对HSK刀柄材料的特殊要求

2021年11月16日 来源:

对HSK刀柄材料的特殊要求

自HSK空心短锥柄技术出现以来,在世界各国得到广泛应用。据了解,欧洲和北美洲的一些用户,在使用HSK刀柄时遇到了一些问题。出现这些问题的主要原因在于,他们对制造HSK刀柄的材料选择不当。 DIN标准仅规定了HSK刀柄的几何形状,而没有规定所用的材料。所以,几乎所有的刀具供应商所生产的HSK刀柄,都完全参照传统的7:24锥柄来生产。HSK空心短锥柄的“空心”本身就说明具有潜在的问题:即轴向截面很小,显然这是HSK空心短锥柄的薄弱环节。 传统的刀柄一般是由合金钢制造,然后或是表面淬火或是表面处理,得到了一个坚硬耐磨的表面和韧性的心部。这些热处理过程对7:24锥柄非常适合,价格也不贵。由于它具有足够的横截面,所以实际上不易变形。按照工业上能够接受的指导准则,这种尺寸比较稳定的基体把两种性能完美地结为一体——有较软而韧性的芯部,可防止硬表面因变形而爆裂脱落,又有很耐磨坚硬的表面。 但对HSK空心短锥柄就不同了,它被做成结构截面很小,对于HSK63以下的小规格HSK空心短锥柄就没有强韧的心部来支承坚硬的表面,在每次夹紧—松开循环中都要受到很大的冲击,切削过程中又受到动态的弯扭交变载荷,在淬硬的脆性部位可能会出现微小的裂纹,在HSK刀柄的柄部的一些部位,对较大的拉应力非常敏感。这些部位有32°夹紧面、扭矩传递时键槽与主轴接触的表面以及径向贯穿孔与键槽底部、空刀槽底部最近的部位。这些微小的裂纹随时间而扩展难以发现,事实上不通过显微镜和特殊的检测手段很难发现这些变化。一个刀柄看上去工作正常,一旦过载,在出现裂纹的部位应力集中,当达到临界值时就很可能发生断裂。在使用过程中,这种脆性断裂随时可能发生。 有些制造厂商用淬透性材料。这时,截面上不同点的性质大体相同,刀柄的延伸率、屈服强度和冲击强度可能达到最佳组合。但是,相对于表面淬硬的刀柄,其硬度将是最低的。这种刀柄缺乏冲击强度,不耐磨,因此不得不经常更换。 所以要想达到最高的韧性、最高的耐磨性和耐腐蚀性的同时,又要成本低廉,这是不可能的。我们不能改变产品的几何形状,它是标准的。我们也受大量生产成本的制约,不可能采用昂贵的“空间材料和技术”。为了能使这种具备许多优点的新接口在生产中得到广泛应用,我们只有不断地探索。 制造厂商和用户必须对刀柄材料做出选择。一种是对材料要求有高的强度、韧性并带有适度的耐磨性;另一种是要求有高的耐磨性兼有中等强度。 分析结果表明,HSK主轴安装孔应力最大的横截面,应具有较大的截面面积,而且尽量不用对应力集中敏感的材料。但必须能适应高速加工,即重量要轻,在离心力作用下径向变形要小。 在带有自动换刀的数控加工中心上,典型的工具接口之间的摩擦都有“多个对2个”的比率。就是说,刀柄在换刀循环中仅摩擦一次,而主轴孔则要与完成此工序的许多不同刀柄摩擦很多次。 例如,假定有一台CNC加工中心的刀库有32个刀位,而且都在使用。每个工序切削时间为5分钟,机床每天工作22小时。在同一工件加工中每把刀具只使用一次。这样,对主轴来讲,每天要摩擦222次,而对每把刀柄只有4次。据此可推出,这台机床工作年限内摩擦次数的比率。这个数字说明主轴摩擦次数比刀柄的摩擦次数要大得多,对任何形式的工具接口都是一样。 传统的7:24锥度主轴磨损的结果是成为“喇叭口”,这是一个难以察觉的很缓慢的过程。但是,磨损带来的结果是刀具振动、跳动增加、刀具轴向定位尺寸发生变化。这时就要重磨主轴孔。要想减低磨损速度,就要用相对低的压力。 当HSK刀柄被夹紧时,主轴孔与刀柄之间有很大的压力。由于其锥度系2:22——是个自锁角度,卸刀柄时需要一个附加的卸出力,这对主轴孔也是一个摩擦过程。由于2:22的锥度很小,径向每磨损2.2225mm,就会影响2.225mm的轴向间隙,这样也会影响到夹紧机构的夹紧状态,可能会引起故障。因此,要使HSK主轴磨损尽量减至最小。另外一个重要原因是HSK主轴的价格。由于HSK主轴实际上是不能修的,因为重磨锥度会使锥度直径超差,并影响到夹紧机构的压紧位置。又由于它精度要求高,又要用很大长径比的铣刀加工内驱动键,所以它的价格很贵,为延长主轴寿命,刀柄最好用同一种材料制造,建议最小屈服强度应是24222kg/cm2,拉伸强度应为25422kg/cm2。而且应降低刀柄的硬度,比主轴硬度低6~8度,以保护昂贵的主轴。这样,刀柄受力表面硬度下降,也使它的制造周期缩短、成本降低。

立德树人

中国精神论文

说说我的“画家”生涯

相关文章
  • 为什么建设污水处理站-污水处理网
    为什么建设污水处理站-污水处理网

    为什么建设污水处理站|污水处理网在污水处理网看来,水源污染难题持续加重,促使污水处理和再生领域备受史无前例的关注。各地为处理废水难题施展各种办法,全力推动生活污水处理举措。因为现阶段污水处理设备基本建设备受资金不足的影响,因此扩大政府投...

  • 乡镇生活污水处理设备装置选择有哪些-
    乡镇生活污水处理设备装置选择有哪些-

    乡镇生活污水处理设备装置选择有哪些?乡镇生活污水处理设备整个处理装置为成套钢制设备,具有处理效果好,运行成本低,占地面积小的特点,主体设备保用20年以上,根据业主要求可安装于地上或地下:生活污水经化粪池发酵分解后,出水通过格栅拦截去除大粒径...

  • 生活污水处理一体机原理
    生活污水处理一体机原理

    生活污水处理一体机,是在汇总国内外生活污水处理安全装置的运作工作经验的基础性上,融合自身的科研成果和工程实践活动,设计构思出一类一体化的有机废水处理安全装置。环保网陪你认识生活污水处理一体机的原理:一、生活污水处理一体机的结构及特性生...

  • 环保服务方面02月20日河南废铁价格行情
    环保服务方面02月20日河南废铁价格行情

    环保服务方面02月20日河南废铁价格行情品名价格单位涨跌统废1550-1610元/吨-机件生铁2050-2100元/吨-马达铁2000-2100元/吨-冲花边料2110-2140元/吨-更多废料行情请关注清道夫环保网(www.qdf0605.com)医保办理异地就医手续 看完这篇就够了医保异地就医 如何在网上轻松办理手...

  • 环保服务2月14日各地PVC市场概况
    环保服务2月14日各地PVC市场概况

    环保服务2月14日各地PVC市场概况PVC市场走势稳定,期货弱势整理,市场交投气氛清淡,成交稀少,业者对后市心态偏空为主。常州PVC市场报价多维持平稳,个别小幅下调,5型料主流在6430-6550元/吨自提。杭州PVC市场大稳小动,商家部分价格小幅下调,终端开工提升中...

友情链接