一种高速切削机床用抛光工具的设计-甘肃科技.PDF

第２８卷　第２２期 甘肃科技 Ｖｏｌ２８　Ｎｏ２２ ２０１２年１１月 ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏｖ　２０１２ 一种高速切削机床用抛光工具的设计 １ ２ 肖根先 ，胡赤兵 （１江苏建筑职业技术学院，江苏 徐州２２１１１６；２兰州理工大学，甘肃 兰州７３００００） 摘　要：设计了一种基于广泛使用的ＨＳＫ刀柄的新型抛光工具，利用碳纤维作为增强层，有效地控制了在较大抛光 压力下抛光工具变形严重以及抛光体内缩失稳的问题。通过系统地计算和分析，所用结构的动平衡性能符合高速 切削设备使用要求。对实现高速切削设备切削抛光同机完成，提高生产效率和加工质量具有一定的实用意义。 关键词：机械设计与制造；高速切削；抛光；碳纤维；动平衡 中图分类号：ＴＨ１２２ 　　众所周知，高速切削技术的应用和发展使“以 所提供的压力始终与工件表面垂直，在加工中，气囊 切代磨”的概念得以迅速而广泛的传播。然而，由 的柔性使其可以根据零件表面的变化，灵活地调整 于刀具切削的固有限制，主要只能依靠密集刀具轨 与工件的接触状态，在抛光中保持与工件表面的贴 迹来实现表面的高光洁度，也使得以切代磨高进给 合。抛光属于微量切削去除方式，气囊抛光相对于 小切深带来了效率的不够理想。而开发新的平台专 高速切削，其加工轨迹上加工宽度大为提高，因此效 ［１］ 率上比高速切削一次又一次以密集轨迹切削更具优 门进行抛光加工效果虽好，如机器人抛光 ，但需 要新的设备成本不容易降低。为此，国内外均有研 越性，表面质量的均一性更容易保证。从成本上看， 究在高速机床上实现新的抛光形式。 气囊是一个简单的囊体，（一般为半球体）远不及高 ［２］ 速切削所用的切削刀具要求苛刻，而且价格相对低 国外２００８年在五轴高速机床上 ，借鉴手工抛 光的方式，制定了独特的算法，实现了在高速机床上 廉。 卡持自调节的抛光工具对敞开的曲面、平面进行了 同时，抛光工具基于ＨＳＫ刀柄，易于实现与高 抛光作业，效果良好。国内也实现了在线切割机上 速切削机床的对接。ＨＳＫ刀柄是针对高速切削的 ［５］ 利用机床的数控功能对抛光轨迹进行控制采用气动 一种刀柄，具有良好的通用性与优良性能 。基 抛光头对模具型面加以抛光［３］。 于ＨＳＫ刀柄进行抛光工具的设计容易使抛光工具 借鉴气囊抛光技术，自主开发设计了一种较为 作为一种新型的加工刀具充实到刀库中去进而实 易于实现、基于ＨＳＫ刀柄的抛光工具。以下主要从 现切削与抛光的自动化对接，易于拓展高速切削 工具结构和动平衡性能两方面加以介绍。 机床的加工范围。在本文中，结合所选用的机床 类型，选择的是ＨＳＫ－４０Ｅ型刀柄，以实现自动化 １　抛光工具的结构设计 更换刀具。 １．１　抛光工具主体结构 ＨＳＫ－４０Ｅ型刀柄具有穿过圆柱部分的冷却液 从模具制造精度加以考量，结合实际情况，为保 通道，没有传递扭矩的键槽，属于结构对称结构，更 证抛光过程易于控制，在抛光过