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加工中心高精度刀柄选择

  更新时间:2020-05-08

刀柄是机床和刀具的连接体,在切削加工中,加工中心刀柄是刀具与机床之间的关键性接口。在各个加工场合,是否选择了正确的刀柄会影响很多因素,如:尺寸精度、表面质量、换装时间和刀具磨损,这最终影响到所加工工件的质量和成本。


特别是选择加工中心都高速加工发展,高速铣在机械加工行业已广泛应用,这些机床主轴的转速都达到10000r/min以上,径向跳动度一般不超过0.002mm。这就需要与机床配套的刀柄也要满足高速切削的要求。加工中心的高精度刀柄要如何选择?


加工中心刀柄选择


静压膨胀式刀柄、应力锁紧式刀柄和热装式刀柄是加工中心和高速铣常用的3种刀柄:


1、静压膨胀式刀柄


静压膨胀式刀柄的夹头主体与装夹孔的膨胀壁之间是一个充满油的环形封闭油腔,当用内六角扳手拧紧加压螺钉时,油腔内的油压升高,于是封闭油腔中的每个部分都受到相同的压力。此时,具有弹性的装夹孔的膨胀壁在受到油压后向轴线方向膨胀而夹紧刀具。当松开加压螺钉时,油腔内油压回落,装夹孔的膨胀壁在弹性回复力的作用下回复到原始直径而松开刀具。


2、应力锁紧式刀柄


应力锁紧式刀柄有种类型:TRIBOS-R型和TRIBOS-S型;TRIBOS-R型刀柄的外形粗壮,具有特殊设计的减振空腔结构,可用于粗切削加工和重切削加工;TRIBOS-S型刀柄的夹持段外径极细,可以在加工空间非常受限制的场合解决干涉问题,这种刀柄的夹持原理相同。


TRIBOS-R型应力锁紧式刀柄的夹持孔,具有轴对称的特殊几何形状,在原始状态下,刀具无法插入夹持孔内。安装刀具时,使用专用加载器对夹持段从外部加压,迫使夹持孔在弹性变形的范围内变成为圆孔,此时可以顺利地将刀具插入夹持孔内,然后松开加载器,撤掉外部载荷,刀具就会被变形恢复力牢固地夹紧。同样,使用加载器也可以方便地取出或更换刀具。


3、热装式刀柄


热装式刀柄是利用刀柄材料的热胀冷缩性能来夹持刀具的。在原始状态下,夹持孔的直径小于刀具直径,刀具无法直接插入。安装刀具时,首先对刀柄的夹持段加热,金属材料受热膨胀,夹持孔尺寸变大,此时,刀具可以顺利地插入到夹持孔中。然后将刀柄夹持段冷却,金属材料收缩,依靠刀柄材料的收缩力将刀具牢牢地夹住。卸刀的过程和装刀的过程相同,加热刀柄通常采用电感加热的方法。


刀柄是影响同心度和动平衡一个关键环节,千万不能将它当成一般的部件来看待。同心度可以决定刀具在旋转一周的情况下各切刃部分的切削量是否均匀;在主轴旋转时动不平衡将产生周期性的震动。作为在高速铣中最常用的三种刀柄:静压膨胀式刀柄、应力锁紧式刀柄和热装式刀柄,在选择用那种刀柄时要根据加工特点、性能和成本来决定。

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