數(shù)控刀柄標準! l! t, L! m0 L8 S* V: Q% J
: h- `) k+ F) u- |1 ~( R一．國內(nèi)應用的數(shù)控機床工具柄部及配用拉釘標準4 F. H. d2 T0 i" W( n% Q
0 i! K& _0 w+ K6 G6 t１．國家標準GB10944－89《自動換刀機床用7:24圓錐工具柄部30.40、45和50號圓錐柄》.1 h% y! |% i8 z5 R6 V2 Y# {
這個國家標準規(guī)定的柄部，在型式與尺寸上與國際標準ISO7388／1完全相同。詳見圖7.3-1和7.3-1。與ISO7388／1相比，增加了一些必要的技術(shù)要求，標注了表面粗糙度及形位公差，以保證刀柄的制造質(zhì)量，滿足自動加工中刀具的重復換刀精度要求。它主要應用于鏜銑類加工中心機床的各種刀柄。
6 _$ q2 C, Y! Q' ?) {8 x２．國家標準所規(guī)定的拉釘，《自動換刀機床用7:24圓錐工具柄部30，40、45和50號圓錐柄用拉釘》/ w8 n# C! X; k/ U% j
這個國家標準所規(guī)定的拉釘，在型式與尺寸上與ISO7388／Ⅱ相同。可與前述標準GB10944－89中所規(guī)定的柄部配合使用。
4 m4 e7 [7 D8 J" g( E３．日本標準JIS B6339-1986《加工中心機床用工具柄部及拉釘》
M. ?' `. ?9 d1 e. D1 C8 [# ? 這個標準只適用于日本進口的加工中心機床及過去幾年我國的部分機床廠與日本合作設(shè)計和生產(chǎn)的加工中心機床。它是在日本機床工業(yè)協(xié)會標準MAS403－1982的基礎(chǔ)上制訂出來的，在日本得到廣泛的應用。我國1985年以后設(shè)計的加工中心機床已改用新的國家標準GB10994和GB10945。
1 l8 L. [0 t8 L) F7 h4 \４．國家標準GB3837－83《機床工具7:24圓錐聯(lián)結(jié)》
0 u, S" J8 j; j1 K# T 這種錐柄主要用于手動換刀數(shù)控機床及重型鏜銑床等。3 B0 z, f# C$ F1 b
0 m% C3 q9 G% `4 O2 G
二．整體式工具系統(tǒng)標準JB/GQ5010-1983《TSG工具系統(tǒng) 型式與尺寸》
. m f' o% H4 f- j* g
0 q% L) V) l" O) \, W2 W TSG工具系統(tǒng)中的刀柄,其代號(按1990年國家標準報批稿)由四部分組成，例如% E0 s; L; y( @/ \5 J. o
（JT-45-Q32-120），各部分的含義如下：
; [: L. v f g! C3 @( p JT-表示工具柄型代碼。
/ e# P' L5 Z A j% W 45-對圓錐柄表示錐度規(guī)格。2 h" T% [) Y a: A8 y
Q32-表示工具的規(guī)格。) X U( Y8 \$ }8 v) b
120-表示刀柄的工作長度。& z1 y1 p, ~1 `. E2 H
它所表示的工具為：自動換刀機床用7:24圓錐工具柄(GB10944)，錐柄為45號，前部為彈簧夾，最大夾持直徑32mm，刀柄工作長度(錐柄大端直徑φ57.15mm處到彈簧夾頭前端面的距離)為120mm。+ T2 e' V6 Y$ j& G) ~
; f; |/ T4 i) D9 ?2 {7 Q, j' G1 z) d
4 ]# T8 o$ ]2 g4 P1 W
表1 工具柄部型式代號' f K# i# S7 f# z- d
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代 號 工 具 柄 部 型 式
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) E8 u6 A, H2 w5 [, C. S6 D
BT: h( b5 k, D, S. ?- D5 E( E
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0 R2 V+ {7 g$ P7 `; W) W
MT4 D: ~4 f2 u$ a, @ m a
% w4 y- m1 }; }5 H4 l# q. A( t( hMW
5 d9 P" a& b3 |0 p5 i
& j2 G$ z: ]+ QZB 自動換刀機床用7:24圓錐工具柄 GB 10944-89
0 E1 b/ Z$ j" H0 c& K" t
5 I' E& t2 T& z) I3 q7 u" _2 b9 u自動換刀機床用7:24圓錐BT型工具柄 JIS B6339
0 n* s) F/ o( f) I/ p
' R/ w; @) I" Z: A, K% v手動換刀機床用7:24圓錐工具柄 GB 3837.3-83! e" O4 }* c: v5 M
8 Z; v) ~3 A) i! A3 ]帶扁尾莫氏圓錐工具柄 GB 1443-85
. Q1 p' f. ^! ^+ ` 1 M6 H' E% D7 P2 h0 Z8 l9 ?, m
無扁尾莫氏圓錐工具柄 GB 1443-85
) Z8 x X L7 |$ B& g# K. g + r, R- }$ {& }: j
直柄工具柄 GB 6131-85 # y3 I {% Z+ c R! L
6 U) e3 y2 p/ t& Y + A5 N. i; U. g( L' n! f& c5 d
表2 工具的用途代號及規(guī)格參數(shù)
6 P, q) k2 a( G- w6 o* n- y% \ 1 N7 w# z: L7 V4 |& a0 f" Z
用途代號 用途 規(guī)格參數(shù)表示的內(nèi)容
G% D1 m; I3 e0 ~' W& v# G2 ~ DJ
) J' ?/ J a+ F. c/ P8 z4 wQ
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XMC1 k$ _1 w! u2 w' W+ y9 u
KJ 裝直柄接桿工具$ _! ^( c+ u4 p6 h
彈簧夾頭
9 z5 C1 q4 w0 K) }0 {9 [裝削平型直柄工具, w# Z$ X; l \) R: J; t: h
裝莫氏短錐鉆夾頭
: @, F1 h! J; d' [裝莫氏錐度鉆夾頭
. {. @4 O& _9 ?, G. L) X& v裝帶扁尾莫氏圓錐柄工具
3 ]0 D. P% K: j9 F6 @2 v裝無扁尾莫氏圓錐柄工具0 ~: k4 y/ j8 D& S9 a- z# v
裝短莫氏圓錐柄工具
8 e& J; V0 F7 _4 X裝浮動絞刀
& u# ~% J7 i, a0 u- w攻絲夾頭
! j7 H5 H7 B. p. n( z傾斜型微調(diào)鏜刀
& i% H2 I; Q' s1 ~* a雙刃鏜刀
. l/ Z7 U$ `$ W) g( w直角型粗鏜刀; e+ g; k. {( N) x# T
傾斜型粗鏜刀
5 J+ P$ o) e# X' w A* T5 t2 v復合鏜刀
/ U; m, j6 B: U7 w' Y8 j可調(diào)鏜刀頭5 J( j3 `4 Q% L3 `* N# h+ J: w
裝三面刃銑刀8 t- v! A" C" d6 K: ^
裝套式立銑刀9 u" H. R8 _2 n+ @) J$ h7 A: n% M1 n
裝A類面銑刀
( j9 Y3 l6 D! \" l) h3 ?$ ]裝B類面銑刀! d; A1 Q7 F* N$ F2 H. E+ c
裝C類面銑刀
% I5 n- @3 `7 c3 \8 j/ _裝擴孔鉆和鉸刀 裝接桿也直徑—刀柄工作長度+ d, j' U* N- B
最大夾持直徑—刀柄工作長度! A& m; e; X+ {) D
裝刀孔直徑—刀柄工作長度: u6 q$ o. V* s5 i6 `
莫氏短錐號—刀柄工作長度
/ L9 |9 q5 R8 N2 u6 B賈氏錐柄號—刀柄工作長度
, w9 M# F/ C5 V4 T3 k莫氏錐柄號—刀柄工作長度
1 j1 |2 q0 c# E+ w4 i% |莫氏錐柄號—刀柄工作長度+ v r7 P6 I1 _5 S# H" Q+ N
莫氏錐柄號—刀柄工作長度8 ?6 u# i* L: C% r" G: A
絞刀塊寬度—刀柄工作長度
6 E0 R5 t4 {+ r4 P9 a' U最大攻絲規(guī)格—刀柄工作長度. I# {6 W$ V* h) b$ z
最小鏜孔直徑—刀柄工作長, S1 ^ g$ J! H7 \- t+ n% h
最小鏜刀直徑—刀柄工作長度- t* i/ C6 m# k6 N- R V9 s! G% O4 `. o
最小鏜孔直徑—刀柄工作長度- t6 q# {- X6 W/ B! j
最小鏜孔直徑—刀柄工作長度
" }, j) H2 b+ {! ~; W( z小孔直徑/大孔直徑—孔工作長度: K) _2 o" \" l
裝刀孔直徑—刀柄工作長度
- f: S! d+ n+ E9 B9 R刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長度7 f+ q' x+ M, o
刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長度# p; M V ^% x: R7 } E
刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長度) C' M& F! [- N: q
刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長度, H& }/ z" q% _2 r* C
刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長度$ w& o7 ^; ]3 `+ K7 o
１：３０圓錐大端直徑—刀柄工作長度
/ |, m* G% V; _* {0 G. y
) v" b9 `& W6 u: S o! Y; o# i: U6 X
% c D7 B: ], ^ ! M+ d8 u6 [3 I" _7 x) u' o
三。 新型高速切削刀柄
& P% c1 w O$ k- r , k' u, n9 X0 i+ @( R# s
隨著數(shù)控機床高精度高速切削技術(shù)的發(fā)展，適應高速切削的刀柄系統(tǒng)好得到研制與開發(fā)。3 J+ r1 N' b) P. B. ]
一般情況下，高速切削其切削速度比常規(guī)速度高出5～10倍，其材料的去除率是常規(guī)切削的3～5倍以上。對于鋁合金銑削可達到1100m/min以上，鑄鐵可到700m/min，鋼材可到380m/min以上，鉆削200～1200m/min，磨削150～360m/min。
5 I- P% r( j5 P 二、高速銑削刀具刀柄 1.高速銑削刀柄 由于高速切削時，主軸、刀柄及刀具在高速旋轉(zhuǎn)情況下，較小的偏心就會產(chǎn)生較大的離心力，由振動引起產(chǎn)品的質(zhì)量、降低主軸和刀具的使用壽命。常規(guī)的刀具刀柄系統(tǒng)難以滿足高速切削時的切削剛度和精度要求。現(xiàn)階段比較流行常用的高速刀柄系統(tǒng)主要有德國的HSK刀柄、美國KM刀柄、日本NC5刀柄。HSK 刀柄及KM刀柄 。均為1:10的錐度，采用主軸錐孔和刀柄端面過定位的方式，實現(xiàn)刀具的定位夾緊，其重復定位精度在傳統(tǒng)7:24的錐度刀柄±2.5μm提高到±1μm，采用這種刀柄系統(tǒng)可以提高主軸剛度、由于其契形效果好，能提高刀具的抗扭能力，且轉(zhuǎn)速越高其鎖緊力越大。但這種刀柄價格較貴，一般為常規(guī)刀柄的1.5～2倍，其最低轉(zhuǎn)速小于KM刀柄。一般情況下，高速銑削時，刀具刀柄的不平衡力小于切削力時，不影響刀具的使用壽命和切削效率。 根據(jù)高速切削的動平衡規(guī)定，主軸轉(zhuǎn)速至少要達到8000 r/min以上。其進給速度至少大于20m/min。50柄轉(zhuǎn)速達到 10000～20000 r/min，40柄以及HSK刀柄20000～40000 r/min，KM刀柄達到35000 r/min以上。由于高速銑削動平衡的要求，在配置高速銑削刀柄刀具時優(yōu)先配置經(jīng)過動平衡測試的刀具系統(tǒng)，其次用戶可以自行采用動平衡機及調(diào)整系統(tǒng)進行動平衡調(diào)節(jié)，但其使用非常麻煩。美國Kennametal公司推出了一種通過調(diào)節(jié)主軸系統(tǒng)的自動平衡刀柄系統(tǒng)TABS刀柄，但目前應用還不廣泛。為有效發(fā)揮高速切削的加工效率，在配置高速刀具夾持刀柄系統(tǒng)時顯得非常重要，傳統(tǒng)的彈簧夾頭、螺釘連接刀柄已不能滿足高速銑削夾持精度高、結(jié)構(gòu)對稱性好、傳遞扭矩大等要求。
* O; F! M( Y4 F p1 ^+ k 第一、優(yōu)先配置熱脹式刀柄通過熱脹式加熱儀裝置進行加熱，通過熱脹冷縮的原理對刀具進行夾緊，其回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)對稱性、動平衡性能均較液壓式刀柄好，在歐洲應用非常廣泛，尤其適合模具等行業(yè)產(chǎn)品的高速切削加工，該刀柄可達到40000r/min。其中熱脹式裝刀裝置以德國Thermal Grip 為典型代表。 其次、液壓式刀柄是高精度、高性能的刀柄夾持柄，其回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)對稱性和動平衡性能均較好，減振性好，可有效提高切削效率和刀具的使用壽命，液壓式刀柄以德國雄克公司的為典型代表，經(jīng)過動平衡后轉(zhuǎn)速可達到25000r/min。 第三、整體式刀柄，如日本Nikken公司刀柄、奧地利盤石的整體鋁合金銑削刀柄，其結(jié)構(gòu)主要是刀體和刀柄為一體，在經(jīng)過動平衡測試調(diào)整后，再安裝銑削刀片進行動平衡調(diào)節(jié)來滿足高速銑削加工的需要，整體式刀柄尤其適合模具的高速粗加工和鋁合金高速銑削。其轉(zhuǎn)速一般可以達到 10000～30000r/min之間。 最后、高速銑削應用精密彈簧夾頭刀柄和側(cè)固式刀柄時，其轉(zhuǎn)速由于本身結(jié)構(gòu)的限制，一般難以達到20000 r/min，精密彈簧夾頭刀柄一般可達到12000～15000 r/min，而側(cè)固式刀柄則難以達到10000 r/min，在高速機床上盡量少用。
* O8 A" p( c9 ~. y ( B3 ]5 o6 K$ k% a \2 e7 u* R
高速刀柄的特點- y- C ~% r! h% @- K
1 u9 _9 T. a2 K9 I' L" ]' Z ·采用錐面、端面過定位的結(jié)合形式，能有效地提高工具系統(tǒng)的連接剛度，且重復定位精度高；
" v% c' V* g+ A/ M+ Q& L ·采用空心結(jié)構(gòu)和縮短錐部長度，刀柄質(zhì)量較輕，可縮短換刀移動距離，加快換刀速度，有利于實現(xiàn)高速自動換刀；' h% O x5 H) q7 \- W
·采用1:10錐度，錐柄較短，楔形效果好，有較強的抗扭能力，且能抑制因振動而產(chǎn)生的微量移位；
6 T. k( p* L! K- h, J/ _/ r P ·刀柄與主軸間由擴張爪鎖緊，轉(zhuǎn)速越高，擴張爪的離心力(擴張力)越大，鎖緊力越大，具有良好的高速性能。
2 |' c7 u- Y2 Z M3 @: l A, M% s' T7 w ·為提高刀具系統(tǒng)在高速狀態(tài)下的動平衡精度，可在刀柄上安裝自動校正動平衡裝置% d' `* d7 r- C4 R7 x) g& N
2.高速銑削刀具 由于高速銑削對刀具刀柄要求較高，在購置高速刀具時盡量購置經(jīng)過動平衡測試的刀具，常用的硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、立方氮化硼（PCBN），聚晶金剛石（PCD）在經(jīng)過長時間磨損后，可應用于普通數(shù)控機床進行加工。另外一個方面由于高速切削的安全性，在進行工件加工時一定要注意加工防護，如40mm直徑刀具，主軸轉(zhuǎn)速達到30000r/min,其射出的速度可達到63m/s的速度，接近于230km/h的汽車速度，切削過程中如出現(xiàn)斷刀摔出，勢必有較大的沖擊動量。同時對沒有把握的刀具刀柄一定要經(jīng)過高速動平衡儀測試出真實數(shù)據(jù)，方可進行產(chǎn)品加工。此外由于高速運轉(zhuǎn)時，刀具的長度在高速環(huán)境下其刀具直徑和長度與靜態(tài)條件下有所差別，采用激光機內(nèi)對刀儀可有效解決數(shù)控編程的刀具工藝參數(shù)的確定，因此在購置高速銑削機床時，配置激光機內(nèi)對刀儀是不應少的選項，尤其在進行高精度產(chǎn)品的銑削加工時更能體現(xiàn)其優(yōu)勢。 高速切削鋼材時，刀具材料應選用熱硬性和疲勞強度高的P類硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、立方氮化硼(CBN)與CBN復合刀具材料(WBN)等。切削鑄鐵，應選用細晶粒的K類硬質(zhì)合金進行粗加工，選用復合氮化硅陶瓷或聚晶立方氮化硼(PCNB)復合刀具進行精加工。精密加工有色金屬或非金屬材料時，應選用聚晶金剛石PCD或CVD金剛石涂層刀具。高速銑削時應針對相應的材料選擇合適的刀柄和刀具材料，鋁合金高速銑削時可優(yōu)先選用采用鑲刀片的整體刀柄。 |
發(fā)表于 2011-9-16 14:17:44
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