高速动力卡盘及回转油缸特性简介

近20年来,由于高性能刀具的出现,使车削度达到1000 m/min(陶瓷刀)、6000m/min(多晶金刚石刀),从而使数控车床的功率与转速都提得很高,一般中型的转速均在3500r/min以上。有的高达10000r/min。随着转速的提高.卡盘会出现不少新问题,其中最突出的就是卡爪随着转速升高离心力也急剧增大,降低了卡爪对工件的夹紧力。如φ380 mm楔式动力卡盘在2000r/min时的夹紧力只有静态时的1/4。为使动力卡盘在3500r/min高速下能正常工作,我们自1984年起对其进行了研究,开发了KEF250中空式高速液压卡盘(带离心力补偿装置)及回转油缸,在首届机床工具博览会展…     

国外高速卡盘

随着数控车床和陶瓷刀具的应用,切削速度通常都在200～1000m/min,则主轴转速约3000～6500_(rPm)。有人预测有色金属的切削速度不久将达到1800m/min(同目前常规的磨削速度相当)。转速提高给车床及其附件带来许多新问题,卡盘夹紧力变化就是其中之一。高转速旋转时,卡爪的离心力     

离心力效应对高速回转刀具系统松脱转速影响分析

1引言 在ISO标准下,切削加工中主轴转速超过8000r/min称为高速切削加工.随着转速的上升,刀具自身系统的离心力也逐渐增大,当转速达到一定程度时,这种离心力就成为了刀具系统的主要载荷.     

高速车床卡盘的机构

由于新型的超硬质合金刀具和陶瓷刀具等的研制,使切削速度有可能增加3～6倍。因为离心力伴随着转速按比例增加,所以,高速车削时产生的离心力将引起卡爪的夹紧力显著降低,因此,增加卡爪夹紧力的结构设计便成为生产厂的一个重要课题。最近,国外研制下列两种高速车床卡盘的结构。图1是利用滑动平衡块3的离心力,通过杠杆1作用于卡爪座     

超高速用卡盘

在数控车床高速强力切削方面,卡盘的性能提高得最慢。这是因为卡盘的夹持力因高速旋转产生的离心力而减小的缘故。一般卡盘当转速达到 6000 r/min时其夫持力几乎等于零,因此现有数控车床的最高转速以4000 r/min为限,最高也不超过4500 r/min。日本北川铁工所研制的“超高速动力卡盘”,在6700 r/min的条件下连续运转,在最坏的条件(使用新爪时)下,其夹持力仍为静态时的%,而在一般条件下则其夹持力不变。故对直径 250mm的工件仍可进行 500 m/min以上的高速强力切削,也可在加工薄壁零件或轻合金零件时,用轻夫持力进行高速切削。超高速用卡盘@东涛…     

车床卡头起动和制动时夹紧力的变化

在机床主轴同样转速下,起动时和制动时卡头的夹紧力不同。现代机床的特点是主轴转速高和正、负加速度都大,在改变主轴转速或制动主轴时夹紧力F_3有很大不同,对工件产生附加负荷,产生不希望的变形;使卡头零件的应力增大。为此进行了试验和分析。旋转时夹紧力F_3比静态夹紧力小,因为在回转过     

高速卡盘

由于高效生产的要求和刀具的发展,切削速度不断提高,工作转速高达1000～2000r/min以上已不足为奇了。在这样高的转数下,作用于卡爪上的离心力是不容忽视的。卡爪的工件夹持力一般是根据所承受的切削力来确定的。而在高速旋转时,离心力增大使     

高速卡盘

由于高生产率的要求和切削工具的改进,切削速度选用得都较高,工件转数在1000～2000转/分以上的已不是什么罕见的了。用卡盘在这样高的转数下工作,作用在卡盘上的离心力是不能忽视的,卡盘对工件的夹紧力,往往是以能承受得了切削力为基准来决定的。所以,在高速回转时,离心力一大,对工件的夹持力就小了,这样操作的安全性就成了问题。 离心力是以回转速度的二次平方成比例地增大的,所以对工件的夹紧力就以回转速度的二次方成比例地减小。例如,回转速度提高两倍,离心力就提高四倍。再有,夹紧保持力,还与卡盘的、机构重量和卡瓜的回转中心的距离有…     

热缩加长刀杆与刀具配合的接触特性分析

借助非线性有限元分析技术分析了初始过盈量、配合长度、配合直径以及高速旋转状态下的离心力对热缩式加长刀杆与刀具配合的等效应力、接触变形与接触压力等的影响.结果表明刀杆对刀具的稳定、可靠、高精度夹持取决于合理的过盈量与配合长度;在主轴转速低于20000r/min时,因热缩加长刀杆与其实现过盈配合的刀具的直径都比较小,接触特性主要取决于初始基本过盈量;而当主轴转速高于20000 r/min时,应充分考虑到离心力对刀杆与刀具过盈配合的削弱作用.在此基础上进一步给出了热缩加长刀杆与刀具配合的合理过盈量与配合长度的控制方法与流程,对热缩式刀杆的合理设计和选用具有一定的现实指导意义.     

热装夹头的刚性分析

高精度模具和复杂形状零件的加工技术受到广泛关注.刀具夹头是连接回转主轴和切削工具的中间环节,对回转精度、平衡性、刚性和夹紧力有很高的要求,尤其是回转精度.直径2以下刀具的应用有增加的趋势,机床主轴转速为30000～40000r/min的高速型产品的实用化程度也在提高.同时,热装夹头作为高精度、适应高速加工的夹头,使用量有很大增长.     

高速切削的安全性研究

高速切削加工时,高速旋转刀具系统(刀刃、刀柄、刀盘、夹紧装置)承受着很大的离心力,积聚着巨大的能量。刀具系统的不平衡直接影响加工质量、刀具寿命和机床精度,降低刀具的连接刚度。当主轴转速达到刀具结构强度的临界转速时容易使刀具系统夹紧力失效,造成刀片和夹紧元件的甩飞和刀体爆碎。飞出的元件和碎片具有很高的动能,可能造成重大事故和人身伤害。因此,解决伴随着高速切削而出现的安全问题成为进一步推广高速切削技术的前提。1·高速切削刀具系统的动平衡引起高速切削刀具系统不平衡的主要因素有:刀具的平衡极限和残余不平衡度;刀具…     

装夹轴类零件的离心式卡盘

在卧式车床上装夹两端带有中心孔的轴类零件时,一般是采用前后两顶尖定位、鸡心夹头夹紧;在数控车床上装夹两端带有中心孔的轴类零件时,定位一般也是采用前后顶尖,夹紧则往往采用液压浮动卡盘。采用前一种装夹方式的主要缺点是,工人劳动强度大,辅助时间长;采用后一种装夹方式的主要缺点是,当机床主轴运转起来以后,卡盘的实际夹紧力、即动态夹紧力随主轴转速的提高而迅速降低,     

钻削碳纤维复合材料刀具磨损与加工质量的研究

使用麻花钻进行钻削碳纤维增强树脂基复合材料T800的试验,研究了刀具磨损对轴向力、钻削温度以及出口形貌的影响。结果表明:随着转速增大,后刀面磨损值增大;转速低于4 000 r/min时,后刀面磨损值增大比较平缓,高于4 000 r/min时,后刀面磨损急剧增大;随着进给速度增大,后刀面磨损值呈现先减小后增大的规律,在进给速度为60 mm/min时最小;随着刀具磨损增大,轴向力以及钻削温度增大,孔出口形貌变差;在转速低于1 000 r/min时,刀具磨损对温度影响很大,当转速高于2 500 r/min时,随着刀具磨损增大,温度增大比较平缓。     

AF1410超高强度钢扩孔参数对刀具寿命及材料去除率的影响

AF1410钢作为一种低合金超高强度钢被广泛应用于飞机起落架、军工兵器制造和船舶等结构件,是典型的航空难加工材料。通过对AF1410钢进行AdvantEdge仿真和扩孔正交试验,探究分析扩孔参数对轴向力、刀具寿命和材料去除率的影响。试验结果表明,轴向力随着主轴转速的增加而降低,随着进给速度的增加而增加;在仿真试验中,主轴转速对轴向力的影响大于进给速度,实际加工时由于冷却切削液降低了高温产生的热软化效应,使进给速度对轴向力的影响大于主轴转速;加工中刀具磨损严重,寿命短,为提高刀具寿命,可选择低进给速度、高主轴转速的参数组合;进给速度与材料去除率线性相关,在综合优先考虑轴向力与刀具寿命的情况下,进给速度40mm/min以及主轴转速800r/min为最佳工艺参数。在实际生产加工中,此项研究有利于提高AF1410钢的加工质量,降低生产成本。     

宽刃车刀在平面加工中的应用

我厂在CW61100车床上加工引进三系列汽轮机抽汽速关阀“下盖”内腔小平面时(见图1),表面粗糙度为Rα3.2,由于该零件偏重严重,同时受结构影响,且夹持表面为铸造毛坯面,夹紧时不十分可靠,因此在车削时车床主轴转速受到限制(通常n≤80r/min),切削速度较低(切削速度约为8～20m/min)。刀具容易产生积屑瘤,采用常规刀具结构,无论是硬质合金刀具,还是高速钢刀具,效果都不理想,加工的表面粗糙度只能达到Rα6.3。不能满足图纸加工要求,为此我们尝试采用宽刃高速钢车刀配以高液度浮化液加工该平面,效果很好,表面粗糙度稳定地达到Rα3.2。下面简单介绍该刀具的使用情况。     

旋风铣的多用途

一、旋风铣削螺纹的工作原理 旋风铣是车床高效切削螺纹的一种工艺装备,适用于大批量螺纹加工。使用时拆除车床上小刀架,将旋风铣头装于中滑板上,并将旋风头主轴的回转中心线调整到对工件中心线倾斜一个螺纹升角,随后将工件夹紧在车床卡盘上。切削过程为旋风铣头通过专用电机带动作高速旋转,转速一般为1000～1800r/min,形成主切削运动,工件装在卡盘上作缓慢旋转,转速一般为5～60r/min,形成切削过程的圆周进给运动。与此同时,旋风铣头随同床鞍作轴向移动,使工件每转一周,旋风铣头切削前进一个导程。即可加工出所需螺纹。     

薄套类零件自动夹紧拆卸倒角装置的设计与应用

本文针对薄套类零件的加工特点详细阐述了采用凸轮机构的原理、运用车床卡盘旋转运动离心力的原理,自行设计并制造了套类零件的倒角装置,此装置的原理是利用凸轮卡爪内的弹簧对工件夹紧产生预紧力,车床卡盘旋转时工件与斜面凸轮卡盘产生向心摩擦力,当车床卡盘高速旋转刀具或钻头与零件接触时,零件产生的塑性变形力瞬间使凸轮卡爪的夹紧力增大,此时工件的塑性变形力与工件夹紧力相等,解决了手工装夹产生的一系列的问题。应用到了实际生产中,不仅提高了产品质量和劳动效率,而且降低了操作者的劳动强度。此装置装夹方便快捷实现了自动夹紧、自动退料的功能。     

现代数控车床的主运动系统

数控机床的主传动装置应保证下列各项条 件:规定的主轴转速范围和功率;电源扰动和 热变形对主轴回转精度的影响小;可自动变 速;动力特性高;噪声合格;可靠性高;价格 低。此外,还必须考虑传动装置对机床总体布 局的影响,特别是主轴箱沿Z坐标移动的情 况。 现代数控车床正朝着高速、高效方向发 展。为提高生产率,一般不增大切削深度,而 是提高切削速度。另方面,刀具材料的适应切 削已可达500～1000m/min。在如此高速下工作时,零件夹紧必须特别可靠。为了达到上述切削速度,应提高主轴转速 n(中等尺寸的机床最高转速 nmax=4000r/ min;小型机床nm…     

数控车床主轴调速程序的编制

<正> CSK-6125车床是主轴能调速的小型多功能数控车床。主电机是直流400V、2.5A并励电动机,额定转速1500r/min,能在35～3500r/min内有级或无级地变速。机床设计时规定:主轴分成三档,Ⅰ档为49～682r/min;Ⅱ档为114～1631r/min;Ⅲ档为272～3899r/min。每档内希望尽量平滑地调速。因主轴转速与电动机转速不同,必须有适当的传动结构和传动比来保证主轴的速度要求。主电机的飞轮通过同步齿形带与主轴皮带盘相连(图1),皮带盘上有三级台     

楔式高速动力卡盘静态夹紧力分析

随着刀具材料的发展和机床转速的不断提高,对卡盘也提出了越来越高的要求。为了适应需求,开发研制高水平、高技术含量的新型楔式动力卡盘。对高速动力卡盘在静止状态下夹紧力的变化进行了分析研究,通过建立平衡方程,经计算,得到影响夹紧力大小的主要参数是润滑条件和楔角大小。