新型精密刀具夹持系统介绍

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近年来，数控机床朝着“高速、高效、高精度”的方向发展，国产加工中心的主轴转速一般为8000～12000r/min，国外加工中心的主轴转速一般为10000～18000r/min，德国、瑞士等国新推出的高速加工中心或高速铣床的主轴最高转速一般在10000～60000r/min，同时，主轴具有很高的回转精度，其径向跳动一般不超过2?m。这样，人们除了要求刀具符合高速机床的要求之外，对刀具夹持系统也提出了很高的要求，具体表现在夹持回转精度、动平衡性能以及动力学性能等各个方面。从而使新型精密刀具夹持技术应运而生，得以快速发展，开发出了多种新型刀具夹持系统。下面将分析、介绍德国雄克（Schunk）公司生产的两种新型精密刀具夹持系统。
7 N9 @! Q7 H8 ]6 d2 \) y2 c/ a5 G  i7 q1 静压膨胀式刀具夹头
2 r$ a5 ?0 z7 E& K" M( s
1.加压螺栓 2.油腔 3.夹持孔
5 |8 o3 B* [: Z( Q  {4 V图1 静压膨胀式刀具夹头的结构原理图科太克
2 v- l& e4 d5 m  Q6 o表1 雄克公司静压膨胀式刀具夹头直接夹紧所能传递的扭矩
, ^1 x: {! t7 D* h: V  @刀具被夹部直径（mm）
6
8
10
" L; w7 T/ q. J/ x( X  V12
9 P% R& [1 M# ?" z( m14
. w; i" ~+ Q0 P+ c4 s" `* a' t+ N16
0 ^8 X! r! z" U18
1 o$ k7 T  O: L0 y+ }20
25
32
- r0 I. ?* }1 _. ?- }% x传递的扭矩（N·m）
: W, D- o( _* k" Z; @$ `8
14
35
2 R8 w1 S8 I7 k3 [% Q# S8 \  F45
73
112
175
8 Q* z6 }  W: {9 j0 ~" c0 e) Q8 m280
350
2 |" R' {1 y: s  H/ i6 x0 q3 |" L6 h8 M450
注:表中数据是在大量实测数据的基础上，考虑了一定的安全系数后给出的。被测刀具的刀杆为光滑圆柱体，精度等级h6，其被夹部长度满足DIN6535和DIN1835标准。测试时的工作温度20～25℃。
SK40，SK50
G6.3/15000r/min
HSK-A32-63
# K# p$ F* ]; O: Z" k' m2 a, y0 n( CG6.3/15000r/min
HSK-A80-100
G6.3/12000r/min
HSK-C32-63
G6.3/15000r/min
HSK-C80-100
G6.3/12000r/min
HSK-E32-63
G6.3/30000r/min
如果有更高的转速要求，经过更精细的动平衡，可以使静压膨胀式刀具夹头适用于50000r/min的工作转速。在德国达姆施塔特生产技术和切削机床研究所进行的测试中，雄克公司的静压膨胀式刀具夹头在105r/min的转速下仍能保持良好的力学性能。
- `/ H. S1 p9 T6 o" D' _静压膨胀式刀具夹头的使用要求是:当被夹刀具的外径为6～8mm时，要求刀杆的精度等级为h6：当刀具外径大于8mm时，刀杆的精度等级可以放宽到h7。同时，要保证刀杆被夹持的最小长度，例如?20mm的刀具的最小夹持长度为42.5mm，实际使用时只要将刀具在刀柄孔中插到底即可。刀杆型式必须符合DIN1835的A型（光滑圆柱刀杆）和AB型（中部铣有平面的圆柱刀杆），其它型式的刀杆要加中间过渡套才能使用。刀具夹头的最佳工作温度为20～50℃，当实际工作温度超过50℃时，生产企业要对刀具夹头做特殊处理。
- o  {+ C; e6 F4 N2 应力锁紧式刀具夹持器

（a）

: B5 a3 X: P: e（b）
! Z0 ^" d% m- @/ ]- U2 o) X- p
: t9 E5 f6 t, L（c）

（d）
图2 TRIBOS刀具夹持器的工作原理图科太克

2 q$ p- p+ _) G$ g图3 TRIBOS-R刀具夹持器的结构示意图科太克
9 p8 F2 G3 m( M1 `表2 TRIBOS-S刀具夹持器能传递的最小扭矩
夹持直径（mm）
6
5 v' _1 c; k+ @8
10
: Y, H( V" P7 u$ y7 ^+ a4 C12
14
16
18
( s: a3 I+ X* {& J* K/ E) F$ {20
4 l* I; c6 j4 T/ I6 ]% u! E2 ]$ \' h传递的最小扭矩（N·m）
& [; G/ @2 T' O; Q. h( x9 W5
+ d% X7 J! U9 w3 c13
20
+ |: I- S1 o, v. x30
1 ^" l7 Q' [1 g8 [7 u! t55
7 \! b6 w# D7 B& r2 t& z80
. b) O9 D6 [* A# h, p100
200
注:表中数据是考虑了一定的安全系数后给出的，被测刀具的刀杆精度等级h6。