各类7/24柄锥

图1瑞士镗刀系统主刀柄

各 类主刀柄为快速联结装刀部分的镗头镗杆和刀片刀架,需要优秀可靠的模块化结构联结系统。瑞德卡特首先开发出ST定位联结系统如图2(A)。它易于保证实现 两面定位,且刚性好。由图知,独特的插座(套)①与圆柱凸台②配合后实现一面定位,利用锥头径向螺钉④锁紧,既使二者结合在一起,又使圆柱凸台下平面上 升,紧压插座下平面完成了两面定位,由于“紧压”产生予加载荷,而提高了整体刚性。以上虽两面定位,却并未限制绕主轴轴线回转自由度。图示的两个传动销③ 插入后,可知既传递了动力,又限制绕主轴轴线回转自由度,使安装的刀具刀刃有一正确方向。为在比较严酷的切削条件下也能紧密定位结合,顺利加工,他们又开 发了ST+联结系统(图2B),它是在ST联结系统的基础上,增加一个螺纹环⑥和拉紧螺栓⑦,拧紧拉紧螺栓⑦使圆柱凸台②和插座①更紧密结合,整体刚性更 高。能更好地胜任重切削等严酷条件下的加工。⑤为密封圈放在插座内。防油渗漏。

( A )(B)

图2 ST和ST+快速联结系统

图 1中可见主刀柄非与机床结合另一侧的中孔,做成可联结ST和ST+结构的插座,按尺寸由小至大有ST1。。。。。至ST6有六种规格,(ST+系统因用于 重载切削,故通常只有尺寸较大的ST+6和ST+7两种规格)。各种装镗刀的镗头,精镗头和中间模块一端带有圆柱凸台可与此插座相联结进行加工。用户可依 据加工孔径范围,具体作如下选择;;

㈠镗0.3㎜到19.1mm以下小孔时--主刀柄可直接或通过缩径接杆联结小型精镗头(图3),此镗头 装Φ4和Φ7两种镗刀柄,共9种尺寸不同镗刀杆。两种小型精镗头在径向可进行调整范围分别为1.5和2.5㎜,调整精度为0.002㎜。小型精镗头中还可 以装芯杆和切槽刀片用以加工Φ6.9到Φ19.1孔中的小槽。最大加工槽宽为1㎜。

图3小型精镗头,微孔镗刀和小孔内切槽刀。

㈡ 208系列精镗头和206系列数显精镗头(图4下两类)---这两种精镗头均可装Φ16镗杆,通过弹性缩径套可装直径较细的镗杆,镗杆在精镗头内可作精确 的径向调整,调整的范围是2.7。数显精镗头微调精度为0.002。非数显精镗头调整精度为0.01,通过游标尺可为0.002。204和206系列精镗 头配镗杆镗孔时,可装通用平衡环,据附平衡图表调整,可降低90%不平衡度,进一步提高镗孔表面质量。

如图4所示,可知它们装上不同的镗刀 杆,可加工不同的孔径范围。最细的可镗孔由Φ3到Φ19。上面较粗的可镗孔径范围Φ9.75到Φ48.1。再上面更粗的可装径向可调刀片刀架的,可镗孔径 范围增至Φ29.5到Φ88.1。在最细镗杆下面是外圆车削附件。可车削Φ5.3到Φ48.6不太长的外圆,较长的外圆柱可接伸长杆后完成加工。最下面是 刚性高,抗振性好的整体硬质合金镗杆加可换刀头,加工质量高,有两种规格,分别可镗孔Φ8.75到Φ40.1和Φ14.7到Φ51.1。

图4瑞德卡特常用镗孔孔径范围的镗削工具

㈢ 可装精镗延伸鈑,镗孔范围广的210系列精镗头----图4中倒数第三系列即是。这种精镗头,可如上述的精镗头直接装各类镗杆镗孔,可镗孔径范围同前。如 加装上两种规格的延伸鈑后,其上的刀片刀架可向外伸出,扩展镗孔范围由Φ86至Φ320。也可以装上外圆车削附件,车削外圆。

㈣可正反镗的 304系列精镗头---如图4第二行所示。此精镗头的一侧直接可装上正向具有90°和95°的两种主偏角刀片刀架,即图中所示精镗头上的第一个小图。它具 有多种规格,总的镗孔范围在Φ23.9到Φ171.1。通过加装反向加工座附件(精镗头上第二个小图),反装刀片刀架(精镗头上第三个小图)后,可进行反 向镗孔。反向镗孔范围是Φ37到Φ173。其加工示意图如图5,由于精镗头自身结构尺寸,为避免干涉,反向加工应考虑进入孔的最小直径和最小偏离中心值, 可按推荐公式预先进行计算,以保证安全。304系列精镗头具有双向供冷却液的功能,如图示。

图5反镗加工示意图

㈤ 带夹持鈑支承块刀片刀架的单刃344系列精镗头(图4最上面)-----直径调节精度为0.01,可镗孔直径范围是Φ86到Φ402。内部供冷却液。同样 带夹持鈑支承鈑的,还有一种带双刃刀片刀架的444系列镗头,平衡性较好,调节精度较低,加工范围也是Φ86到Φ402。

㈥404系列双刃镗头(图6)-----该镗头体前后两侧带有平行多齿斜面,在其上可装背面具有同样齿形结构的多种规格成对的刀片刀架。这样的结构接触面积大,安装刚性好,又便于在径向进行尺寸调节。它有七种规格,总的可镗孔直径范围为Φ23.5到Φ153。

图6双刃镗头

㈦ 主刀柄带桥形附件,再装上延伸鈑和570到590系列的刀片刀架所构成的504,514,534,544系列镗头(图7)-----延伸鈑有十种不同尺寸 规格,总的可镗孔范围是Φ150到Φ655。桥形附件除接SK(JT),BT,HSK-A标准机床主轴外,也可上接ST6+和ST7+快换联结系统。

图6主刀柄带桥形附件与镗孔刀片刀架,车外圆刀片刀架

㈧ 可加工大孔Φ650到Φ2250的主刀柄和长延伸鈑的镗头(图7)---主刀柄有SK(同JT),BT,HSK-A三种。延伸鈑规格有三种分别镗削 Φ650到1105;Φ1100到1655;Φ1650到2205。延伸距离长,直径大,离心力也大,为平衡和提高加工效率,宜对称装两个刀片刀架。为实 现较高精度的大孔加工,长延伸鈑单侧也可装调整精度高的精镗头,可提高大孔加工精度,此精镗头直径调整精度是0.01。但是为了保持平衡,相对的一侧应装 上平衡重块。

图7具有长延伸鈑的镗头

以上的几种产品的特性,使用了解后,用户可以据需要镗孔的直径范围,精度要求,孔深等选择其中类型,相应模块件和镗刀即可,非常方便。

瑞 德卡特(SWISS TOOLS)为了用户使用便利,进一步推出了一定尺寸范围镗孔刀具套装盒。每个套装盒中,包括某一种精镗头或镗头,加工范围内不同尺寸的镗刀杆,刀片刀 架,还有装拆用的多种扳手等。大孔加工套装件另加有不同的延伸鈑,可以反镗加工的套装件也备有相应的附件。目前有七种规格套装件;有最小加工孔径 Φ9.75到Φ30.1,88.1,101.1,164.1。有Φ39.9到70.1的。还有Φ86到402的。用户据需要只要备上一盒或数盒即可。套装 件的多数连接系统,装刀部分结构同非套装件。

图8这两类套装件与上述联结结构系统不同,图8中(A),(B)上端锥体能分别与弹性筒夹 ER25和ER40(DIN6499)标准结构相结合,拧紧螺母即可装于图8(C)的下端。图8A的这种精镗头前面有可径向移动刀片刀架,通过调节可达到 加工范围是Φ39.9到Φ70.1。如果再加延伸鈑加工范围可扩大到Φ100.1。图8B的精镗头备有七种不同尺寸的镗杆刀片刀架。可达到加工范围 Φ9.75到Φ101.1。如加上图右侧的适配盘和外伸刀片刀架可进一步扩展加工到Φ152.1。

(A) ( B)(C)

图8能与ER型弹性筒夹相结合的套装件

瑞 德卡特将孔径从极小的0.3㎜到很大的2205㎜加工问题,通过模块化结构系统予以解决,不同孔径范围,选用不同系列的镗头和镗刀即可,不同精度要求的孔 也有不同调整精度的镗头可选用,每种镗头可有一定的调整范围,又使得可加工孔径细化,给个位数以下孔径的加工带来方便,反镗加工也可以实现,装上外圆车削 头还可以车削外圆。瑞德卡特还考虑到有些工件原来没有予作出孔,工件上有平面,曲面等需一并加工也设计准备了可带ST联结结构的钻夹头,面铣刀和立铣刀接 柄,使复杂的加工简化,工序合并,工时缩短,效率提高。瑞士精密机械的质量一直备受推崇,很值得我们学习应用。

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