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1、数控刀具夹持系统简介,技术组刘华,2016.11.03,四、 刀夹系统,刀夹系统组成刀夹系统简介刀夹系统-7:24的通用刀柄刀夹系统-1:10的空心短锥柄系统拉钉简介,刀夹系统 组成：,刀具,面铣刀接口,刀刀接口,中间接杆,刀机接口,基本刀柄,刀柄拉钉,接口拉钉,机床主轴,7:24定位锥面,抓刀及扭矩槽,刀夹系统-简介：,加工中心的主轴锥孔通常分为两大类，即锥度为7:24的通用系统、1:10的空心短锥柄系统（HSK真空系统)。 相对应的刀柄就有两种形式：即7:24的通用刀柄， HSK真空刀柄（或者空心短锥柄）。 7:24的通用刀柄，是靠刀柄的7:24锥面与机床主轴孔的7:24锥面接触定位连接的
2、，在高速加工、连接刚性和重合精度三方面有局限性。 HSK真空刀柄，靠刀柄的弹性变形，不但刀柄的1:10锥面与机床主轴孔的1:10锥面接触，而且使刀柄的法兰盘面与主轴面也紧密接触，这种双面接触系统在高速加工、连接刚性和重合精度上均优于7:24的通用刀柄。,刀夹系统- 7:24的通用刀柄,1. 锥度为7:24的通用刀柄，通常有五种标准和规格: NT（传统型）简称 NT或ST）-需要手动装刀 DIN 69871（德国标准）（简称JT、 DIN、DAT或DV） ANSI/ASME（美国标准）（简称 CAT） IS0 7388/1 （国际标准）（简称 IV或IT） MAS BT（日本标准）（简称 BT）
3、目前，国内使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型两种刀柄。,通过刀柄 尾部的拉钉将其拉紧,刀夹系统- 7:24的通用刀柄,传统7:24锥面接口,刀柄类型传统刀柄：ER型，强力型，侧固型，平面铣刀型，钻夹头，莫氏锥柄现代刀柄：液压刀柄，热胀刀柄， PG（冷压）型。,刀夹系统- 7:24的通用刀柄,刀夹系统 BT50与DIN50(JT50、SK50)的区别,MAS BT403-ISO 50 简称 BT 50,DIN 69871A-ISO 50 简称 DIN 50, 或者SK50/JT50,目前，国内使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型两种刀柄。,刀夹系
4、统- 7:24的通用刀柄,在传统型机床上通过拉杆将刀柄拉紧,刀夹系统- 7:24的通用刀柄,DIN69871标准，一般德国人简称为：SK,刀夹系统简介：,刀夹系统- 7:24的通用刀柄,刀夹系统- 7:24的通用刀柄,2.刀夹系统 1:10的空心短锥刀柄,对于HSK刀具接口，刀具与抓刀单元同心并且为接触面支撑；为了确保HSK刀具接口的功能：超过75%的夹紧力来自装刀单元与刀具的支撑面。HSK刀具接口，尤其适用于较高转速的电主轴。,HSK是被广泛使用的一种两面接触的刀夹系统。,2. 刀夹系统 1:10的空心短锥刀柄,HSK刀柄的优点 : (1)锥面和端面同时接触定位 ,刀柄薄壁锥体会随高速时主轴
5、锥孔的“ 胀大 ”而“ 胀大 ”,两者中间不会出现间隙 ,保证了轴向精度和刚度 ； (2)刀具拉杆爪在刀柄内打开 ,夹紧力将随着机床主轴转速的升高而加大 ,提高了装夹的安全与可靠性 ； (3)中空短锥刀柄减少了刀柄的重量和惯量，有利于主轴的速度和加速度性能的提高； 缺点:这些改进，同时也提高了刀柄的制造精度要求 ,从而也就提高了刀柄成本。,1: 10锥度的 HSK真空刀柄，是德国DIN69873标准 ，其有六种标准和规格：即 HSK: A 型 、B 型 、 C型、D 型 、 E型 、 F型 。其中，常用于加工中心 (自动换刀 ) 上的有 A 型 、E 型和 F型 。HSK 可以按如下方面进行选
6、择： A和C 型：适度中等的扭矩，中等或高速的主轴转速； B和D 型：扭矩刚性最大，中等或高速的主轴转速； E和F 型：低的扭矩刚性，但主轴转速允许极高。 HSK刀柄最关键的不在于制造精度，而在于严格的钢材质和热处理标准。,Taper:1/10 Angle: 251 47,2.刀夹系统 1:10的空心短锥刀柄,常见的刀柄,面铣刀,莫氏锥度刀柄,钻夹头,铣刀夹头,侧固式,两刀片粗加工和一刀片精加工镗刀,特殊功能的刀柄,1.(角度头)转角刀柄,2.增速刀柄,3. 内冷却刀柄,特殊功能的刀柄,转角刀柄,1.转角刀柄: 也叫角度头，这种刀柄的头部可作30、 45、 60、 90等角度旋转 ,具有五面加
7、工功能 。 安装在立式加工中心上 ,可使立式加工中心具有卧式加工中心的功能 ,可用于深型腔的底部清角作业。,特殊功能的刀柄,万能角度头: 万能角度头又称万能铣头(universal milling head) ，或者AC轴铣头，是指铣削输出轴可在水平和垂直两个平面内回转的铣头。 万能铣头是机床常用的附件，也是机床最核心、技术含量最高的部件之一。使3轴机床具备5个坐标轴，具备五轴加工功能，扩大机床的加工能力。 五轴联动加工的万能铣头，可以用来加工航空航天、核能、能源领域的关键零部件。如飞机发动机的叶片、核电泵叶片、火电汽轮机叶片、核潜艇螺旋桨等。,特殊功能的刀柄,2.增速刀柄（主轴增速器） 也叫
8、主轴增速器，重型主轴增速器也叫增速铣头，常见的有三类： 机械齿轮式增速器、气动主轴增速器和电主轴增速器。 增加刀具转速 ；如日本的NXSE增速头 ,在机床主轴速度为 4000 r/m in时 ,刀具可在 0. 8 s内转速达到 20000 r/min。使用主轴增速器的功用： 当机床本身的转速达不到要求时，用于增加机床转速，实现高速切削（如，微型铣刀和小钻头高速加工）：提高加工效率，以得到很好的粗糙度、精密度； 重型镗铣床一般转速比较低，通常会加装重型主轴增速器（增速铣头），以提高加工效率。,主轴增速器的常见类型：1. 齿轮式主轴增速器： 一般最高转速可达42000RPM，跳动精度一般0.01m
9、m；因而适合1mm以上刀具加工使用；2. 高速气动增速器： 最高转速可达160000RPM，跳动精度一般0.001mm；主要有欧洲和日韩产品，一般日韩产品功率很小，只有几十瓦，欧洲产品功率可达1KW以上；3. 电主轴增速器: 相对于齿轮和气动增速器，电动增速器需要电源、变频器、冷却润滑等装置，维护比较麻烦复杂，且价格昂贵。,主轴增速器的应用： 主轴增速器可以安装在加工中心、数控车削中心、镗铣床等机床上，气动增速器（气动主轴）和电主轴增速器还可以安装在机器手上； 可以让普通加工中心进行高速铣削、雕刻加工及孔加工；高速微型加工的利器； 安装在加工中心上的主轴增速器，可以当成一把特殊功能的刀具，进行
10、自动换刀放入刀库。,电主轴增速器,特殊功能的刀柄,齿轮式主轴增速器,高速气动增速器,特殊功能的刀柄,转角刀柄(角度头),增速刀柄,内冷却刀柄,1.转角刀柄:这种刀柄的头部可作30、 45、 60、 90等角度旋转 ,具有五面加工功能 。,2.增速刀柄 (增速头 ): 增加刀具转速，实现高速切削。,3. 内冷却刀柄 :该刀柄在芯部开有冷却液通道与麻花钻或深孔钻配合使用 ，利用特殊的供油系统，将高压切削液喷注到切削部位 ，实现良好的冷却与润滑 ，并排除切屑。,拉钉简介：,拉钉有三个关键参数：角、长度L以及螺纹G关于刀柄拉钉的角有如下几种情况：1、MAS BT（日本标准）刀柄拉钉角有45、60和90
11、之分，常用的是45和 60的 ；2、DIN 69871刀柄的拉钉（通常称为DIN 6987240/50） 角只有75一种；3、IS0 7388/1刀柄的拉钉（通常称为IS0 7388/240/50） 角有45和75之分；4、ANSI/ASME（美国标准）刀柄拉钉角，有45、60和90之分。 关于刀柄拉钉的螺纹G，除ANSI/ASME（美国标准）刀柄拉钉存在有英制螺纹标准外，其它三种均使用公制螺纹:40#刀柄拉钉，通常使用M16螺纹， 50#刀柄拉钉，通常使用M24螺纹。,ISO 7388/2 拉钉,DIN69872标准拉钉,回顾,加工的典型零件，决定了机床的类型及规格、精度；刀柄类型取决于机床类型，即与机床主轴锥度及大小有关。,典型零件族,机床精度、规格（主轴孔大小、锥度）,刀柄规格,拉钉类型,普通转速加工中心,高速加工中心(10000 r/min)目前应用较多的是 HSK高速刀柄,
