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   許多加工車間的老板和經(jīng)理都表示，熱裝夾頭是他們在過去5年中所作的一項(xiàng)最佳投資。刀具熱裝技術(shù)在模具加工行業(yè)被廣泛接受和應(yīng)用，對于加強(qiáng)北美的制造能力和實(shí)現(xiàn)持續(xù)增長發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。在過去十年中，熱裝夾頭已在北美模具行業(yè)被普遍接受，其應(yīng)用日益廣泛，從而幫助模具加工車間保持其全球競爭力。

    總的來說，北美地區(qū)的大多數(shù)模具制造廠常常忽視銑削加工的刀具夾持問題。然而，模具行業(yè)實(shí)際上是制造市場中對提高刀具夾持精度要求最迫切的細(xì)分行業(yè)。由于熱裝夾頭的許多先天優(yōu)勢，它已成為模具加工市場首選的高精度主流刀具夾頭。

    應(yīng)對挑戰(zhàn)

    隨著北美模具加工行業(yè)正日益變?yōu)槿�球性競爭市場，對降低昂貴勞動力成本的要求已成為模具制造商的當(dāng)務(wù)之急。大多數(shù)模具加工車間的目標(biāo)是減少或完全取消模具的手工研磨和精飾加工時間。這一目標(biāo)可以通過多種方式來實(shí)現(xiàn)，包括使用電火花刻模機(jī)、對淬硬模具鋼進(jìn)行硬銑削，以及從加工開始階段就進(jìn)行近凈成形切削。

    為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，模具加工車間被迫重新審視它們的整個加工流程。例如，為加工選擇正確的機(jī)床已不再是唯一需要考慮的問題，為了實(shí)現(xiàn)高效加工，研究和確定合適的機(jī)床控制系統(tǒng)、CAD/CAM軟件包、刀具夾頭和切削刀具都至關(guān)重要。

    刀具夾頭解決方案

    在為任何類型的加工尋求刀具夾頭解決方案時，都必須首先關(guān)注刀具夾頭的三個基本特性：

    （1）剛性：剛性取決于足夠的錐面接觸和刀具夾頭在機(jī)床主軸上的正確夾緊。

    （2）精度：精度取決于刀具切削刃的最小徑跳。

    （3）平衡：平衡取決于對刀具夾頭（包括所有的附件，如拉釘）與刀具組合裝配后的平衡。

    但是，由于模具加工行業(yè)對精度的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通加工，因此必須對選用合適的刀具夾頭予以更多重視。例如，模具加工車間通常必須考慮以下問題：

    （1）刀具夾頭的幾何形狀：刀具夾頭應(yīng)避免與工件發(fā)生干涉碰撞。對于放電加工（EDM），必須對電極進(jìn)行高精度、高效率加工。在工件加工中，經(jīng)常需要面對深肋板的加工挑戰(zhàn)。此外，加工深型腔（如大型門心板或保險杠模具）時，要求刀具夾頭能深入型腔內(nèi)部空隙進(jìn)行加工。

    （2）刀具夾頭的清潔度：為了避免引入額外的徑跳誤差，必須保持刀具夾頭的清潔（尤其在加工石墨電極時）。

    （3）刀具壽命：由于高端刀具需要在盡可能短的加工時間內(nèi)獲得最佳切削性能，這些刀具通常采用了先進(jìn)的涂層，價格也相當(dāng)昂貴，因此要求這些刀具具有較長的工作壽命。

    （4）光潔度：采用較高的切削速度、較大的進(jìn)給率和較小的切削深度，可以獲得較好的加工表面光潔度。為了將刀具切削刃的振動減至最小，刀具夾頭的平衡至關(guān)重要。此外，良好的排屑性能也有利于改進(jìn)表面光潔度。

    考慮到上述附加要求，許多模具加工車間發(fā)現(xiàn)，由于具有某些先天優(yōu)勢，熱裝夾頭有可能成為正確完成加工任務(wù)極具競爭力的最佳選擇。此外，感應(yīng)式加熱裝刀機(jī)的發(fā)展也使裝刀過程變得更容易、更快捷和更安全；同時，采用這種先進(jìn)技術(shù)的投資成本也日益降低。

   熱裝夾頭的優(yōu)勢

    對于模具加工，熱裝夾頭具有以下10項(xiàng)先天優(yōu)勢：

    （1）難以超越的高精度

    正確制造的熱裝夾頭在三倍于刀具直徑處應(yīng)能保證3μm的最大徑跳誤差。在不同的人員進(jìn)行操作時，該精度也具有極高的重復(fù)性。

    （2）適用性好的纖巧外形

    熱裝夾頭采用錐角為3°的斜壁形，外形十分纖細(xì)小巧。為了防止夾頭與工件干涉碰撞，如有必要，也可將夾頭修改為直壁形。

    （3）極大的夾緊扭矩

    熱裝夾頭是圍繞刀桿周邊對刀具進(jìn)行360°夾緊，因此其夾緊扭矩極大，可以防止刀具在粗加工或精加工時發(fā)生位移，從而大幅度降低工件的報(bào)廢率。

    （4）可選用加長桿

    除標(biāo)準(zhǔn)熱裝夾頭以外，用戶還可以選用不同規(guī)格的熱裝加長桿。在加工深型腔時，可將熱裝加長桿裝入標(biāo)準(zhǔn)熱裝夾頭中，從而獲得徑跳誤差極小的夾頭延伸長度。

    （5）平衡重復(fù)性和可調(diào)平衡件

    由于熱裝夾頭沒有運(yùn)動部件，因此可提供超過市場上任何工具夾頭系統(tǒng)的最佳平衡重復(fù)性。在許多情況下，如果加工車間購買一個配有合適附件（如拉釘）、經(jīng)過良好平衡的熱裝夾頭，并且使用本身沒有固有不平衡性因素（如平面）的優(yōu)質(zhì)刀具，那么他們通常無需再進(jìn)行額外的精細(xì)平衡調(diào)整，可在高速切削中獲得優(yōu)異的平衡性能。當(dāng)然，在對夾頭系統(tǒng)進(jìn)行組裝后（夾頭+刀具+拉釘或冷卻液管），如果還需要在平衡機(jī)上對夾頭系統(tǒng)進(jìn)行額外的平衡操作，那么市售的許多熱裝夾頭都配備有已內(nèi)置于夾頭上、易于使用的可調(diào)平衡件。

    （6）縮短換刀時間/減少夾頭附件庫存

    如果在換刀過程中使用一臺高效的感應(yīng)加熱裝刀機(jī)，那么熱裝夾頭的換刀時間在各種工具夾頭中是最短的，只需5~10秒即可完成換刀，更重要的是，可始終保持換刀時間的一致性。這就使用裝刀機(jī)組裝的熱裝夾頭可以獲得更多的切削時間，而不必使機(jī)床空轉(zhuǎn)等待換刀。此外，車間幾乎不需要庫存?zhèn)溆玫膴A頭附件（如夾爪、壓帽、密封盤等），從而可簡化流程。

    （7）夾頭清潔度高

    從設(shè)計(jì)原理上看，熱裝夾頭是一個典型的密封系統(tǒng)。因此，加工時產(chǎn)生的雜質(zhì)（如石墨粉塵、切屑等）進(jìn)入夾頭孔的可能性極小。如果雜質(zhì)進(jìn)入夾頭孔中，常常會影響其徑跳精度。

    （8）適合內(nèi)冷卻方式

    熱裝夾頭通常采用創(chuàng)新方式將冷卻液或冷空氣/油霧輸送至刀具切削刃上，從而有助于去除切屑，并有利于獲得更好的加工表面光潔度。此外，如果模具加工車間需要進(jìn)行高精度鉆削加工，由于熱裝夾頭不需要附件或?qū)Ｓ脢A爪，因此是夾持內(nèi)冷卻鉆頭的理想夾頭，夾頭的密封設(shè)計(jì)完全可使冷卻液在刀具內(nèi)部順暢流動。

    （9）裝刀的一致性

    熱裝夾頭的各次裝刀操作之間具有極佳的一致性，這對于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的模具加工車間特別有利。例如，由不同操作人員在熱裝夾頭上進(jìn)行的裝刀操作都具有相同的狀態(tài)，不會受到各種變數(shù)（如夾爪壓帽過緊或過松、夾頭未充分清潔等）的影響。此外，如前所述，熱裝夾頭的平衡重復(fù)性也極高。這種裝刀一致性與平衡重復(fù)性相結(jié)合，使加工車間能準(zhǔn)確地監(jiān)控刀具壽命和預(yù)測每次裝刀可加工的工件數(shù)量，這對于提高車間的加工效率也極其重要。

    （10）供貨的便利性

    目前，全球大部分主要的刀具夾頭制造商都可以提供熱裝夾頭（作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品）。因此，模具加工車間不會像使用高精度彈簧夾頭或其他一些夾頭系統(tǒng)那樣出現(xiàn)供貨問題（這些夾頭有時只有一家或很少幾家制造商生產(chǎn)）。