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金泰克:KINTEK工具系统在高速机床以及工业4.0中的应用
来源:金泰克 作者: 浏览次数:0
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        高速是一个相对的概念,并且随着时代的进步而不断变化。一般认为高速切削的速度是普通切削的价格的5-10 倍。研究表明,随着切削速度的提高,切削力会减小15%-30% 以上,切削热量大多被切削屑带走,加工表面质量可以提高1-2 级,由于生产效率的提高,可降低制造成本20%-40% 左右,高速切削不仅仅是得到较高的表面质量,同时对于提高切削效率,降低成本也是非常有益的。所以高速切削将是机械加工不可逆转的趋势。同时高速加工也是工业4.0 的组成部分。

  高速加工典型的刀柄结构及其特性。

  一般切削最常用的是BT 刀柄,而高速切削用得比较多的是HSK 刀柄。

  BT 刀柄的锥度为7:24, 转速在10000r/min 左右时, 刀柄- 主轴系统还不会出现明显的变形,但当主轴从20000r/min 升高到40000r/min 时,由于离心力的作用,主轴增加到15μm左右。刀柄与主轴锥孔之间出现明显的间隙,严重影响刀具的切削特性,因此BT 刀柄一般不能用于高速切削。

  那么在高速切削加工中刀柄技术有哪些优化。

  HSK 刀柄的使用

  HSK 刀柄的结构形式与常用的BT刀柄不同,它是一种新型的高速锥型刀柄,采用锥面与端面双重定位的方式, 在足够大的拉紧力作用下,使1 :10 空心锥柄和主轴1 :10 锥孔之间在整个锥面和支承平面上产生摩擦,提供封闭结构的径向定位。平面夹紧定位防止刀柄的窜动,其径向跳动不超过5μm,轴向重复定位精度高达1μm。HSK 短锥柄部长度短,重量轻,因此换刀时间短,有利于高速ATC 及机床小型化。在整个速度范围内,HSK 锥柄比BT 锥柄具有更大的动、静径向刚度和良好的切削性能。HSK 锥柄有A、B、C、D、E、F 六种形式。国内采用DIN6989B-1 中的A 型和C 型标准,如HSK50A、HSK63A、HSK100A等。HSK50 和HSK63 刀柄的主轴转速可达35000r/min,HSK100 刀柄可达22000r/min,精密平衡后的HSK 刀柄可达40000r/min。

  同时为了更好的适应现代高速加工的需要,HSK-E 和HSK-F 应运而生,最高转速可达到50000r/min。

  KINTEK 提供全系的HSK(A C E F)高速刀柄。

       CAPTO 刀柄使用

       CAPTO 刀柄很特殊,其刀柄为三棱体锥,而不是常见的圆锥型,锥度为1 :20 由于三棱锥的表面比较大,所以刀具的表面压力低、不易变形、精度保持性比较好。另外由于该结构不需要传动键就可以实现正反两个方向的转矩传递,消除了由于键和键槽引起的动平衡问题。缺点是成本高,与其他刀柄不兼容。

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CAPTO 刀柄

       高速刀柄的动平衡技术说到高速刀柄,不得不提的是动平衡。由于刀体力存在缺陷,或者设计不对称,都有可能引起刀具系统的不平衡。高速旋转的刀柄如果不平衡量太大不仅会引起主轴及其部件的额外振动,还会引起刀具的不规则磨损,缩短刀具寿命,降低零件的加工质量。一般在6000r/min 以上就必须平衡,以保证安全。

  对于不同的机床的动平衡要求是:普通机床的旋转件G6.3 ;普通刀柄和机床传动件G2.5 ;磨床及精密机械旋转件G1.0 ;精密磨床主轴及其部分高速电主轴G0.4。25000r/min 以上的高速切削刀具和刀柄系统的动平衡等级必须 G2.5。

  高速切削刀具系统的动平衡措施有:装平衡环、内装懂平衡机构,增加或去除材料。

  就目前高速刀柄技术的发展趋势来看,可以预见今后刀柄带平衡装置和减震装置,多功能智能型刀柄、整个刀具系统的全自动化在线平衡系统等方面将有较大的发展空间。

  KINTEK 可以把国外的先进技术,立足于我国的刀具、材料、机床性能、技术条件等,加强切削的关键技术的和工艺实验研究,为我国制造行业提供技术支持。

  工业4.0 的刀柄技术

  随着我国产业升级的加速推进,摆脱低附加值的单纯代加工将是大势所趋。KINTEK 在这些复合机床上的刀柄研究永不停步。

  硬件方面

  KINTEK 开发出了各种用于复合机床的相关刀柄, 包括HSK 系列,CAPTO 系列,VDI 系列,更为重要的是,我们开发出了各种转接装置,让客户最大限度的利用已有的工具系统,这样可以提高效率,降低成本。
 
  软件方面

  我们和一些软件厂商合作,开发可以装置芯片的工具系统,可以实现机床,刀柄刀具,对刀仪,机器人等生产系统的数据传输。

  随着中国工业4.0 的深入推进,使得高速机床和复合机床应用更为广泛,这一趋势正好和KINTEK 的产品定位相符合,我们期待在这一进程中扮演更重要的角色,为实现中国梦贡献出KINTEK 的力量。

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