典型刀柄失效的主要原因有哪些,如何進行預(yù)防性保養(yǎng)
刀柄是切削刀具和機床主軸之間的關(guān)鍵性接口,刀柄失效會導(dǎo)致刀柄不能發(fā)揮作用,造成刀具壽命變短和切削過程的不可靠。
典型刀柄失效原因分析
- 切屑纏繞刀柄,由于刀柄、工件和切屑之間的摩擦,刀柄形成磨損。
- 斷續(xù)的切削力導(dǎo)致刀柄的表面疲勞。
- 切削力導(dǎo)致的刀柄變形。
- 切削熱和切削溫度導(dǎo)致刀柄材料結(jié)構(gòu)的相變。
- 刀柄的氧化和腐蝕。
- 備件、配件和連接表面的磨損。
如何判斷何時更換刀柄
最主要的一點:檢查機床主軸磨損和自動換刀裝置對準。
磨損的主軸會導(dǎo)致跳動問題,影響刀柄的精度,降低可實現(xiàn)的工件質(zhì)量和加工效率??梢詫C床主軸的質(zhì)量進行評估,比如檢查其T.I.R.(徑向跳動)。
保持ATC(自動換刀裝置)的對準至關(guān)重要。如果ATC 沒有很好地夾持刀柄,會對主軸和刀柄造成損害,而且刀具性能和刀具壽命會明顯降低。
刀柄磨損的評估
磨損的刀柄將不能提供良好的精度并且會迅速磨損刀具,也會導(dǎo)致加工表面粗糙度差,甚至可能損害機床主軸。
1.錐面磨損/ 微動磨損
檢查定位錐面是否磨損或損壞。錐面的任何問題都會直接影響加工精度,如果錐面有任何缺陷,則應(yīng)該更換刀柄。
如果錐面上有很明顯的痕跡,可能發(fā)生了微動磨損。當兩個剛性部件(刀柄和主軸)相互摩擦就會產(chǎn)生微動磨損,微動磨損是由于刀柄錐面和主軸間配合不好導(dǎo)致,磨損會產(chǎn)生振動和熱。如果在錐面上會看見小銅色的凹點或痕跡,這說明刀柄正在磨損。微動磨損往往容易被誤認為是氧化,一旦出現(xiàn)明顯的微動磨損,刀柄就應(yīng)該被更換。如果新的刀柄會迅速發(fā)生微動磨損,或者刀柄粘在主軸中,則表示主軸需要再研磨。
刀柄錐面微動磨損痕跡
當?shù)侗迦胫鬏S時,磨損的錐面會引起偏心定位,這就是所謂的" 跳動"。在加工中跳動會引起刀具的過早磨損和失效,還會引起過度振動導(dǎo)致加工表面粗糙度差,此時就需要額外的加工來對其進行修正。振動也會導(dǎo)致主軸的疲勞生熱和主軸軸承的損壞。T.I.R.(徑向跳動)用來測量在刀柄總成中刀具的軸向變形量,每0.02mm 的跳動刀具的壽命會減少10%。
2.襯套和彈簧夾頭
襯套具有特殊的槽和圖案,能堅固地夾緊刀具,因此會比夾頭更快地磨損。磨損的襯套會使刀具更早地失效,當襯套磨損明顯時就應(yīng)該進行替換以保持刀具- 刀柄總成的精度和性能。
由于夾緊力不足導(dǎo)致的襯套上的紋理
如果襯套外徑或內(nèi)徑有任何損傷就應(yīng)該將它替換。刀具在襯套的內(nèi)徑中旋轉(zhuǎn),會對其造成損傷,所以要查看內(nèi)徑中的痕跡,一旦發(fā)生損傷,襯套就不能有效地夾緊刀柄,會導(dǎo)致夾緊力和精度的降低。
刀柄如何預(yù)防性保養(yǎng)
刀柄不使用時,應(yīng)當擦干凈并噴涂上有防銹功能的輕涂層。當?shù)侗匦峦度胧褂脮r,在使用前應(yīng)將“油”擦去。冷卻劑應(yīng)使用正確的濃度,這樣不僅能在切削過程中起到冷卻的效果,還可以預(yù)防刀柄的生銹。
由于刀柄是由金屬制成,所以如果處理不當,就會生銹或產(chǎn)生小坑。如果已磨損或者損壞的刀柄仍在一個質(zhì)量好的主軸上運行時,會造成主軸的過早失效。
主軸拉釘是個關(guān)鍵配件,維持主軸與刀柄之間的連接,一旦有問題會導(dǎo)致刀柄飛出主軸。一些主軸拉釘是空心的,用來允許冷卻液流經(jīng)刀柄。在使用時,主軸內(nèi)的夾緊機構(gòu)將其拉入,從而將刀柄保持在主軸上。主軸拉釘需要定期檢查其磨損、 裂紋或其他損壞跡象,有缺陷的主軸拉釘需要替換,不然會產(chǎn)生危險。
為了保證刀柄性能,必須維持整體環(huán)境的清潔。刀柄需在微米公差范圍內(nèi)工作,任何污垢、灰塵、油、切屑或者其他污染物如果殘留在主軸,刀柄錐面和前端夾緊系統(tǒng)上都會引起差的T.I.R.( 徑向跳動),從而導(dǎo)致刀具、刀柄和機床主軸的過早磨損。建議作定期的預(yù)防性保養(yǎng),包括對機床主軸和刀柄定期的清洗和檢查,這將會有助于改善加工性能。
同時建議對刀柄總成的T.I.R. 進行定期檢查來驗證刀柄是否磨損。需要使用特定的工具組裝設(shè)備正確組裝刀柄總成,從而保持生產(chǎn)車間的安全并防止切削刀具的過早損壞。合理保養(yǎng)和使用刀柄是提高機床生產(chǎn)效率、減少停機時間并減少不合格工件數(shù)的最經(jīng)濟有效的方式。刀柄成本雖然只占加工成本的很小一部分,但對生產(chǎn)率和成本效益有很大影響。
最后,我們來總結(jié)一下刀柄保養(yǎng)的實用準則:
1.定期清潔所有配件和備件,刀柄 ( 柄部和頭部) 和主軸。不使用時涂一層油防止被氧化。
2.定期卸除Graflex或 Capto總成,進行清洗和檢查。
3.在干凈、干燥的地方儲存刀柄。
4.以可視方式查看刀柄的磨損,比如微動腐蝕的痕跡。同時以可視方式查看所有的配件和備件進行:襯套、主軸拉釘、螺母等,如果需要則將其更換。
5.始終使用特定的安裝和拆卸設(shè)備,例如 Tool Boy 卸刀器。
6.切勿過度扭轉(zhuǎn)螺釘,不能超過其給定的扭矩限制。如果沒有扭矩螺釘扳手不能進行夾緊。
7.不能超出液壓夾緊系統(tǒng)的推薦的螺桿轉(zhuǎn)數(shù)。定期調(diào)控擁有校準儀表的液壓夾頭的壓力。
8.不要讓夾具過熱。