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

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
* G. _# y. K9 j9 t7 q( [% X( `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
刀具被夹部直径（mm）
6
+ K. w) q3 _" d4 r4 G- U4 D9 J8
4 H; K3 i" q) M- Z* h$ {  t2 w10
12
9 x+ D6 @1 G3 C7 g6 g; Y# m8 h14
5 M% \# Q9 I. B16
* V  d0 N4 P4 J, Q18
20
; ]' S/ X1 _# ]: N3 W& v, `& Z25
32
传递的扭矩（N·m）
0 D1 e; F6 O: Y4 F8
14
35
) j/ a5 C, T6 G9 O9 v" t45
9 o& i3 X$ Z: }73
112
4 F5 M8 p1 a! X6 m9 l% _175
280
( J2 Q$ \; d2 P350
450
; e* S) N' g; ^1 M  N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
- U0 k. Z8 i8 Y# c. sG6.3/15000r/min
HSK-A32-63
G6.3/15000r/min
3 F+ j" s% S5 G  c" r: e9 f$ O$ pHSK-A80-100
8 s8 w; ?7 L9 p) FG6.3/12000r/min
HSK-C32-63
1 {$ L( m. e* n; o) b" ?) S. fG6.3/15000r/min
  u6 A' r/ s* nHSK-C80-100
" X& U/ |7 I. h( P! G, n* Z5 `G6.3/12000r/min
- E2 n9 s! ~8 X; P& V% nHSK-E32-63
G6.3/30000r/min
3 J) W) T, q4 W+ V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。
5 N. J- \; O" G! |9 {2 应力锁紧式刀具夹持器

& o( Y- P  Q& Y' W! _, Q; P0 ~（a）
8 v/ Q: `/ l" S
（b）

- e! S/ I0 Z$ f+ X" e9 U（c）

6 l: g- q6 [# w4 ^% a- A" x' q（d）
图2 TRIBOS刀具夹持器的工作原理图科太克
) f; b# v) N2 U6 g! v+ A& k0 n
4 {7 p( H7 K% ]3 j! I: s1 G) T图3 TRIBOS-R刀具夹持器的结构示意图科太克
0 F( `6 q2 ]! o/ O+ Z表2 TRIBOS-S刀具夹持器能传递的最小扭矩
3 m  G0 K  ~* u  d& H8 K夹持直径（mm）
6
8
. R, `( q1 `& _! H! G' n& S10
12
14
' G$ }1 o0 Q! v6 q16
# G; S0 d7 v! [. F" K. w18
20
" ~0 b1 V, `! y& v  c传递的最小扭矩（N·m）
5
13
20
30
55
9 N) [* U! K# ^, B80
100
200
9 \& Z/ a: h& C7 Q* F' y8 o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。