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1 科普
国内应用的数控机床工具柄部及配用拉钉标准
1．国家标准GB10944－89《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄》
2．国家标准所规定的拉钉，《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄用拉钉》
3．日本标准JIS B6339-1986《加工中心机床用工具柄部及拉钉》
4．国家标准GB3837－83《机床工具7:24圆锥联结》
TSG工具系统中的刀柄,其代号(按1990年国家标准报批稿)由四部分组成，各部分的含义如下：
JT-表示工具柄型代码。
45-对圆锥柄表示锥度规格。
Q32-表示工具的规格。
120-表示刀柄的工作长度。
它所表示的工具为：自动换刀机床用7:24圆锥工具柄(GB10944)，锥柄为45号，前部为弹簧夹，最大夹持直径32mm，刀柄工作长度(锥柄大端直径φ57.15mm处到弹簧夹头前端面的距离)为120mm。
2 刀柄选择
刀柄结构形式
数控机床刀具刀柄的结构形式分为整体式与模块式两种。整体式刀柄其装夹刀具的工作部分与它在机床上安装定位用的柄部是一体的。这种刀柄对机床与零件的变换适应能力较差。为适应零件与机床的变换，用户必须储备各种规格的刀柄，因此刀柄的利用率较低。模块式刀具系统是一种较先进的刀具系统，其每把刀柄都可通过各种系列化的模块组装而成。针对不同的加工零件和使用机床，采取不同的组装方案，可获得多种刀柄系列，从而提高刀柄的适应能力和利用率。
刀柄结构形式的选择应兼顾技术先进与经济合理：①对一些长期反复使用、不需要拼装的简单刀具以配备整体式刀柄为宜，使工具刚性好，价格便宜(如加工零件外轮廓用的立铣刀刀柄、弹簧夹头刀柄及钻夹头刀柄等)；②在加工孔径、孔深经常变化的多品种、小批量零件时，宜选用模块式刀柄，以取代大量整体式镗刀柄，降低加工成本；③对数控机床较多尤其是机床主轴端部、换刀机械手各不相同时，宜选用模块式刀柄。由于各机床所用的中间模块(接杆)和工作模块(装刀模块)都可通用，可大大减少设备投资，提高工具利用率。
刀柄规格
数控刀具刀柄多数采用7：24 圆锥工具刀柄，并采用相应型式的拉钉拉紧结构与机床主轴相配合。刀柄有各种规格，常用的有40 号、45 号和50 号。目前在我国应用较为广泛的有ISO7388-1983、GB10944-
刀柄夹头系列
1989、MAS403-1982、ANSI/ASME B5.50-1985 等，选择时应考虑刀柄规格与机床主轴、机械手相适应。
刀柄的规格数量
整体式的TSG 工具系统包括20 种刀柄，其规格数量多达数百种，用户可根据所加工的典型零件的数控加工工艺来选取刀柄的品种规格，既可满足加工要求又不致造成积压。考虑到数控机床工作的同时还有一定数量的刀柄处于预调或刀具修磨中，因此通常刀柄的配置数量是所需刀柄的2 ～ 3 倍。
刀具与刀柄的配套
关注刀柄与刀具的匹配，尤其是在选用攻螺纹刀柄时，要注意配用的丝锥传动方头尺寸。此外，数控机床上选用单刃镗孔刀具可避免退刀时划伤工件，但应注意刀尖相对于刀柄上键槽的位置方向：有的机床要求与键槽方位一致，而有的机床则要求与键槽方位垂直。
选用高效和复合刀柄
为提高加工效率，应尽可能选用高效率的刀具和刀柄。如粗镗孔可选用双刃镗刀刀柄，既可提高加工效率，又有利于减少切削振动；选用强力弹簧夹头不仅可以夹持直柄刀具，也可通过接杆夹持带孔刀具等。对于批量大、加工复杂的典型工件，应尽可能选用复合刀具。尽管复合刀具与刀柄价格较为昂贵，但在加工中心上采用复合刀具加工，可把多道工序合并成一道工序、由一把刀具完成，有利于减少加工时间和换刀次数，显著提高生产效率。对于一些特殊零件还可考虑采用专门设计的复合刀柄。
3 根据主轴锥孔分两大类
按加工中心主轴装刀孔的锥度通常分为两大类：
- 锥度为7: 24的SK通用刀柄
- 锥度为1: 10的HSK真空刀柄
锥度为7: 24的SK通用刀柄
7：24指的是刀柄锥度为7：24，为单独的锥面定位，锥柄较长。锥体表面同时要起两个重要作用，即刀柄相对于主轴的精确定位以及实现刀柄夹紧。
优点：不自锁，可以实现快速装卸刀具；制造刀柄只要将锥角加工到高精度即可保证连接的精度，所以刀柄成本相对较低。
缺点：在高速旋转时主轴前端锥孔会发生膨胀，膨胀量的大小随着旋转半径与转速的增大而增大，锥度连接刚度会降低，在拉杆拉力的作用下，刀柄的轴向位移也会发生改变。每次换刀后刀柄的径向尺寸都会发生改变，存在着重复定位精度不稳定的问题。
锥度为7:24的通用刀柄通常有五种标准和规格：
1. 国际标准 IS0 7388/1 （简称IV或IT）
2. 日本标准 MAS BT（简称BT）
3. 德国标准 DIN 2080型（简称 NT或ST）
4. 美国标准 ANSI/ASME（简称CAT）
5. DIN 69871 型（简称JT、DIN、DAT或者DV）
拉紧方式：
NT型刀柄是在传统型机床上通过拉杆将刀柄拉紧，国内也称为ST；其它四种刀柄均是在加工中心上通过刀柄尾部的拉钉将刀柄拉紧。
通用性：
1）目前国内使用最多的是DIN 69871型（即JT）和日本MAS BT 型两种刀柄；
2）DIN 69871型的刀柄还可以安装在ANSI/ASME主轴锥孔的机床上；
3）国际标准IS0 7388/1型的刀柄还可以安装在DIN 69871型、ANSI/ASME主轴锥孔的机床上，所以就通用性而言，IS0 7388/1型的刀柄是最好的。
锥度为1: 10的HSK真空刀柄
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。
HSK真空刀柄能够提高系统的刚性和稳定性以及在高速加工时的产品精度，并缩短刀具更换的时间，在高速加工中发挥很重要的作用，其适应机床主轴转速达到60,000转/分。HSK工具系统正在被广泛用于航空航天、汽车、精密模具等制造工业之中。
HSK刀柄有A型、B型、C型、D型、E型、F型等多种规格，其中常用于加工中心(自动换刀)上的有A型、E型和F型。
A型和E型的最大区别：
1. A型有传动槽而E型没有。所以相对来说A型传递扭矩较大，相对可进行一些重切削。而E型传递的扭矩就比较小，只能进行一些轻切削。
2. A型刀柄上除有传动槽之外，还有手动固定孔、方向槽等，所以相对来说平衡性较差。而E型没有，所以E型更适合于高速加工。E型和F型的机构完全一致，它们的区别在于：同样称呼的E型和F型刀柄(比如E63和F63)，F型刀柄的锥部要小一号。也就是说E63和F63的法兰直径都是φ63，但F63的锥部尺寸只和E50的尺寸一样。所以和E63相比， F63的转速会更快(主轴轴承小)。
4 刀柄的装刀形式
弹簧夹头刀柄
主要用于钻头、铣刀、丝锥等直柄刀具及工具的装夹，卡簧弹性变形量1mm，夹持范围在直径 0.5~32mm。
液压夹头
A- 锁紧螺钉，使用内六角扳手将锁紧螺钉拧紧；
B- 锁紧活塞，将液压媒质压入膨胀室；
C- 膨胀室，受液体挤压产生压力；
D- 薄膨胀衬套，在锁紧过程中使刀具装夹杆中心定位并均匀包络。
E- 特殊密封件，确保理想的密封和长的使用寿命。
加热刀柄
应用感应加热技术加热刀柄上刀具装夹部位，使它的直径会膨胀，再将冷的刀杆放入热的刀柄。加热刀柄夹紧力大，动平衡好，适合于高速加工。重复定位精度高，一般在2μm以内，径向跳动在5μm以内；抗污能力好，在加工中防干涉能力好。但是，每种规格刀柄只适安装一种柄径的刀具，需配置一套加热设备。
热缩型刀柄装夹原理：
刀柄全面评估比对：
其他型式刀柄
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编辑人：刘晶磊
小编ID：565695880
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来源：切削之家
原创文章，作者：jinwe2020，如若转载，请注明出处：https://www.biaojianku.com/archives/21965.html
