新型精密刀具夹持系统介绍

yuzi00120

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。
, b3 p" |4 J) M' d- y# E$ T1 静压膨胀式刀具夹头

1.加压螺栓 2.油腔 3.夹持孔
图1 静压膨胀式刀具夹头的结构原理图科太克
. N# Y6 O( ~8 F  X7 z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
$ k6 f6 c$ n2 H6 t& B  R6 l2 D刀具被夹部直径（mm）
6
0 V+ E" |4 r6 g8
5 b' t  p0 p6 p! L9 V4 o* S10
12
14
, }7 N' l1 F  ?16
- j- ]- z3 H: r4 C3 f18
5 W( k/ f, T/ }1 t* S4 E20
25
32
传递的扭矩（N·m）
8
14
9 `: k% J  u4 u8 `) |35
: T" U* c4 E# P+ O6 W% p45
+ S: |3 X+ ^. S73
112
2 G+ G3 x! d4 i: l9 T- J175
+ a+ V1 v( b7 h/ B) w; Y. O280
350
# b; w% b. J/ s! l450
- R& j: r* c; e# s. x: z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
$ i: _" B* m2 C2 O" ?G6.3/15000r/min
HSK-A32-63
G6.3/15000r/min
3 S8 I2 b- i! w9 n9 |# s# wHSK-A80-100
G6.3/12000r/min
; _7 G. e. f) e/ THSK-C32-63
0 H! K/ K# X7 ^2 l, vG6.3/15000r/min
  p9 R+ I: b, u5 s( e& O) b# D  s( _HSK-C80-100
# I! x4 @2 r( b2 i* v9 e/ {$ f) SG6.3/12000r/min
" u3 e/ }& U3 N6 l  O5 cHSK-E32-63
; V' k# Z7 O7 aG6.3/30000r/min
: n  E" m$ M# v3 n* ~+ A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。
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。
  O6 O; H: W: }7 |& h2 应力锁紧式刀具夹持器

8 i4 i2 H. _4 k$ y  b* r（a）

/ d- T: h' V/ L5 X（b）

（c）

（d）
, ^6 V7 w+ i* a8 |4 W7 P图2 TRIBOS刀具夹持器的工作原理图科太克

图3 TRIBOS-R刀具夹持器的结构示意图科太克
7 |$ L9 c5 \+ O2 G0 f表2 TRIBOS-S刀具夹持器能传递的最小扭矩
夹持直径（mm）
7 i, G" j4 `  y* B- E6
8
/ @% O3 ^6 e8 X! {- _/ j" g10
12
14
16
. F* R+ {4 J' G. B# s8 p7 b18
20
传递的最小扭矩（N·m）
5
3 K  V; c- T! I, P! C& i1 l13
- i, S' B& K& K7 t3 Z; {20
30
55
80
" C. z5 h6 p! g100
' P% {' Q# q+ L6 j4 H: U200
$ y* H* Q9 v) [7 X9 Z; u( p) B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。