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。
1 静压膨胀式刀具夹头
' n) X# Z3 f$ [( X
1.加压螺栓 2.油腔 3.夹持孔
* Q3 {& y* |& [7 W; S2 T图1 静压膨胀式刀具夹头的结构原理图科太克
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
& w5 ~1 u5 X- M4 t刀具被夹部直径（mm）
6
8
10
12
14
16
18
3 o. v" @1 X- G+ N' F20
* [: E% @$ d/ @" Y8 [1 E& ?6 u25
2 `' k+ L' k9 ^7 o- v- U# |32
传递的扭矩（N·m）
8
( j( _. J+ ^) C( O; u; `2 ]. V) W14
8 q0 w: Y( O! [8 r+ J3 L35
45
73
112
175
. H. U; D* K$ s( a280
350
450
0 ~1 q! b: b; I5 t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
( Z) u) t9 |$ i/ b5 i$ DHSK-A32-63
G6.3/15000r/min
. a0 X% f( Q+ w  c7 rHSK-A80-100
G6.3/12000r/min
HSK-C32-63
8 ?  t' p& @8 S6 MG6.3/15000r/min
6 K2 ~7 I) T1 ^; mHSK-C80-100
G6.3/12000r/min
, c8 M: Q' N2 y- i8 [HSK-E32-63
G6.3/30000r/min
" N- l* z) J" d8 ^( ~; g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。
' L) w/ r/ m  a( H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。
( U+ v) |  v( n9 u  b- Q2 应力锁紧式刀具夹持器

( [& U6 t3 \! q- b& x3 Q（a）
4 W2 ~* T: L$ a- s/ E# }
" L6 [" V0 Z5 X. @5 z3 }0 ~（b）

4 T7 Y$ s6 }$ {  @2 P9 C( F& |1 E（c）
9 p. k! P! c' b3 h- C1 s. H
: |/ S' ?* F) V（d）
图2 TRIBOS刀具夹持器的工作原理图科太克
2 n' S. ], E* _* u" T; u2 q* n: B
图3 TRIBOS-R刀具夹持器的结构示意图科太克
表2 TRIBOS-S刀具夹持器能传递的最小扭矩
夹持直径（mm）
6
8
3 T3 `9 W8 B' P- @8 V1 N5 n+ _10
12
14
16
9 w& D# s* @; ^& H18
0 D' A) p7 C4 ?: R20
传递的最小扭矩（N·m）
' a3 w' `9 X# g( {& g8 w. p5
13
( w; n+ E5 H5 }/ P, q20
$ g4 y/ J/ [/ r) \30
" N& F7 d& L& n* O6 U! ~55
2 D3 x1 n/ d) g$ C8 E% |80
100
# l# P* O, p" I6 p( c200
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。