德國diebold  72.050.485.200 CentroGrip™ 彈簧筒夾刀柄  

劉工

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德國戴博DIEBOLD公司是德國較有名的刀柄生產(chǎn)商,可生產(chǎn)DIN69893的HSK刀柄，DIN69871A及B的SK刀柄,，MAS-BT刀柄,，品種達到5000多個包括液壓鎖緊和熱漲鎖緊，其生產(chǎn)的熱裝設(shè)備為客戶解決了刀柄的安裝問題,，同時Diebold公司還生產(chǎn)機床的高頻電動主軸和對刀儀設(shè)備,如Chrion ,EMAG , Deckel-Maho , Heller等德國機床制造商均已使用了戴博公司的電動主軸,。經(jīng)過多年的努力，戴博公司現(xiàn)已成為世界上zui較有名的刀柄及高速銑床加工中心高速主軸的制造商之一,。

HSK工具系統(tǒng)是一種新型的高速短錐型刀柄,，其接口采用錐面和端面同時定位的方式，刀柄為

HSK刀柄結(jié)構(gòu)圖

HSK刀柄結(jié)構(gòu)圖

中空,，錐體長度較短,，錐度為1/10,，有利于實現(xiàn)換刀輕型化和高速化。如圖1．2所示,。由于采用空心錐體和端面定位,，補償了高速加工時主軸孔與刀柄的徑向變形差異，并*消除了軸向定位誤差,，使高速、高精度加工成為可能,。這種刀柄在高速加工中心上應(yīng)用越來越普遍,。

KM刀柄

該刀柄的結(jié)構(gòu)與HSK刀柄相似，也是采用了空心短錐結(jié)構(gòu),，錐度為1/10,，并且也是采用錐面

KM刀柄結(jié)構(gòu)圖

KM刀柄結(jié)構(gòu)圖

和端面同時定位、夾緊工作方式,。如圖1．3所示,，主要區(qū)別在于使用的夾緊機構(gòu)不同，KM的夾緊結(jié)構(gòu)已申請了美國第壹,，它使用的夾緊力更大,，系統(tǒng)的剛度更高。不過由于KM刀柄錐面上開有兩個對稱的圓弧凹槽(夾緊時應(yīng)用),，所以相比之下顯得單薄,，有些零件的強度較差，而且它需要非常大的夾緊力才能正常工作,。另外,，KM刀柄結(jié)構(gòu)的第壹保護限制了該系統(tǒng)的迅速推廣應(yīng)用。

NC5刀柄

它也采用了空心短錐結(jié)構(gòu),，錐度為1/10,，并且也是采用錐面和端面同時定位、夾緊工作方式,。由于扭矩是由NC5刀柄前端圓柱上的鍵槽傳遞的,，刀柄尾部沒有傳遞扭矩的鍵槽，所以軸向尺寸比HSK刀柄短,。

NC5刀柄結(jié)構(gòu)圖

NC5刀柄結(jié)構(gòu)圖

它與前面兩種刀柄的大區(qū)別在于刀柄沒有采用薄壁結(jié)構(gòu),，刀柄錐面處增加了一個中間錐套。KM刀柄和HSK刀柄是通過薄壁的變形來補償?shù)侗椭鬏S制造誤差,，保證錐面和端面同時可靠的接觸,，而NC5刀柄是通過中間錐套的軸向移動達到這個目的。中間錐套的軸向移動動力來自刀柄端面上的碟形彈簧,。由于中間錐套的誤差補償能力較強,，因此NC5刀柄對主軸和刀柄本身的制造精度的要求可稍低些,。另外，NC5刀柄內(nèi)有一個安裝拉釘?shù)穆葆斂?，孔壁較厚,，強度高，可采用增壓夾緊機構(gòu),，滿足重切削的要求,。這種刀柄的主要缺點是刀柄和主軸錐孔之間增加了一個接觸面，刀柄的定位精度和剛度有所下降,。

CAPTO刀柄

圖1.5為Sandvik公司生產(chǎn)的CAPTO刀柄,。這種刀柄的結(jié)構(gòu)不是圓錐形，而是三棱圓錐,，其棱為圓弧形,，錐度為1/20，并且空心短錐結(jié)構(gòu),，采用錐面與端面同時接觸定位,。三棱圓錐結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)兩個方向都無滑動的轉(zhuǎn)矩傳遞，不再需要傳動鍵,，消除了因傳動鍵和鍵槽引起的動平衡問題,。三棱圓錐的表面大，使刀柄表面壓力低,、不易變形,、磨損小，因而精度保持性好,。但三棱圓錐孔加工困難,，加工成本高，與現(xiàn)有刀柄不兼容,，配合會自鎖,。

 目前主要標準有BT、

SK,、CAPTO,、BBT、HSK等幾種規(guī)格的主軸型號,。

BT,，BBT，均為日本標準,，現(xiàn)也是普遍使用的一種標準,。

SK（DIN6987）德國標準

傳統(tǒng)刀柄，有ER型,，強力型,，側(cè)固型,，平面銑刀型，鉆夾頭,，莫氏錐柄

現(xiàn)代有液壓刀柄,，熱脹刀柄，PG（冷壓）型,。

精度和作用編輯

BT,，SK，是一種簡單的,，流行的主軸刀柄連接標準,，主要有BT30，BT40,，BT50,，SK30,。,。。等,。模具行業(yè),，及高速雕刻機，用到比較多,，

HSK型性屬于,，后期的高速所需誕生的。HSK-E型,，F(xiàn)型,，都可以在三四萬轉(zhuǎn)的情況下，正常加工,，為高精度的工件,，提供了保障。目前,，日系標準,，BIG的刀柄是比較好的，歐系的REGO-FIX AG比較好,。

HSK刀柄

HSK工具系統(tǒng)是一種新型的高速短錐型刀柄,，其接口采用錐面和端面同時定位的方式，刀柄為

HSK刀柄結(jié)構(gòu)圖

HSK刀柄結(jié)構(gòu)圖

中空,，錐體長度較短,，錐度為1/10，有利于實現(xiàn)換刀輕型化和高速化,。如圖1．2所示,。由于采用空心錐體和端面定位,，補償了高速加工時主軸孔與刀柄的徑向變形差異，并*消除了軸向定位誤差,，使高速,、高精度加工成為可能。這種刀柄在高速加工中心上應(yīng)用越來越普遍,。

KM刀柄

該刀柄的結(jié)構(gòu)與HSK刀柄相似,，也是采用了空心短錐結(jié)構(gòu)，錐度為1/10,，并且也是采用錐面

KM刀柄結(jié)構(gòu)圖

KM刀柄結(jié)構(gòu)圖

和端面同時定位,、夾緊工作方式。如圖1．3所示,，主要區(qū)別在于使用的夾緊機構(gòu)不同,，KM的夾緊結(jié)構(gòu)已申請了美國第壹，它使用的夾緊力更大,，系統(tǒng)的剛度更高,。不過由于KM刀柄錐面上開有兩個對稱的圓弧凹槽(夾緊時應(yīng)用)，所以相比之下顯得單薄,，有些零件的強度較差,，而且它需要非常大的夾緊力才能正常工作。另外,，KM刀柄結(jié)構(gòu)的第壹保護限制了該系統(tǒng)的迅速推廣應(yīng)用,。

NC5刀柄

它也采用了空心短錐結(jié)構(gòu)，錐度為1/10,，并且也是采用錐面和端面同時定位,、夾緊工作方式。由于扭矩是由NC5刀柄前端圓柱上的鍵槽傳遞的,，刀柄尾部沒有傳遞扭矩的鍵槽,，所以軸向尺寸比HSK刀柄短。

NC5刀柄結(jié)構(gòu)圖

NC5刀柄結(jié)構(gòu)圖

它與前面兩種刀柄的大區(qū)別在于刀柄沒有采用薄壁結(jié)構(gòu),，刀柄錐面處增加了一個中間錐套,。KM刀柄和HSK刀柄是通過薄壁的變形來補償?shù)侗椭鬏S制造誤差，保證錐面和端面同時可靠的接觸,，而NC5刀柄是通過中間錐套的軸向移動達到這個目的,。中間錐套的軸向移動動力來自刀柄端面上的碟形彈簧。由于中間錐套的誤差補償能力較強,，因此NC5刀柄對主軸和刀柄本身的制造精度的要求可稍低些,。另外，NC5刀柄內(nèi)有一個安裝拉釘?shù)穆葆斂祝妆谳^厚,，強度高,，可采用增壓夾緊機構(gòu)，滿足重切削的要求,。這種刀柄的主要缺點是刀柄和主軸錐孔之間增加了一個接觸面,，刀柄的定位精度和剛度有所下降。

CAPTO刀柄

圖1.5為Sandvik公司生產(chǎn)的CAPTO刀柄,。這種刀柄的結(jié)構(gòu)不是圓錐形,，而是三棱圓錐，其棱為圓弧形,，錐度為1/20,，并且空心短錐結(jié)構(gòu)，采用錐面與端面同時接觸定位,。三棱圓錐結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)兩個方向都無滑動的轉(zhuǎn)矩傳遞,，不再需要傳動鍵，消除了因傳動鍵和鍵槽引起的動平衡問題,。三棱圓錐的表面大,，使刀柄表面壓力低、不易變形,、磨損小,，因而精度保持性好,。但三棱圓錐孔加工困難,，加工成本高，與現(xiàn)有刀柄不兼容,，配合會自鎖,。

失效形式編輯

HSK刀柄采用短錐面和法蘭端面同時定位，刀柄為中空結(jié)構(gòu),，短錐體錐度為1：10,， 刀柄與主軸之間通過膨脹式彈性夾頭鎖緊。HSK刀柄在工作過程中的失效形式主要有兩種：一是由于刀柄材料強度不足,，在巨大離心負荷作用下發(fā)生破壞,； 二是由于高速旋轉(zhuǎn)降低動態(tài)夾緊力，使夾緊系統(tǒng)不能提供足夠的夾緊力以確保切削加工的順利進行,。因此,，對HSK刀柄臨界使用轉(zhuǎn)速的計算應(yīng)該從材料強度和夾緊力兩方面進行分析。 [1] 

7/24錐度刀柄編輯

半個多世紀以來,，加工中心上一直采用7/24錐度的BT刀柄實現(xiàn)刀具與機床主軸的連接,。標準的7/24錐面聯(lián)結(jié)有許多優(yōu)點，如：可實現(xiàn)快速裝卸刀具；刀柄的錐體在拉桿軸向拉力的作用下,，緊緊地與主軸的內(nèi)錐面接觸,，實心的錐體直接在主軸的錐孔內(nèi)支撐刀具，可以減小刀具的懸伸量,；只有一個尺寸需加工到很高的精度,，所以成本較低而且可靠。然而,，隨切削高速化的發(fā)展,，刀具要在比以前高得多的轉(zhuǎn)速下進行切削加工，BT刀柄的連接性能就出現(xiàn)以下主要不足,，圖2

圖2高速加工時BT工具系統(tǒng)工作示意圖

圖2高速加工時BT工具系統(tǒng)工作示意圖

是高速加工時BT工具系統(tǒng)工作示意圖：

(1)主軸與刀柄不能實現(xiàn)與主軸端面和內(nèi)錐面同時定位,，導(dǎo)致連接剛度低，尤其是在高轉(zhuǎn)速下,，由于離心為的作用,，主軸錐孔大端擴張量大于小端擴張量，使得刀柄和主軸的接觸面積減少,，工具系統(tǒng)的徑向剛度,，定位精度下降。

(2)在高速旋轉(zhuǎn)下(特別是轉(zhuǎn)速超過8000rpm后),，在離心力作用下刀柄向外的擴張量與主軸孔的擴張量差異明顯,，而且在孔口部位擴張量的差異要大于刀柄尾部，在拉桿的作用下,，刀柄向后移動導(dǎo)致軸向位置發(fā)生變化,，影響了加工精度和刀具穩(wěn)定切削條件。并且主軸停車后,，刀柄和主軸徑向彈性回復(fù),，容易使刀柄卡死在主軸中，很難拆卸,。

(3)主軸的膨脹還會引起刀具及夾緊機構(gòu)質(zhì)心的偏離,，從而影響主軸的動平衡。

(4)刀柄為實心長錐柄結(jié)構(gòu),，因此質(zhì)量大,，在加工中心上應(yīng)用時，換刀速度較慢,，導(dǎo)致非加工時間較長

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