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加工中心刀具與高速主軸的連接方法
日期：2009年12月25 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：加工中心
從以上的分析可知，刀具與主軸連接中存在的主要問題是連接剛度、精度、動平衡性能、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、互換性和制造成本等。為解決這些問題，主要有以下幾種方法：
(1)對現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)7：24錐孑L連接的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，消除連接時連接面之間的間隙，改善標(biāo)準(zhǔn)7：24連接的靜態(tài)性能。如美國的WSU一1、WSU--2刀柄。
(2)嚴(yán)格規(guī)定公差配合，增大軸向拉力。如把配合精度由AT4提高到AT3、AT2。
(3)在不改變標(biāo)準(zhǔn)7：24錐孔連接結(jié)構(gòu)的加工中心前提下，實(shí)現(xiàn)錐孔和端面同時接觸定位。如日立精工公司的H．卜C(Hitachi FacingStop) “日立”端面限位刀柄、大昭和精機(jī)株式會社的BIG—PLUS刀柄、機(jī)床配件圣和精機(jī)株式會社的SHOWA D—F—C刀柄、株式會社日研工作所的3LOCK刀柄等，都可以實(shí)現(xiàn)錐一面同時接觸定位。
(4)改用小機(jī)床配件錐度，并采用空心短錐柄結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)錐體和端面同時接觸定位。如德國的HSK刀柄和美國的KM刀柄。
(5)增大配合預(yù)過盈量，同時采取措施防止主軸膨脹，改善標(biāo)準(zhǔn)錐柄的高速性能。如日立精工公司的H．P．C“日立”端面限位刀柄，主軸軸端采用碳素纖維加工中心周向纏繞的結(jié)構(gòu)，抑制了高速旋轉(zhuǎn)時主軸錐孔的擴(kuò)張量，提高了對高速旋轉(zhuǎn)的適應(yīng)能力。
(6)取消鍵連接，采用摩擦力或三棱圓傳遞轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)，消除了鍵及鍵槽引起的動平衡問題，如德國HSK—E、HSK—F刀柄，采用摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩；瑞典Sandvik公司的CAPTO刀桿系統(tǒng)采用三棱圓傳遞轉(zhuǎn)矩。
(7)采用收縮配合的原理，實(shí)現(xiàn)刀具與刀柄的可靠連接。如用三棱變形連接、熱裝連接以及液壓夾緊連接等，這些結(jié)構(gòu)方式傳遞轉(zhuǎn)矩大，剛度高，結(jié)構(gòu)對稱性好，精度高，而且有利于刀具的動平衡。
(8)在刀柄上安裝自動動平衡裝置，滿足高速加工對刀具提出在線動平衡的苛刻要求。
(9)在刀柄內(nèi)安裝減振裝置，防止加工中機(jī)床配件心刀柄的振動。如株式會社日研工作所的“夢幻刀柄”，通過在刀柄內(nèi)裝減振裝置，可使硬質(zhì)合金銑刀的壽命提高3倍以上，高速鋼銑刀的壽命提高1．5倍以上，涂層刀具的壽命提高5倍以上。
要使刀／軸連接具有良好的高速性能，最佳途徑仍是將原來僅靠錐面連接定位改為錐面與端面同時接觸定位。后者雖然是一種過定位方案，但因其能彌補(bǔ)僅靠加工中心錐面定位方案的許多不足，現(xiàn)已成為高速刀機(jī)床配件具與主軸連接的主要結(jié)構(gòu)形式。最有代表性的是德國HSK刀柄、美國的KM刀柄以及日本BIG—PLUS刀柄。
在高速主軸中，對7J／軸連接研究得比較成功的主要有兩大類型：①摒棄原有的7：24標(biāo)準(zhǔn)錐度而采用新思路的替代型刀柄結(jié)構(gòu)，如德國的HSK系列刀柄、加工中心美國的KM系列刀柄和日本的NC5刀柄等；②為降低成本，仍采用現(xiàn)有的7：24錐度而進(jìn)行改進(jìn)型的刀柄結(jié)構(gòu)。這種刀柄結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有主軸結(jié)構(gòu)向高速化的過渡，如美國機(jī)床配件的WSU系列刀柄、 日本BIG—PLUS刀柄和3LOCK刀柄等。下面介紹一下常用的HSK刀柄。
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加工中心HSK刀柄性能特點(diǎn)
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