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10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120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1:10(半角为2°51′27″)——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1:10的锥度很小,径向每磨损0.0025mm,就会影响0.025mm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14000kg/cm2,拉伸强度应为15400kg/cm2。而且应降低刀柄的硬度(平均HRC50),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。 |