车削中心的高效加工（HEM）与第三代动力刀座手段 德国瑞品有限公司中国代表处 王修明 高效加工（High Efficiency Machining）是继高快加工（HSM）之后有提出的旨在先进集体 加工效果，抬高单件本钱的新型坐蓐本事。这种注浸的是综关劳绩的扶助，而不是仅仅优待 某个加工工艺的症结。HEM 对机床的安插，临蓐工艺等都提出了新的吁请。以往接洽 HEM 广泛因此加工重心为主，克日就车削核心完成 HEM 进挺进一步计划。 车削中心的滋长地点 车削大旨（另称为车铣复合机，车铣要旨）是从数控车床孕育而来的，工件在数控车床上能 停止大个体的车削工艺以还， 平常还会有少量的铣削概略钻孔等工艺， 这些工艺是无法在数 控车床上中断的， 就必需二次装夹的专程的铣床概略钻床上去竣事。 如许就导致工件舛讹增 多，加工结果低下等问题。为懂得决这个矛盾，人们树立出煽惑力刀座的数控车床，由动力 刀座和车床主轴的 C 轴分度团结完毕铣削和钻孔等加工，这即是车削焦点的雏形。车削中 心通俗是采用由固定刀座中断工件的外圆，端面及钻大旨孔，镗、绞等工艺，而由动力刀塔 上的动力刀座与主轴的 C 轴本能配闭，关幕工件的铣削，钻孔，攻丝，滚齿等职能。切合 在车削中心上遣散的工件是： １：要求一次装夹，终结悉数加工，以保障工件精度。 ２：工件以车削为主（60%~95%）,铣削等为辅（5%~40%） 。 车削中心的技巧 常见的是卧式的，也有立式的，又有倒立式的。 单主轴，单刀塔（上刀塔 T） ，刀塔分为带 Y 轴和不带 Y 轴，目下以不带 Y 轴的居多。 双主轴（带副主轴 S）,单刀塔 双主轴 双刀塔，甚至三刀塔。 刀塔还分为盘式刀塔（Disc Turret）和星形刀塔（Star Turret） 盘式刀塔（Disc Turret）:刀座装在刀盘的轴面上，是最早形成的刀塔方法，在单主轴单刀塔 的车削主题上常用。其把握性为：刀具之间随便相互过问，可加工的工件直径尺寸较小。不 适于副主轴的上背向加工。 星形刀塔（Star Turret）刀座安装在刀盘的圆周上，呈星形传布，这是一种新型的刀塔布局， 它制胜了古代的盘式刀塔的掌管，刀具之间相隔斗劲远，干预小，齐截的刀盘直径，可加工 的工件直径增大 20%~40%,同时它也适合结局副主轴上工件的背向加工。这种伎俩的刀塔在 双主轴，多刀塔的车削要旨上往往授与。是此后发展的趋势。 刀塔和刀座之间的接口手段也重要分 VDI（DIN69880）和 BMT(Bolt-on,螺栓紧固)两种。 VDI 接口，是通过一个斜锲与刀座尾部的锯齿啮闭，将刀座固定在刀塔上的步骤，出现得比 较早，不妨杀青刀座在刀塔上的快速更速，接口准绳融合，坐蓐厂家多，但接口的刚性和浸 复定位精度已成为制约动力刀座的瓶颈。欧美的车削大旨多 VDI 接口，吻合轻切削场合。 BMT 接口，是用四根螺栓将刀座与刀塔固定，刚性强，屡次定位精度高。但刀座转换相对 比赛忧愁，另这种接口出眼前间较晚，暂时还没有调和的法式，各个厂家都有各自差异的 BMT 接口。不能改变。分娩的厂家还比试少。日韩的车削焦点多授与 BMT 接口，适应重 切削。 动力刀座的分类 根据布局和外形：0°（直柄） 、90°（直角） 、直角后缩（又称位短式） 、其他出格组织刀座 凭据冷却办法分：外冷、外冷＋内冷（要旨冷） 凭据输入输出转疾比：等速、升速、降速 如今动力刀座使用中遇到的问题 １：动力刀座刚性亏损，屡屡定位精度低，工艺更改时，摆设时刻长，酿成机床行使功劳低 下。 ２：动力刀座只能用 ER 弹簧夹头夹持器具，由于 ER 夹头带来的缺点叠加，造成刀座加工 精度受限。别的，由于 ER 夹头的夹紧力有限，夹持 ?16 以上的刀杆时，刀具轻松打滑，刀 尖的跳动也计较大。看待刀具寿命和加工劳绩而言无疑是个很重要的瓶颈。别的，ER 夹头 了夹持的刀具表率很有限，只能进行简练的钻，铣等垄断。客户必要另外采办专用的面铣刀 动力刀座等，刀座投资大。如何收拾 ER 夹头带来的标题。加添动力刀座的行使鸿沟，并做 到“一座多能” ，是各大动力刀座分娩商积极摸索解决安排的主见。 考察评判动力刀座的指标 转快：反映刀座的加工收效 扭矩：侦伺刀座能承载的切削力。劝化铣削深度，钻孔，攻丝直径等指标。动力刀座所接纳 的轴承表率对扭矩劝化很大。一样给与角交兵球轴承，耐过载精明较差，轻松在球轮廓形成 死点，导致动力刀座精度提升。而今也有厂家给与双圆锥滚子轴承，其负载干练大大增强， 但同时要打点好转速和噪音和温升标题，就吁请动力刀座腔体的精度和装置的精度异常高， 能力担保高转速、大扭矩、温升和噪音驾驭等谋略的同时竣工。 刚性： 是机床—刀塔－刀座－刀杆－刀片－工件统统刀链体系上的紧要合键。 直接酌定刀链 体系的刚性。 精度：刀座自身的精度：轴向跳动，径向跳动，心轴的地点精度，平行度等 刀座在刀塔上的定位精度和屡次定位精度。 永诀反应刀座在刀塔安装位置的精度和几次拆装 后的定位精度，永别劝化工件的加工精度和机床的调节本事。 操纵寿命： 动力刀座是车削要旨上运用得额外一再的功能部件， 其操纵寿命刀座自身的成立 质量以及与后期无误的使用伎俩及合理的珍重相配有关。 温升：刀座使命时温度提升的水平。 噪音：刀座回旋时的噪音，应声心轴和轴承的挽救颠簸。 接口的圆活性：希望能除了用弹簧夹头除外，能有其他多种楷模的接柄连续刀具。 动力刀座的三个孕育阶段 动力刀座从降生成长到方今有了几十年的史书，其成长始末了三代。 第一代动力刀座， 分体式的， 其尾部和刀座本体始末四个螺栓接连， 这样创修装配较量容易， 但刀座的刚性不强，精度不高。扭矩也较小，转疾低，不超越 3000rpm，冷却要领也只能有 外冷。密封性差，方便爆发冷却液渗漏，酿成刀座内里废弛。这是早期的动力刀座产品，目 前用在入门级的车削核心上。 第二代动力刀座：团体式的，全面刀座本体是一个集体，这样创立安置难度加大，但刀座的 刚性和精度大大提高，扭矩增大。转速进取到 6000rpm, 有中央冷功能。这是暂时市集上存 在最多的动力刀座。它只能接收 ER 弹簧夹头，夹持钻头，立铣刀等刀具，可加工的界限比 较窄，同时由于 ER 夹头的局限，刀链体系的全盘刚性和精度很难进取。这成为制约动力刀 座阐扬性能的末尾瓶颈。 第三代动力刀座： 针对第二代刀座的不敷，在维系刀链系统的刚性和精度本原上，加添一种 PRECI-FLEX 精 灵速换编制接口，这种接口是一种刚性连绵接口，采用了短锥宁静面的配合定位，具有很高 的精度（几次定位精度小于 5μm）,并且具有极高的刚性。更困难的是这种接柄的锥度是 DIN6499 的和 ER 弹簧夹头的锥度相像， 如此或许担保弹簧夹头在这种接口的刀座上能不息 运用，粉饰了客户的已有投资。第三代带速换接口的刀座的形成，疾换接柄的刚性和高精度 连接代替了 ER 夹头的柔性联贯，使得全盘刀链体例的瓶颈被突破，整个刀链编制的精度和 刚性大大进取。同时也使得动力刀座“一座多能” ，能够速快精确地达成钻、立铣，面铣、 绞，磨等本能的变更，大大填充了已有刀座的加工边界，可以表现出与小型加工主题主轴相 当的成绩，并且有效地提升高贵的刀座固定投资。这将成为来日动力刀座发展的主旨。 PRECI-FLEX 快换体系－第三代动力刀座的代表 PRECI-FLEX 速换体例由德国瑞品有限公司（ESA EPPINGER GmbH）创办并获得专利的技 术。德国瑞品有限公司是一家宇宙领先的车削中心动力刀座专业临盆商。 德国瑞品的动力刀座具有如下特征： 刀座接收整体式布置，刀座刚性好，精度高。 采用带预紧的双圆锥滚子轴承， 交采用角交战球轴承的刀座有更大的过负载本领和较长的寿 命。 通常动力刀座接收球轴承 德国瑞品动力刀座独家回收双圆锥滚子轴承 PRECI-FLEX 快换接口能够兼容 ER 夹头，第三代动力刀座也许兼容第二代刀座，既或许保 护客户先前的投资，又能兼顾以来的妙技拓展。 这种接口的动力刀座在德马吉，哈挺，哈斯，斗山，马扎克，大隈，因代克斯，斯宾纳，肖 布林等世界着名的车削中心上均已得到成功运用。 第三代动力刀座的 PRECI-FLEX 精灵系列速换接口，可能做到： ? 浸复定位精度 0,005mm ? 窜动 0,01mm ? 精度比尺度弹簧夹头提高：3 - 4 倍 ? 和传统径向刀座比拟的转换速度：20 分钟-----1 分钟 ? 矫正的夹紧刚度：培育 4 倍 ? 切削参数教育： 2 个等第以至更多 ? 刀具利用寿命的延迟： 3 – 5 倍 加工比照施行中工件外貌质料的分歧– 铣槽深度 5mm 铣刀: HSS ? 20mm,V=70m/min,s=0,4mm/U,原料: 42CrMo4 动力刀座＋弹簧夹头 动力刀座＋PRECI-FLEX 的侧固接柄 进程抬高机床停机技术，改良切削参数，伸长刀具寿命，普及废品率，增加动力刀座的投资 等方面帮客户进步成本，也许使单件的资本着陆 20%。 扩张机床调动技能 80% 单件加工岁月增加 0%-50% 拉长刀具寿命，普及刀具成本 50% 普及废品率，由于完全刀链系统的精度均处于可控状况，是以担保单件即合格。 应付 VDI 接口的动力刀座，在一次部署后，工艺变动时，无需将刀座一再拆装，只必要更 换 PRECI-FLEX 精灵接柄，速度疾，精度高，防止了屡屡睡觉动力刀座的带来的长技巧的 机床停机。大大进取了生产效果，提高了单件资本。 对付 BMT 接口的动力刀座，刀座拆装耗时长，现在同样不须变更刀座本体，只必要简单更 换前端接柄即可。 同时，这种接柄或许离线对刀，在一台鸠集的对刀仪上结尾全体刀具刀长的设定，并可实时 地将刀长参数颠末搜集发送到反响的车削主旨上， 在变更工序时， 操纵工人只需干脆地将已 经安设好刀具的 PRECI-FLEX 精灵接柄换装到对应刀位的动力刀座上，登时就或许起首下 一工序的加工。 大大提升机床停机和刀座对刀安排技艺。 同时一台对刀仪能够同时为多台车 削重心提供对刀效劳。这种今世化的临盆格式，看待须要先进生产效果，抬高固定投资的客 户而言，具有很大的吸引力。目今越来越多的机床用户开头引进这种音尘化、集约化、自动 化的生产陷阱模式。 额外用讲的动力刀座 除了老例的动力刀座外， 再有一些特别的动力刀座， 它们可以很好的拓展车削大旨的加工范 围，这里仅略举一二： 假 Y 轴动力刀座 对于没有 Y 轴的车削重心，不常会碰到偏离主轴中央的钻孔，铣槽，铣平面等工艺，你 也许接纳假 Y 轴动力刀座，可手动地支配刀具的加工平面，将其沿 Y 轴谋略平移某个特定 的数值，并了结反响的加工。 Y 轴目的偏移刀座 敷衍 Y 轴方向路程亏欠的情形下，采纳 Y 轴谋略偏移刀座也许储积 Y 轴旅程。 内环键槽加工刀座 以往此种工件需求在插床或拉床上解散，当前只需这种刀座可能轻松完成。 滚齿刀座 对待轴类零件， 有很小一段的直齿必要加工的境况下， 接纳滚齿刀座能够一次性地终止加工， 切闭于加工模数小于 2 的齿形。 U 钻：接受内冷的动力刀座，互助带内冷的疾换接柄，不妨实现 U 钻。 可调角度刀座：用于加工差异角度的斜孔 锯片铣刀刀座：用于开槽，割断等高效加工场合 双头刀座及多头刀座：用于非常加工的工件或双主轴机床。可大大前进临盆效率。