【機床商務(wù)網(wǎng)欄目 科技動態(tài)】精密的機床配合先進的切削刀具可提供出色的金屬切削生產(chǎn)率。而刀柄作為切削刀具和機床主軸之間的關(guān)鍵性接口，對于實現(xiàn)高生產(chǎn)率至關(guān)重要。
 

 

　　那么，該如何選擇、應(yīng)用和維護適合生產(chǎn)需求的刀柄呢？
 

　　工件因素影響刀柄選擇
 

　　影響刀柄選擇的因素包括每個作業(yè)中工件材料的可加工性以及終零件的配置，這些因素可確定到達特定輪廓或特征所需的刀柄尺寸。刀柄應(yīng)盡可能簡單且易于使用，以盡量減少操作員出錯的可能性。
 

　　機床的基本構(gòu)件起著關(guān)鍵作用 — 具有線性導(dǎo)軌的快速機床將充分利用專為高速應(yīng)用而設(shè)計的刀柄，而具有箱型槽的機床則為重載加工提供支持。多任務(wù)機床可同時完成車削和銑削/鉆削工序。
 

　　也可以根據(jù)加工策略選擇刀柄。例如，為了在高速切削 (HSC) 工序中或在高性能切削 (HPC) 應(yīng)用中大限度地提高生產(chǎn)率，車間會選用不同的刀具，前者涉及較淺的切削深度HHS，后者重點關(guān)注在功率充足但速度有限的機床上產(chǎn)生較高的金屬切除率。
 

　　較低的可重復(fù)徑向跳動有助于確保恒定的刀具嚙合量，從而減少振動并大限度地延長刀具壽命。平衡至關(guān)重要，高質(zhì)量刀柄應(yīng)在 G2,5-25000 rpm 質(zhì)量 (1 g.mm) 下達到精密動平衡。加工車間可以根據(jù)實際情況，或咨詢刀具供應(yīng)商，確定能夠以經(jīng)濟的方式滿足其生產(chǎn)需求的刀柄系統(tǒng)。
 

　　每種刀柄都有自己的細分市場
 

　　無論是簡單的側(cè)固式、夾套式、熱縮式、機械式還是液壓式，刀柄都應(yīng)符合特定的工序要求。
 

　　彈簧夾頭和可互換夾套是常用的圓形刀柄技術(shù)。經(jīng)濟的 ER 式提供各種尺寸，并提供足夠的夾持力，以實現(xiàn)可靠的輕銑削和鉆削工序。高精度 ER 夾套式刀柄具有較低的徑向跳動(在刀尖處 < 5µm)和可平衡用于高速工序的對稱設(shè)計，而加強型則可用于重載加工。ER 刀柄便于快速轉(zhuǎn)換，可適應(yīng)各種刀具直徑。
 

　　熱脹刀柄可提供強大的夾緊力，在 3xD 處具有 3 μm 的同心度，且具有的動平衡質(zhì)量。小巧的刀柄設(shè)計可以很好地夠到棘手的零件特征。
 

　　增強型刀柄可進行中等至重載銑削，但夾持力取決于刀桿和刀柄的內(nèi)徑公差。熱脹式刀具需要購買特殊加熱裝置，加熱/冷卻過程比簡單地切換夾套需要更多的安裝時間。
 

　　機械銑削夾頭通過多排滾針軸承提供強大的夾持力和高徑向剛性。該設(shè)計可實現(xiàn)重載銑削和快速換刀，但跳動量可能大于夾套系統(tǒng)。機械夾頭的尺寸通常大于其他刀柄類型，這可能會限制刀具夠到某些零件特征。
 

　　與機械夾頭相比，使用油壓產(chǎn)生夾緊力的液壓夾頭具有更少的內(nèi)部構(gòu)件，因此外形相對更纖細。液壓夾頭的徑向跳動較低，在高主軸轉(zhuǎn)速下可有效地進行擴孔、鉆孔和輕銑削，但對大徑向負載敏感。
 

　　主軸或錐形端決定了扭矩傳遞能力及刀具對中精度
 

　　與刀柄如何固定切削刀具同樣重要的，是如何將刀柄安裝到機床主軸上。傳統(tǒng) BT、DIN 和 CAT 刀柄錐度適用于較小的機床，但在高速加工方面可能會受到限制。與刀柄錐面和端面雙面接觸的型號可提供更高的剛性和精度，尤其是在大懸伸情況下。可靠傳遞更大的扭矩需要更大的錐度尺寸。例如，HSK-E32 刀柄不能在重載加工中替代 HSK-A12。
 

　　刀柄錐度形式的選擇通常因地區(qū)而異。二十世紀(jì)九十年代中期，5 軸機床越來越受歡迎，HSK 正是在這期間開始在德國涌現(xiàn)。CAT 刀柄主要用于美國，而在亞洲，BT 刀柄非常受歡迎，并且經(jīng)常為錐面/端面雙面接觸的型號。
 

　　HSK 常用于 5 軸加工。PSC(多邊形夾緊系統(tǒng)：Capto)和 KM 連接主要用于多任務(wù)機床，采用 ISO 標(biāo)準(zhǔn)。KM 和 Capto 都是模塊化系統(tǒng)，允許通過組合接長桿或縮徑桿以裝配特定長度的刀具。隨著多任務(wù)機床越來越普遍，能夠在一次裝夾中實現(xiàn)車、銑、鉆等加工類型的刀柄越來越受歡迎。
 

 

　　總結(jié)
 

　　加工車間必須重視刀柄在加工系統(tǒng)中的重要性，并了解如何將正確的刀柄與特定機床、加工策略和工件正確匹配來提高生產(chǎn)率和降低成本。
 

　　未來的技術(shù)改進將不再局限于刀柄本身。使用軟件和 RFID 標(biāo)簽進行刀具管理是基于數(shù)據(jù)的制造的一個要素，并且正在變得越來越普遍。刀柄技術(shù)的進步包括配備傳感器的刀柄，可實時監(jiān)控刀柄上的力。所收集的數(shù)據(jù)允許操作員在加工過程中對加工參數(shù)進行調(diào)整，甚至可以通過與機器控制單元連接的人工智能 (AI) 自動調(diào)整。這些技術(shù)和其他新技術(shù)將進一步增加刀柄在加工工序中的生產(chǎn)貢獻值。

    （原標(biāo)題：究竟該如何正確選擇刀柄？）