數(shù)控刀柄標(biāo)準(zhǔn)5 [% s/ C/ G8 V/ t/ i
' u9 V- X/ ^5 l1 @1 q6 o% _
一．國內(nèi)應(yīng)用的數(shù)控機(jī)床工具柄部及配用拉釘標(biāo)準(zhǔn)
- ]! b, u+ O) t3 {: }2 b% K
& I% Q$ R+ q% h& w１．國家標(biāo)準(zhǔn)GB10944－89《自動(dòng)換刀機(jī)床用7:24圓錐工具柄部30.40、45和50號(hào)圓錐柄》.
; A) I3 h' C+ z' Y+ x4 N 這個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的柄部，在型式與尺寸上與國際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(dòng)加工中刀具的重復(fù)換刀精度要求。它主要應(yīng)用于鏜銑類加工中心機(jī)床的各種刀柄。3 ]! D) w6 i1 u M
２．國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的拉釘，《自動(dòng)換刀機(jī)床用7:24圓錐工具柄部30，40、45和50號(hào)圓錐柄用拉釘》0 m6 u/ u9 h* Q' k* C3 Z- P
這個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的拉釘，在型式與尺寸上與ISO7388／Ⅱ相同。可與前述標(biāo)準(zhǔn)GB10944－89中所規(guī)定的柄部配合使用。
, P5 B% z$ j1 Q) e9 q, y３．日本標(biāo)準(zhǔn)JIS B6339-1986《加工中心機(jī)床用工具柄部及拉釘》+ A( a+ o. s* D1 F) ?
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)只適用于日本進(jìn)口的加工中心機(jī)床及過去幾年我國的部分機(jī)床廠與日本合作設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的加工中心機(jī)床。它是在日本機(jī)床工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)MAS403－1982的基礎(chǔ)上制訂出來的，在日本得到廣泛的應(yīng)用。我國1985年以后設(shè)計(jì)的加工中心機(jī)床已改用新的國家標(biāo)準(zhǔn)GB10994和GB10945。
7 }/ ?* M \! ^- Z [４．國家標(biāo)準(zhǔn)GB3837－83《機(jī)床工具7:24圓錐聯(lián)結(jié)》
8 E8 d( Q+ m) x$ y1 U 這種錐柄主要用于手動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床及重型鏜銑床等。
, s4 H$ k1 {6 g8 d6 o1 D" s9 u2 G2 ~
4 P" G# e8 v4 m- t d二．整體式工具系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)JB/GQ5010-1983《TSG工具系統(tǒng) 型式與尺寸》
; T$ H$ e0 ]( H, X( [# O7 X( x, ], I9 {
2 C. p* z# \( `' G. M9 l TSG工具系統(tǒng)中的刀柄,其代號(hào)(按1990年國家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿)由四部分組成，例如. H# C) h* e. S# U# v) A" W5 E
（JT-45-Q32-120），各部分的含義如下：: }, @5 h! ^) C8 e3 L( U1 V
JT-表示工具柄型代碼。
+ y& `' {' Z0 l* W6 x$ R; {' m# t 45-對(duì)圓錐柄表示錐度規(guī)格。8 ~ \' d/ p$ }
Q32-表示工具的規(guī)格。
1 {2 B, F; i! \ 120-表示刀柄的工作長(zhǎng)度。. n- I4 T, Z( ~9 m q
它所表示的工具為：自動(dòng)換刀機(jī)床用7:24圓錐工具柄(GB10944)，錐柄為45號(hào)，前部為彈簧夾，最大夾持直徑32mm，刀柄工作長(zhǎng)度(錐柄大端直徑φ57.15mm處到彈簧夾頭前端面的距離)為120mm。
/ k; S; m" @2 O- u# F# |, S
( _+ s2 s" j# Z8 _7 F
" m g. P) r& v6 b表1 工具柄部型式代號(hào)
6 L! R: _) D: M/ w5 {& d6 S & k8 `% ]$ ? d- A
代 號(hào) 工 具 柄 部 型 式
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; n0 E2 E% p; G+ D) X$ `4 DZB 自動(dòng)換刀機(jī)床用7:24圓錐工具柄 GB 10944-895 x J( q1 ? X# Y1 E* J2 c; C2 F: R
" h B2 y+ z! U* Z1 w$ @5 a, e
自動(dòng)換刀機(jī)床用7:24圓錐BT型工具柄 JIS B6339
J5 @- p& y A+ z. Q% H9 M9 d2 ]
: ?2 ~5 @# m ?$ p" Z手動(dòng)換刀機(jī)床用7:24圓錐工具柄 GB 3837.3-83
" F6 g2 u$ ]( b; F, L 3 Q4 k! ?) Z4 H( g. }4 S
帶扁尾莫氏圓錐工具柄 GB 1443-854 @" B* q! a V) `: s9 o
: } @0 U, f" b* V. U" j無扁尾莫氏圓錐工具柄 GB 1443-85
) ?2 x' q/ H3 p% U* _9 M - @6 S3 |9 M. S: R! y( t
直柄工具柄 GB 6131-85
[* ~& S6 L: l) Y0 O 2 k5 K& G; H- ^, a* q, i
9 t. {% @; Y( ]9 M
表2 工具的用途代號(hào)及規(guī)格參數(shù)
8 _% x* @& K& |8 ]( u% W2 A% R: p 9 B/ o) Q, _' L* f6 u3 X! |7 `
用途代號(hào) 用途 規(guī)格參數(shù)表示的內(nèi)容 8 c/ ?, ~/ Y4 T9 i5 W- N2 N! H2 t- R
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( ]) O4 L$ \2 F/ o1 uKJ 裝直柄接桿工具9 H7 f: |6 m @3 [: \3 t
彈簧夾頭" _ d6 j0 p% z2 Y" O: X; v) x
裝削平型直柄工具
2 q X. T5 ?7 N( A# {' P& ~5 ~4 }裝莫氏短錐鉆夾頭. p& l; u( y" w# [* ]; Y
裝莫氏錐度鉆夾頭
+ l+ ~: m8 x* Q0 W# x裝帶扁尾莫氏圓錐柄工具) F- X; O: o( H& ?
裝無扁尾莫氏圓錐柄工具
7 V$ `% v& A: g: b# E! `裝短莫氏圓錐柄工具
6 ^$ {+ T) v6 J* n裝浮動(dòng)絞刀4 o! I( U8 S% J6 `( s) p* S
攻絲夾頭
- p* D8 M" h3 Z. \$ Z傾斜型微調(diào)鏜刀* A9 b8 T% \: w' g9 h. N+ p
雙刃鏜刀6 A& B3 V# \* u6 S" `9 c
直角型粗鏜刀 P( U+ i: N( }0 N. e. q J+ j+ A
傾斜型粗鏜刀
2 _; S3 c/ Q5 s% h0 Z& w2 C復(fù)合鏜刀6 H I9 K- m7 n3 ?
可調(diào)鏜刀頭$ ~: ^6 z' F: z. D
裝三面刃銑刀6 _+ b+ H$ W7 O2 @6 q
裝套式立銑刀
" x$ u$ ~9 W. V7 f6 m5 ^/ Y2 D% `裝A類面銑刀' _( B* `8 W% _7 |6 i
裝B類面銑刀! D+ s3 H2 C; I
裝C類面銑刀
7 c" }5 \+ T# {: n$ g b/ n+ {裝擴(kuò)孔鉆和鉸刀 裝接桿也直徑—刀柄工作長(zhǎng)度1 {6 ]9 \3 H" I, |6 F
最大夾持直徑—刀柄工作長(zhǎng)度9 d7 e' e1 `& ^8 E8 G2 W
裝刀孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度
' Q3 r5 ?: `0 t q, K莫氏短錐號(hào)—刀柄工作長(zhǎng)度
6 x1 j& y! E, V" I2 n2 t賈氏錐柄號(hào)—刀柄工作長(zhǎng)度; B% [; `% x, @* q1 p6 @/ P4 _
莫氏錐柄號(hào)—刀柄工作長(zhǎng)度
- x) e# V) ~& r/ G莫氏錐柄號(hào)—刀柄工作長(zhǎng)度0 s3 X2 o# M3 \0 L# m
莫氏錐柄號(hào)—刀柄工作長(zhǎng)度; n4 P& P6 V0 s1 Y# a
絞刀塊寬度—刀柄工作長(zhǎng)度
$ F& y, R/ r0 n, w' J9 A最大攻絲規(guī)格—刀柄工作長(zhǎng)度
. z0 o; C3 Z; |$ `- T& s最小鏜孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)) S! y$ L2 X: z
最小鏜刀直徑—刀柄工作長(zhǎng)度. H6 o3 y* G( c! P" p0 c/ S% ?
最小鏜孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度' v' F* Y0 S" ^' g5 u$ M5 p: [
最小鏜孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度
8 C5 Z3 n% i J! y. X小孔直徑/大孔直徑—孔工作長(zhǎng)度8 P" Z) g. y( k4 H
裝刀孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度
) e7 i8 h/ J/ H- {1 h刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度
0 G. k; N" W/ \刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度
. ~: g9 x% J- J0 j* }$ w" ]& J, F刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度6 V4 f3 v9 l% K2 a: A* U
刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度% s# g! I2 E0 W# [% {
刀具內(nèi)孔直徑—刀柄工作長(zhǎng)度- S5 T A# q5 b' ?( B9 e
１：３０圓錐大端直徑—刀柄工作長(zhǎng)度
& Y0 }: Q% H% U) v5 f) a% v
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3 e8 j- b5 J# [* D1 i+ o
, p2 u& Y0 b/ t6 L" R8 p! S7 F - V( R4 M% K8 u; _
三。 新型高速切削刀柄" i/ d: S6 L$ U) ]8 C' q) z7 a9 L
9 T# {$ o* i* P' s( V* R 隨著數(shù)控機(jī)床高精度高速切削技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)高速切削的刀柄系統(tǒng)好得到研制與開發(fā)。
* p0 f Z, \- `# ]) c9 O 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(duì)于鋁合金銑削可達(dá)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。; q/ x1 M! x2 g5 {; ~
二、高速銑削刀具刀柄 1.高速銑削刀柄 由于高速切削時(shí)，主軸、刀柄及刀具在高速旋轉(zhuǎn)情況下，較小的偏心就會(huì)產(chǎn)生較大的離心力，由振動(dòng)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(shí)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(shí)現(xiàn)刀具的定位夾緊，其重復(fù)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(jià)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(shí)，刀具刀柄的不平衡力小于切削力時(shí)，不影響刀具的使用壽命和切削效率。 根據(jù)高速切削的動(dòng)平衡規(guī)定，主軸轉(zhuǎn)速至少要達(dá)到8000 r/min以上。其進(jìn)給速度至少大于20m/min。50柄轉(zhuǎn)速達(dá)到 10000～20000 r/min，40柄以及HSK刀柄20000～40000 r/min，KM刀柄達(dá)到35000 r/min以上。由于高速銑削動(dòng)平衡的要求，在配置高速銑削刀柄刀具時(shí)優(yōu)先配置經(jīng)過動(dòng)平衡測(cè)試的刀具系統(tǒng)，其次用戶可以自行采用動(dòng)平衡機(jī)及調(diào)整系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)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(dòng)平衡刀柄系統(tǒng)TABS刀柄，但目前應(yīng)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(shí)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(duì)稱性好、傳遞扭矩大等要求。
- U1 I- l$ }5 h$ j5 w6 M% h 第一、優(yōu)先配置熱脹式刀柄通過熱脹式加熱儀裝置進(jìn)行加熱，通過熱脹冷縮的原理對(duì)刀具進(jìn)行夾緊，其回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)對(duì)稱性、動(dòng)平衡性能均較液壓式刀柄好，在歐洲應(yīng)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(dá)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(duì)稱性和動(dòng)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(dòng)平衡后轉(zhuǎn)速可達(dá)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(dòng)平衡測(cè)試調(diào)整后，再安裝銑削刀片進(jìn)行動(dòng)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(dá)到 10000～30000r/min之間。 最后、高速銑削應(yīng)用精密彈簧夾頭刀柄和側(cè)固式刀柄時(shí)，其轉(zhuǎn)速由于本身結(jié)構(gòu)的限制，一般難以達(dá)到20000 r/min，精密彈簧夾頭刀柄一般可達(dá)到12000～15000 r/min，而側(cè)固式刀柄則難以達(dá)到10000 r/min，在高速機(jī)床上盡量少用。
) Q- h: D9 a, @2 J4 H. c/ A$ K& n5 J 1 X# z2 u3 w# n5 {
高速刀柄的特點(diǎn)
9 `, x# X$ w9 t* \2 R# k: f
2 |8 T! K( Z# e, \7 v K ·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(fù)定位精度高；
/ g5 L- \2 f9 S9 T6 h4 H4 J ·采用空心結(jié)構(gòu)和縮短錐部長(zhǎng)度，刀柄質(zhì)量較輕，可縮短換刀移動(dòng)距離，加快換刀速度，有利于實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)換刀；9 \$ w' n( Y7 B$ e/ T, _
·采用1:10錐度，錐柄較短，楔形效果好，有較強(qiáng)的抗扭能力，且能抑制因振動(dòng)而產(chǎn)生的微量移位；& @6 L% T! N: U6 ]% F
·刀柄與主軸間由擴(kuò)張爪鎖緊，轉(zhuǎn)速越高，擴(kuò)張爪的離心力(擴(kuò)張力)越大，鎖緊力越大，具有良好的高速性能。9 g: v( V; p. s- h
·為提高刀具系統(tǒng)在高速狀態(tài)下的動(dòng)平衡精度，可在刀柄上安裝自動(dòng)校正動(dòng)平衡裝置
4 b, P1 h" [4 z' e4 S; O 2.高速銑削刀具 由于高速銑削對(duì)刀具刀柄要求較高，在購置高速刀具時(shí)盡量購置經(jīng)過動(dòng)平衡測(cè)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(zhǎng)時(shí)間磨損后，可應(yīng)用于普通數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。另外一個(gè)方面由于高速切削的安全性，在進(jìn)行工件加工時(shí)一定要注意加工防護(hù)，如40mm直徑刀具，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到30000r/min,其射出的速度可達(dá)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(shì)必有較大的沖擊動(dòng)量。同時(shí)對(duì)沒有把握的刀具刀柄一定要經(jīng)過高速動(dòng)平衡儀測(cè)試出真實(shí)數(shù)據(jù)，方可進(jìn)行產(chǎn)品加工。此外由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，刀具的長(zhǎng)度在高速環(huán)境下其刀具直徑和長(zhǎng)度與靜態(tài)條件下有所差別，采用激光機(jī)內(nèi)對(duì)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(jī)床時(shí)，配置激光機(jī)內(nèi)對(duì)刀儀是不應(yīng)少的選項(xiàng)，尤其在進(jìn)行高精度產(chǎn)品的銑削加工時(shí)更能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。 高速切削鋼材時(shí)，刀具材料應(yīng)選用熱硬性和疲勞強(qiáng)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(fù)合刀具材料(WBN)等。切削鑄鐵，應(yīng)選用細(xì)晶粒的K類硬質(zhì)合金進(jìn)行粗加工，選用復(fù)合氮化硅陶瓷或聚晶立方氮化硼(PCNB)復(fù)合刀具進(jìn)行精加工。精密加工有色金屬或非金屬材料時(shí)，應(yīng)選用聚晶金剛石PCD或CVD金剛石涂層刀具。高速銑削時(shí)應(yīng)針對(duì)相應(yīng)的材料選擇合適的刀柄和刀具材料，鋁合金高速銑削時(shí)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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