Thermo grip工具系统
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近年来,随着两面夹紧式工具系统的普及,已在提高加工效率方面取得了明显效果。但是,工具夹持技术总是以不断改进和提高为核心,而两面夹紧式工具系统要想在高速高精度加工方面有新的突破,却感到举步维艰。正是基于这样的理由,为了提高工具-刀柄间的联接精度,热装式工具系统取代弹簧夹紧系统便引起了人们的极大关注。
热装式工具系统是一种工具--刀柄间不介入任何零件的夹紧方法。它可解决高速高精度加工中极为重要的平衡、振摆精度及夹紧强度等问题。但目前正在推广的热装式工具系统仍然存在一些亟待改进的地方,如与过去的夹紧方式相比,刀具装卸时间较长,操作不甚方便,在可配用的刀具品种方面也受到诸多限制等。
本文介绍的Thermo grip工具系统,是德国OTTO BILZ公司新开发的产品,它保留了以往热装式工具系统的优点,改善了操作性能,提高了该系统的实用水平。

Thermo grip工具系统的原理

热装式工具系统通常都是利用热感应装置使刀柄的夹持部分在短时间内加热,刀柄内径随之扩张,此时立即把工具装入刀柄内。刀柄冷却收缩时,即可赋予刀具夹持面均匀的压力,从而产生很高的径向夹紧力将工具牢牢夹持住。
Thermo grip采用具有高能场的感应加热线圈,可在短时间内完成工具更换。由于电磁场的局部性特点,10秒钟以内即可将刀柄夹持部位加热,刀柄内径随之扩张,很容易进行工具更换。由于系局部加热,因此可将输往夹头的能量控制在最小限度以内。
装上或卸下切削工具后,夹头迅速冷却,因此,热量极少传导至夹头的其他部位或刀具的柄部。与用火焰或热气体加热的物体相比,热装式夹头可说是处于较冷的状态,整个夹头在60秒以内即可完全冷却。

加热•冷却装置

OTTO BILZ公司的加热•冷却装置"ISG3000"具有如下特点:
  1. 是一种台式装置,可置于工作台上使用,重量在50kg以下。
  2. 控制器和频率振荡器均装在机器内部,外观简洁明快。
  3. 气缸可将感应线圈下降至加热部位,加热完毕又退回原位。
  4. 夹持范围为6~32mm(ISG3200为Ø3-Ø50mm),有3种线圈可供选择使用。
  5. ISG3000的感应装置所需电力为3相200V(32A)和6 bar压力。
  6. 操作盘位于装置前方,用手动方式即可很容易编制作业程序。
  7. 信息处理器根据输入的工具材质、直径等相关数据,自动选择输出和加热时间。
ISG3200加热•冷却装置感应线圈正在加热冷却衬套
系统开始工作后,加热线圈便随空气压力而下降,降至预定位置即开始加热。加热时间随刀具直径的大小而有长有短,但波动范围仅在5~10秒之间。由于加热时间很短,热量不可能传导至夹头以外的部位。
OTTO BILZ公司开发出一种冷却衬套,用于Thermo grip工具系统的冷却,可缩短冷却时间。该衬套可直接与被加热的Thermo grip夹头的外圆接触,将热量尽快传导至冷却棱条上。棱条具有10倍的散热效果,通过这些棱条可起到强制冷却的作用。采用此种冷却装置,可保证在60秒内使刀柄温度降至安全使用的程度。
热装式夹头一般均具有如下一些共同的优点:①夹头形状细长;②振摆精度高;③夹紧力大;④能适应高速回转;⑤便于接近工件;⑥可采用内冷却方式。
Thermo grip工具系统除具有上述优点外,还有自己独特的优点:

刀具的预调
  1. 收缩迅速 配有特制的冷却衬套,刀具安装或取下后,夹头在衬套内迅速冷却,冷却时间在60秒以内,每分钟可更换3~4把刀具。
  2. 可用高速钢制作 为了减少热量传入刀柄,夹头用硬质合金材料固然很好,但价格昂贵,因此也可选用热膨胀系数与刀具相同的高速钢制作。
  3. 安全可靠 加热为局部加热,刀具性能不会受加热影响;冷却采用冷却衬套,操作者不直接与发热的夹具和刀具接触,可保障作业人员的安全。
  4. 节省能耗 Thermo grip整体加热至200℃,约需100KJ能量,但该系统只加热夹头部分,因此,能耗可降至20kJ左右,冷却时间也成比例缩短,节能效果十分明显。
  5. 使用寿命长 该系统采用最佳热处理规范,加热温度在400℃以下,这种温度远远低于引起材质内部组织变化的温度。因此,重复使用2000次后,夹头的精度也不会变化,硬度虽略有下降,但同心度可保持不变。
  6. 有刀具预调功能 刀具所需长度可在夹头冷缩前进行调整,如图4所示,刀具(C)通过调整器(B)插入夹紧套(A)内,一边回转一边用调整螺钉(D)将刀具调整到预定位置。 OTTO BILZ公司的Thermo grip工具系统振摆精度为3μm,平衡精度方面,BT40/BT50型为G6.3/15000r/min,HSK63A/HSK 100A型为G2.5/15000r/min。系统的尺寸规格有6~32mm。
上载于:2004-5-21 21:51:51

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