Każdy chce wiedzieć więcej o uchwytach narzędziowych HSK CNC, więc przyjrzyjmy się im pokrótce. Szybkie cięcie jest pojęciem względnym i stale się zmienia wraz z postępem czasów. Powszechnie uważa się, że prędkość szybkiego cięcia lub ultraszybkiego cięcia jest od 5 do 10 razy większa od zwykłego cięcia. Prędkość cięcia można podzielić pod różnymi kątami. Wraz ze wzrostem prędkości cięcia siła cięcia zostanie zmniejszona o ponad 15 do 30%, a większość ciepła cięcia zostanie zabrana przez wióry. Jakość powierzchni obróbki można poprawić o 1 do 2 poziomów. Poprawa wydajności produkcji może obniżyć koszty wytwarzania o 20% do 40%. Dlatego znaczenie szybkiego cięcia nie polega tylko na uzyskaniu wyższej jakości cięcia powierzchni.
Rysunek 1 przedstawia schematyczny diagram połączenia między uchwytem narzędzia a wrzecionem. Połączenie między uchwytem narzędzia a wrzecionem przyjmuje mechanizm zacisku rozszerzającego. Pręt pociągowy przesuwa się w prawo pod wpływem siły naciągu, powodując otwarcie szczęki zaciskowej. Zewnętrzna stożkowa powierzchnia szczęki zaciskowej naciska na 30. stożkową powierzchnię otworu uchwytu narzędzia HSK. Pusta, krótka stożkowa rękojeść powoduje odkształcenie sprężyste, tak że powierzchnia czołowa uchwytu narzędzia znajduje się blisko powierzchni czołowej wrzeciona, realizując w ten sposób dwustronne zaciskanie pozycjonujące uchwytu narzędzia oraz powierzchni stożkowej i powierzchni czołowej wrzeciona.
Rys. 1 Schematyczny diagram uchwytu narzędziowego HSK i połączenia wrzeciona Po połączeniu uchwytu narzędziowego HSK i zaciśnięciu go na wrzecionie, między dopasowanymi powierzchniami stożkowymi wytwarzane jest naprężenie kontaktowe. Naprężenie kontaktowe jest określane przez rzeczywistą interferencję między uchwytem narzędziowym a wrzecionem i rzeczywistą siłę zacisku na uchwycie narzędziowym, a rzeczywista interferencja i rzeczywista siła zacisku są ściśle związane z prędkością wrzeciona. Poniżej przedstawiono model naprężenia kontaktowego powierzchni stożkowej połączenia uchwytu narzędziowego i wrzeciona przy dowolnej prędkości. Naprężenie kontaktowe P jest równe sumie naprężenia P1 generowanego przez rzeczywistą interferencję na powierzchni stożka łączącego i naprężenia kontaktowego p2 generowanego przez rzeczywistą siłę zacisku na powierzchni stożka łączącego, czyli p=p1+p2
Kraje zagraniczne badały technologię cięcia z dużą prędkością stosunkowo wcześnie, sięgającą lat 60. XX wieku. Obecnie jest ona stosowana do przetwarzania materiałów kompozytowych, takich jak stal, żeliwo i jego stopy, aluminium, stopy magnezu, superstopy (stopy na bazie niklu, chromu, żelaza i tytanu) oraz tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem węglowym w różnych gałęziach przemysłu, takich jak lotnictwo, przemysł kosmiczny, samochodowy i formy. Spośród nich najpowszechniejsza jest obróbka żeliwa i stopów aluminium. Prędkość obróbki stali, żeliwa i jego stopów może osiągnąć 500-1500m/min, a prędkość obróbki aluminium i jego stopów może osiągnąć 3000-4000m/min. Mój kraj późno rozpoczął badania nad cięciem z dużą prędkością i dopiero w latach 80. XX wieku zaczął badać cięcie twarde z dużą prędkością. Narzędzia skrawające są wykonane głównie ze stali szybkotnącej i węglika spiekanego, a prędkość skrawania wynosi głównie 100-200m/min, a stal szybkotnąca mieści się w granicach 40m/min.
Poziom cięcia i wydajność przetwarzania są stosunkowo niskie. W ostatnich latach, chociaż nastąpiło stosunkowo głębokie zrozumienie technologii cięcia z dużą prędkością, a niektóre importowane obrabiarki CNC i centra obróbcze mogą również spełniać wymagania obróbki z dużą prędkością, z takich powodów jak narzędzia, technologia cięcia z dużą prędkością jest również rzadziej stosowana. Obecnie technologia cięcia z dużą prędkością jest głównie stosowana w przemyśle form, samochodów, lotnictwa i przemysłu kosmicznego. Ogólnie rzecz biorąc, importowane narzędzia są używane do obróbki żeliwa i stopów aluminium. Technologia cięcia z dużą prędkością jest głównie podzielona na dwa aspekty. Z jednej strony jest to technologia narzędzi skrawających z dużą prędkością, w tym materiały narzędziowe, uchwyty narzędziowe i systemy uchwytów narzędziowych, technologia dynamicznego wyważania narzędzi, technologia bazy danych cięcia z dużą prędkością, systemy wykrywania i monitorowania itp.; z drugiej strony jest to technologia narzędzi skrawających z dużą prędkością CNC, w tym statyczne i dynamiczne charakterystyki termiczne całej struktury maszyny, wrzeciona elektryczne, liniowe systemy podawania silnika, wydajność dużych prędkości i przyspieszeń systemów CNC i serwomechanizmów, systemy smarowania łożysk, systemy chłodzenia narzędzi itp.
