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山谦YAMAKEN ezShrink 热膨胀烧结刀柄

2017年09月25日10:09
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        山谦YAMAKEN 于2001 年1 月成立于台湾台中市西屯区,成立之初主要为日本机床厂代工数控走心机上用的ER 钻孔轴与动力刀座的主轴。

 

      2002 年底开始与德国刀柄厂商技术合作生产ezShrink 热膨胀烧结刀柄。2003 年开始着手开发ezShrink 热膨胀烧结刀柄专用的低功率电磁感应高周波加热机系统,自此整个热膨胀烧结系统趋于完整。
 
      2004 年山谦于台湾与大陆申请ezShrink 作为热膨胀烧结系统的产品类别识别商标,所有热膨胀烧结系统都归类于ezShrink系列产品简称EZ。ez 代表着easy 容易操作的意思,Shrink 代表着收缩的意思,这两部份就构成了热膨胀烧结刀柄ezShrink。
 
 
 
(EZ3K 热膨胀烧结刀柄用电磁感应高周波加热机 & EZ3W 水冷机)
 
 
      山谦YAMAKEN 热膨胀烧结刀柄是以耐热模具钢生产
 
      ·市场主流改采SKD61/H13/1.2344 来生产
      ·可达数千次的刀具交换并保持相同的精度与耐用度
      ·山谦的线上加工机使用十余年的热膨胀烧结刀柄与新品一样维持相同的偏摆精度
 
      耐热模具钢是少数能在高温550 度以下作业时还能保持原有精度不变的钢材,这类钢材也具备导磁功能,所以能使用电磁感应高周波方式加热,可在数秒至数十秒内加热至交换刀具所需要的温度,搭配水冷机使用可在30 秒内冷却至室温,60 秒完成一支刀具的交换,非常快速与简便的方式。
 
      山谦YAMAKEN 开发的加热机系统已经发展到第四代,累积数百台的全球销售实绩,推广销售着眼的焦点在于便捷的操作与可以接受的价格,目前一整组的加热设备包括加热机与水冷机以及全部需要的配件含税价在33,000 CNY。使用者另外可以选择一年或两年的租购方案租约到期后加热机组就归承租人所有,进入的门坎已经非常的低,所有的使用者都可以很容易的入手
 
 
 
      (照片内为山谦产线上加工机使用的ezShrink 热膨胀烧结刀柄 部分已经服役十余年依然如新)
 
      电磁感应高周波加热机原理
 
      利用通电的铜线圈产生磁场让铁分子快速震荡产生热能,位于磁场区的部分产生高温膨胀刀柄本体达到快速拆卸刀具的效果。
 
 
 
      热膨胀烧结刀柄的原理
 
      他是利用刀柄孔径比刀具柄径小,加热刀柄孔径产生膨胀,插入刀具后冷却,产生热涨冷缩的干涉结合夹持,也是唯一一种不需要靠外力锁固夹持的系统,因为不需要外力锁固夹持,也就不会有因外力而产生施力不当造成精度变异,不需要额外的螺帽与筒夹或者螺丝锁固,也就没有其他零件购买的成本。因此,热膨胀烧结系统是一种最精准也最经济的刀具夹持系统,越大量的刀柄使用可以看见更低的刀柄投资成本,这也是欧洲与美国车厂的机械加工制造部门在十几年前就全面改线使用热膨胀烧结系统的原因。刀柄投资成本低、刀具使用寿命长、刀具交换快速便捷,如果我们要在机械加工方面超欧赶美,没有进入热膨胀刀柄系统是很难追上的。
 
 
 
       热膨胀烧结刀柄技术的演进
 
      ·最早的焊接火炬直接加热刀柄=>容易过热毁损刀杆
      ·演进到用热风持续加热=>要烧很久 热风加热时间要五分钟以上
      ·用铜套套住刀柄后通电后接触式加热=>加热过的铜套很烫 温度不好控制
      ·一直到现在的电磁感应高周波加热=>数秒到数十秒内交换刀具
 
      热膨胀烧结刀柄加热后,金属表面会呈现因温度产生自然发色,这是金属的物理现象,我们也能从表面发色的状况推估加热的温度。
 
      从这张色表上就能看出热膨胀烧结刀柄加热时的温度
 
      开始变色的温度是199℃
      淡麦秆色是229℃
      深麦秆色是241℃
      棕色是249℃
      棕紫色是260℃
      紫色是271℃
      深紫色是282℃
      蓝色是302℃
      深灰色是427℃
      热膨胀烧结刀柄的操作温度是200℃~350℃
 
      如果刀柄的加热区颜色变成深灰色就代表操作的温度偏高,这时就容易把热膨胀烧结刀柄烧坏。
 
 
 
 
      热膨胀烧结刀柄锁固刀具
 
      ·刀具柄径要求在h6 公差内
      ·柄径h6 的刀具锁固时不需要担心刀有没有锁紧
      ·没有施力过当锁过头损及刀柄的状况
      ·每次锁固的精准度相同
      ·越少的外力影响会让夹持的状态更精准与稳定
 
 
 
      热膨胀烧结刀柄的冷却方式
 
      ·自然冷却需要的时间最长=>15 分钟以上才能手拿
      ·气冷的时间=>3 分钟以上才能手拿
      ·接触式冷却时间=>1 分钟以上才能手拿
      ·水冷式冷却时间=>30 秒以上就能手拿并上线使用
 
      根据山谦YAMAKEN 数百组的销售经验,使用水冷系统是最快速且最安全的方式,加热后的刀柄在密闭的水冷机构内作冷却,对于操作者的使用最安全,30 秒的冷却时间非常快速可以立即上机使用,耐热模具钢的特性是在回火温度550℃之下的温度作加热与水冷的操作,不会对材料产生变形导致精度的变异,也就能很长时间的使用,
 
 
 
      淋浴式水冷
 
      ·利用研磨水溶性切削液或者加工机水溶性切削液来做冷却
      ·可以清除一部分表面积碳
      ·水冷完毕后擦干烧结刀柄可以保持外观部分不易生锈
 
 
 
      ezShrink 热膨胀烧结刀柄内孔的清洁
 
      ·十次的加热刀具交换水冷后须用棉花棒沾酒精清除内孔内部积碳
      ·如果积碳附着在内孔容易产生刀具卡在刀柄上的状况
      ·小孔径345 的则建议每次都做清洁
 
 
 
      ezShrink 热膨胀烧结刀柄都是中心出水内冷的设计
 
 
 
      所有中心出水刀具都能在ezShrink 热膨胀烧结刀柄上使用。
 
      山谦YAMAKEN 于2011年增加了一个热膨胀烧结刀柄的新系列,鼻端出水热膨胀烧结刀柄系→ezKool。
 
      ezKool 的设计是在刀柄内部安排水路,让冷却液从内部水孔设计方向流动至刀柄的鼻端喷出,即使没有使用中心内冷的刀具也能享受内冷的效果,这样的设计大幅度地提高了刀具的使用寿命。
 
      根据山谦内部的刀具寿命统计,使用ezShrink 热膨胀烧结刀柄的刀具寿命比其他筒夹刀柄提高了100%,使用的ezShrink+ezKool 鼻端喷水热膨胀烧结刀柄的刀具寿命,则比ezShrink 热膨胀烧结刀杆再提高了50%(粗铣)~150%(精修),ezShrink+ezKool 是高端的加工机种最理想的刀柄,尤其在大批量生产时可以达到很惊人的刀具节约效果,山谦不少加工镍基高温合金或者是钛合金或者是不锈钢的客户纷纷改采这个系列,大幅度的增加了刀具寿命与减少停机换刀的成本
 
 
 
      ezShrink SlimUltra EZSU 极细柄热膨胀烧结刀柄的应用
 
      热膨胀烧结刀柄是目前能够达到鼻端外径最小的刀柄系列,他的极细柄外型设计可以解决大多数的加工干涉,山谦ezShrink SlimUltra EZSU采用单边2mm 壁厚与3 度的斜角设计,不仅仅保留了外形最低的干涉也提供了必要的刚性设计,这对于一些深孔的内腔加工提供了很完美的解决方案。
 
 
 
 
      热膨胀烧结刀柄能不能夹持非碳化钨柄的刀具?
 
 
 
 
      当然可以,山谦产线上有相当频繁的使用,但是这样的使用往往是装刀容易拆刀难,如果不是要把刀具与刀柄作一体式的结合,我们并不建议这样使用,即便市面上推广很强的高功率烧结机,也不能保证一定拆得出来,即便是拆出来,拆出来的刀杆柄部往往也会被热膨胀烧结刀柄夹到变形而无法重复使用。
 
      所以,如果不是要把非碳化钨柄的刀具与热膨胀烧结刀柄作一体式的结合,这样的使用不是最好的方式,应该改采其他的刀柄来作使用。
 
 
 
      总结
 
      很多用户对于热膨胀烧结刀柄系统并不十分理解,常常误以为这系列刀柄寿命短或者是价格高,事实上刚好完全颠倒,正确的使用热膨胀烧结刀柄使用五年乃至于十年是很正常的事,夹持精度是0.003mm @3*d,其他系列的刀柄要达到相同的精度需要多出50%~100%的成本以上,也有些使用者只使用极细柄的热膨胀烧结刀柄,把这产品的使用范围仅仅局限在很小的一部分而弃置了他功能最强大的大量生产能力。也有人说使用热膨胀烧结刀柄很危险,一个不小心就会烫伤,热膨胀烧结刀柄的操作是高温操作,有危险性但是并没有危害性,山谦的烧结机系统都附有耐热手套,我们也要求使用者在操作时要全程戴手套,这个手套使用美国杜邦公司的专利纤维KEVLAR 制造,具有良好的耐热效果,这个纤维也是防弹衣的材料,只要遵循山谦的操作步骤,热膨胀烧结系统的使用是非常安全的。
 
 

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