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。
. j* q4 w: ?, `1 静压膨胀式刀具夹头
: u: R4 B$ j# n! }# F
. p+ u' f8 A" D1.加压螺栓 2.油腔 3.夹持孔
+ {; J6 r; k4 _% t9 f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
' x' a, n5 o3 \% Y! w# h刀具被夹部直径（mm）
6
- I, O& B$ M+ |* C7 ^& k8
" a1 A1 l3 e0 c; v1 y; i1 y10
12
8 j" b% a: W$ |6 a) c  U14
' v; Z) l/ C) x, I* @16
18
20
25
32
传递的扭矩（N·m）
7 Y8 V. D$ ?( x8
7 P/ R. }1 ^7 V  G14
5 Q1 ~2 M: U& t; e35
$ k* }* B0 s& n+ J- {6 J7 T5 l45
73
2 m% b3 o3 q( I/ X5 F112
3 F( t5 t2 L5 c, K5 i5 [4 Z175
280
350
! Y4 L: l8 A+ ]: m( W& l450
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
# X  u. @" Z8 k  B3 Y" JHSK-A32-63
) m5 P: z! b" q5 w2 U. y! v8 nG6.3/15000r/min
HSK-A80-100
: }2 F' Z) V; x3 iG6.3/12000r/min
1 k4 U) s( E1 `9 D$ F2 |$ sHSK-C32-63
7 [: u/ T- L3 I0 LG6.3/15000r/min
+ X8 [1 x( J% Q' K$ u, @HSK-C80-100
G6.3/12000r/min
HSK-E32-63
- m+ K# Y9 h0 R) i7 s2 P4 LG6.3/30000r/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。
0 H% ]$ ]5 r; e" w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。
2 应力锁紧式刀具夹持器

2 w5 F( t/ b& V4 q; ^# t" Y（a）

( I: R8 m+ K  z# @# j（b）
% c" E$ i6 }5 O
（c）

（d）
1 D. r1 Z" c; y. @- n* D9 p图2 TRIBOS刀具夹持器的工作原理图科太克
3 I' H" {$ W9 I% O9 W1 Z) N
图3 TRIBOS-R刀具夹持器的结构示意图科太克
( a9 N$ t& S0 T. t, l表2 TRIBOS-S刀具夹持器能传递的最小扭矩
夹持直径（mm）
7 V8 [  w* ]1 S* C- x; F6
8
10
& S5 o) z8 a" B12
2 E6 N; L% U2 `14
16
18
20
# Q' d4 X  x* c- F6 {% s传递的最小扭矩（N·m）
: X* M" @- ^! [" z9 P& U1 S5
5 a2 W8 p3 G2 r4 w" g0 {13
0 I0 \) ~& r" Q20
- c9 C; h6 ~5 V" I2 x5 A30
55
80
100
) p4 }; U- j: n  {" Z  X3 ]0 S200
) r* k3 J" }9 L+ F- b' u; L$ K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。