模具行業(yè)對加工精度的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通加工。因此,如何根據(jù)其特點和優(yōu)勢選用合適的刀具夾頭,是模具加工中必須引起高度關(guān)注的重要課題。
在過去十年中,熱裝夾頭已在北美模具行業(yè)被普遍接受,其應(yīng)用日益廣泛,從而幫助模具加工車間保持其全球競爭力。
總的來說,北美地區(qū)的大多數(shù)模具制造廠常常忽視銑削加工的刀具夾持問題。然而,模具行業(yè)實際上是制造市場中對提高刀具夾持精度要求最迫切的細(xì)分行業(yè)。由于熱裝夾頭的許多先天優(yōu)勢,它已成為模具加工市場首選的高精度主流刀具夾頭。
應(yīng)對挑戰(zhàn)
隨著北美模具加工行業(yè)正日益變?yōu)槿蛐愿偁幨袌,對降低昂貴勞動力成本的要求已成為模具制造商的當(dāng)務(wù)之急。大多數(shù)模具加工車間的目標(biāo)是減少或完全取消模具的手工研磨和精飾加工時間。這一目標(biāo)可以通過多種方式來實現(xiàn),包括使用電火花刻模機、對淬硬模具鋼進(jìn)行硬銑削,以及從加工開始階段就進(jìn)行近凈成形切削。
為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),模具加工車間被迫重新審視它們的整個加工流程。例如,為加工選擇正確的機床已不再是唯一需要考慮的問題,為了實現(xiàn)高效加工,研究和確定合適的機床控制系統(tǒng)、CAD/CAM軟件包、刀具夾頭和切削刀具都至關(guān)重要。
刀具夾頭解決方案
在為任何類型的加工尋求刀具夾頭解決方案時,都必須首先關(guān)注刀具夾頭的三個基本特性:
(1)剛性:剛性取決于足夠的錐面接觸和刀具夾頭在機床主軸上的正確夾緊。
。2)精度:精度取決于刀具切削刃的最小徑跳。
。3)平衡:平衡取決于對刀具夾頭(包括所有的附件,如拉釘)與刀具組合裝配后的平衡。
但是,由于模具加工行業(yè)對精度的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通加工,因此必須對選用合適的刀具夾頭予以更多重視。例如,模具加工車間通常必須考慮以下問題:
。1)刀具夾頭的幾何形狀:刀具夾頭應(yīng)避免與工件發(fā)生干涉碰撞。對于放電加工(EDM),必須對電極進(jìn)行高精度、高效率加工。在工件加工中,經(jīng)常需要面對深肋板的加工挑戰(zhàn)。此外,加工深型腔(如大型門心板或保險杠模具)時,要求刀具夾頭能深入型腔內(nèi)部空隙進(jìn)行加工。
。2)刀具夾頭的清潔度:為了避免引入額外的徑跳誤差,必須保持刀具夾頭的清潔(尤其在加工石墨電極時)。
。3)刀具壽命:由于高端刀具需要在盡可能短的加工時間內(nèi)獲得最佳切削性能,這些刀具通常采用了先進(jìn)的涂層,價格也相當(dāng)昂貴,因此要求這些刀具具有較長的工作壽命。
。4)光潔度:采用較高的切削速度、較大的進(jìn)給率和較小的切削深度,可以獲得較好的加工表面光潔度。為了將刀具切削刃的振動減至最小,刀具夾頭的平衡至關(guān)重要。此外,良好的排屑性能也有利于改進(jìn)表面光潔度。
考慮到上述附加要求,許多模具加工車間發(fā)現(xiàn),由于具有某些先天優(yōu)勢,熱裝夾頭有可能成為正確完成加工任務(wù)極具競爭力的最佳選擇。此外,感應(yīng)式加熱裝刀機的發(fā)展也使裝刀過程變得更容易、更快捷和更安全;同時,采用這種先進(jìn)技術(shù)的投資成本也日益降低。
熱裝夾頭的優(yōu)勢
對于模具加工,熱裝夾頭具有以下10項先天優(yōu)勢:
。1)難以超越的高精度
正確制造的熱裝夾頭在三倍于刀具直徑處應(yīng)能保證3μm的最大徑跳誤差。在不同的人員進(jìn)行操作時,該精度也具有極高的重復(fù)性。
。2)適用性好的纖巧外形
熱裝夾頭采用錐角為3°的斜壁形,外形十分纖細(xì)小巧。為了防止夾頭與工件干涉碰撞,如有必要,也可將夾頭修改為直壁形。
(3)極大的夾緊扭矩
熱裝夾頭是圍繞刀桿周邊對刀具進(jìn)行360°夾緊,因此其夾緊扭矩極大,可以防止刀具在粗加工或精加工時發(fā)生位移,從而大幅度降低工件的報廢率。
(4)可選用加長桿
除標(biāo)準(zhǔn)熱裝夾頭以外,用戶還可以選用不同規(guī)格的熱裝加長桿。在加工深型腔時,可將熱裝加長桿裝入標(biāo)準(zhǔn)熱裝夾頭中,從而獲得徑跳誤差極小的夾頭延伸長度。
。5)平衡重復(fù)性和可調(diào)平衡件
由于熱裝夾頭沒有運動部件,因此可提供超過市場上任何工具夾頭系統(tǒng)的最佳平衡重復(fù)性。在許多情況下,如果加工車間購買一個配有合適附件(如拉釘)、經(jīng)過良好平衡的熱裝夾頭,并且使用本身沒有固有不平衡性因素(如平面)的優(yōu)質(zhì)刀具,那么