刀柄的價(jià)值與成套設(shè)備相比很微小,但它是連接機(jī)床主軸與刀具的重要橋梁,大型高速加工設(shè)備的大面積應(yīng)用,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的逐漸提高,使得如何選擇合適的刀柄尤為重要。
技術(shù)人員必須綜合考慮刀柄的各種特性,尤其是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的夾緊力和徑向跳動(dòng)誤差精度及其動(dòng)平衡質(zhì)量,這樣有利于降低刀具本身存在的振動(dòng)。
刀柄的分類
按不同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):分為日本標(biāo)準(zhǔn)BT刀柄,德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SK刀柄,HSK刀柄;國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IV或IT刀柄;美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) CAT刀柄。
按主軸錐孔錐度:分為錐度為7:24的通用刀柄和1:10的HSK真空刀柄。
按夾持種類:分為
液壓刀柄、應(yīng)力鎖緊式刀柄、
筒夾刀柄、
熱脹刀柄。
液壓刀柄
液壓刀柄有別于傳統(tǒng)刀柄系統(tǒng),擰緊只需用一個(gè)加壓螺栓,當(dāng)螺栓擰緊時(shí)便會(huì)推動(dòng)活塞的密封塊在刀柄內(nèi)產(chǎn)生的一個(gè)液壓油壓力,該壓力均勻地從圓周方向傳遞給鋼制膨脹套,膨脹壁再將刀具夾緊。
采用這一刀具夾緊系統(tǒng),可使系統(tǒng)徑向跳動(dòng)誤差精度和重復(fù)定位精度控制在3μm以下。由于刀柄內(nèi)存有高壓油液壓力,當(dāng)?shù)毒弑粖A緊時(shí),內(nèi)藏的油腔結(jié)構(gòu)及高壓油的存在大大增加了結(jié)構(gòu)阻尼,可有效防止刀具和機(jī)床主軸的振動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用表面,使用這種夾具系統(tǒng)不僅可以提高加工精度和質(zhì)量,而且還能使刀具在切削加工中的使用壽命得到成倍提高。
應(yīng)力鎖緊式刀柄
應(yīng)力鎖緊式刀柄采用多面刀具加緊方式,這是一種結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單,但設(shè)計(jì)功能相當(dāng)高的夾緊裝置。刀具裝夾孔具有經(jīng)精確計(jì)算而設(shè)計(jì)的軸對(duì)稱的特殊多邊形,借助于一個(gè)特制的加載裝置對(duì)其施加壓力,迫使夾持孔在彈性變形的范圍內(nèi)變成圓形,從而順利地將刀具裝入孔內(nèi),卸載后刀具即被巨大的變形恢復(fù)力牢固地夾緊。
應(yīng)力鎖緊式夾緊系統(tǒng)大量應(yīng)用于加長(zhǎng)桿,它們能夠更加靈活地完成困難的加工任務(wù)。尤其是要求頻繁更換刀具的應(yīng)用領(lǐng)域。
筒夾刀柄
通用刀柄目前主要有兩種應(yīng)用方案:適應(yīng)于輕型加工應(yīng)用領(lǐng)域,適合于中型和重型加工應(yīng)用領(lǐng)域。
這類刀柄采用類似于液壓刀柄的膨脹技術(shù)來夾緊刀具,只是其擴(kuò)張力是通過機(jī)械方法獲得的,而不是通過液壓介質(zhì)獲得。這一優(yōu)勢(shì)可以使用戶的刀柄系統(tǒng)達(dá)到防振的效果和很高的徑向跳動(dòng)誤差精度。
熱脹刀柄
熱脹刀柄,該刀柄采用熱脹冷縮的技術(shù)原理,熱量來源于感應(yīng)技術(shù)加熱。
熱脹刀柄加熱裝置具有感應(yīng)線圈,可以對(duì)刀柄中插入的刀具的區(qū)域進(jìn)行精確地加熱。在插入刀具后,需要對(duì)刀柄冷卻一段時(shí)間,這可以通過冷卻套加速其冷卻速度。刀柄冷卻以后依靠其收縮力緊緊地夾住刀柄。通過熱脹冷縮夾緊的刀具,夾緊力大,而且可以承受很高的扭矩。
通過熱脹冷縮夾緊的刀具幾乎成為受力非常均勻地一體式刀具,具有很多的優(yōu)點(diǎn):徑向跳動(dòng)誤差精度很高,
可達(dá)到1μm以下水平;傳動(dòng)扭矩大,而刀柄的設(shè)計(jì)相對(duì)比較小巧。相應(yīng)的缺陷在于,相比液壓刀柄或應(yīng)力鎖緊式刀柄來講,其防振性能較差。
結(jié)語(yǔ)
什么樣的刀柄系統(tǒng)是最好的?這個(gè)問題沒有一個(gè)籠統(tǒng)的答案,這取決于具體應(yīng)用。如何選擇適合的刀柄最基本的要求就是必須要了解所選刀柄的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特點(diǎn),在檢查自己的應(yīng)用需要并且為了確定安全有效的加工參數(shù)時(shí),這些特點(diǎn)是必須要考慮到的。比較不同的刀柄系統(tǒng)是非常困難的,因?yàn)榧庸ぴ?、加工設(shè)計(jì)和方式的不同,它們的優(yōu)勢(shì)也不盡相同。只有同時(shí)在某種特定應(yīng)用的要求下才能對(duì)這些刀柄進(jìn)行比較。一個(gè)剛性較高的刀柄并非適用于所有加工。一個(gè)非常適合高速加工的刀柄可能就不能滿足其他的一些加工需求。
附:常用刀柄使用方法
①將刀柄放入卸刀座并鎖緊;
②根據(jù)刀具直徑選取合適的卡簧, 清潔工作表面;
③將卡簧裝入鎖緊螺母內(nèi);
④將銑刀裝入卡簧孔內(nèi),并根據(jù)加工深度控制刀具懸伸長(zhǎng)度;
⑤用扳手將鎖緊螺母鎖緊;
⑥檢查,將刀柄裝上主軸。
附:液壓刀柄使用方法
①使用前擦干凈液壓夾頭上的防護(hù)油。
②放松活塞夾緊螺釘,把刀具放入孔中直至接觸止推銷。
④用扳手通過徑向定位調(diào)整螺釘或軸向調(diào)整螺釘調(diào)整刀具長(zhǎng)度。
⑤長(zhǎng)度設(shè)定好后,擰緊活塞夾緊螺釘即可使用。
相關(guān)閱讀: