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加工中心HSK刀柄

日期：2010年01月29　來源：沈陽第一機床廠　關(guān)鍵字：加工中心
    HSK刀柄是一種新型的高速錐型刀柄，其接口采用錐面和端面兩面同時定位的方式，刀柄為中空，錐體長度較短，有利于實現(xiàn)換刀輕型化及高速化。加工中心由于采用端面定位，完全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用很普遍，車床被譽為是“21世紀的刀柄”。
    (1)HSK刀柄的工作原理和性能特點  德國刀具協(xié)會與阿亨工業(yè)大學等開發(fā)的HSK雙面定位型空心刀柄是一種典型的1：10短錐面刀具系統(tǒng)。HSK刀柄由錐面(徑向)和法蘭端面(軸向)共同實現(xiàn)與主軸的聯(lián)接剛性，由錐面實現(xiàn)刀具與主軸之間的同軸度，錐柄的錐度為1：10。
    這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點主要有：
    1)采用錐面、端面過定位的結(jié)合形式，能有效地提高結(jié)合剛度。
    2)因錐部長度短和采用空心結(jié)構(gòu)后質(zhì)量較輕，故自動換刀動作快，車床可以縮短移動時間，加快刀具移動速度，有利于實現(xiàn)ATC的高速化。
    3)采用1：10的錐度，與7：24錐度相比錐部較短，楔形效果較好，加工中心故有較強的抗扭能力，且能抑制因振動產(chǎn)生的微量位移。
    4)有比較高的重復安裝精度。
    5)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，故這種刀柄具有良好的高速性能，即在高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力作用下，車床刀柄能牢固鎖緊。
    這種結(jié)構(gòu)也有弊端：
    1)它與現(xiàn)在的主軸端面結(jié)構(gòu)和刀柄不兼容。
    2)由于過定位安裝，必須嚴格控制錐面基準線與法蘭端面的軸向位置精度，與之相應的主軸也必須控制這一軸向精度，使其制造工藝難度較大。
    3)柄部為空心狀態(tài)，裝夾刀具的結(jié)構(gòu)必須設(shè)置在外部，增加了整個刀具的懸伸長度，車床影響刀具的剛性。
    4)從保養(yǎng)的角度來看，HSK刀柄錐度較小，加工中心錐柄近于直柄，加之錐面、法蘭端面要求同時接觸，使刀柄的修復重磨很困    難，經(jīng)濟性欠佳。
    5)成本較高，刀柄的價格是普通標準7：24刀柄的1．5—2倍。
    6)錐度配合過盈量較小(是KM結(jié)構(gòu)的1／5—1／2)，數(shù)據(jù)分析表明，按DIN公差制造的HSK刀柄在8 000—20 000r?min運轉(zhuǎn)時，由于主軸錐孔的離心擴張，會出現(xiàn)徑向間隙。
    7)極限轉(zhuǎn)速比KM刀柄低，且由于HSK的法蘭也是定位面，加工中心一旦污染，會影響定位精度，所以采用HSK刀柄必須有附加清潔措施。
    (2)HSK刀柄的主要類型及其特點  按DIN的規(guī)定，HSK刀柄分為車床的六種型式。A、B型為自動換刀刀柄；加工中心C、D型為手動換刀刀柄；E、F型為無鍵聯(lián)接、對稱結(jié)構(gòu)，適用于超高速的刀柄。

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