
旋转圆形工具(立铣刀、钻头和丝锥)的刀柄随着旨在保证精度、安全性和可重复性的创新设计而不断发展。因此,刀柄技术供应商已将支持冷缩配合、机械和液压刀柄的精度、安全性和可重复性作为重中之重。只需查看刀具供应商最近提供的产品,您就可以找到提高金属去除率、零件质量和刀具寿命的更好方法。
挑战方法是将加工力从机床的旋转主轴传递到金属切削刀具。刀柄的前端用于夹持旋转的圆形切削刀具,后端连接至机床主轴。连接到机器主轴的后端选择包括 CAT (ISO)、BT (JIS)、HSK (DIN)、KM (ISO) 和 Capto (ISO) 标准接口以及专有的 BIG PLUS。每一种都有其在铣削、车削和钻孔方面的特殊优势,并且每一种都需要精密加工,通常是磨削、测量和高级检测,才能按照所需的精度规格制造。
For front端连接到切削刀具,有多种技术可供选择,这些技术已开发出来以应对高速切削 (HSC)、难加工金属(如因科镍合金)的重型粗加工以及精密刀具路径的挑战策略。可能导致灾难性和代价高昂的工件报废的罪魁祸首是工具拉动从刀柄中出来。长期以来被认为有益的一种主要补救措施是高夹持力矩。为了提供额外的安全性,刀具制造商提出了相当巧妙的解决方案来防止可能的拔出。
防止刀具从刀柄中扭出
“当您查看刀柄时,有四个重要的考虑因素:刚度、准确性、平衡性和安全性,”Haimer USA(伊利诺伊州维拉帕克)总裁 Brendt Holden 说。 “如果您没有良好的锥度接触和正确制作的接口,就您与机器主轴的接口而言,您将不会一开始就死板。您需要平衡,以便刀架能够正确保持跳动精度,并且您需要安全性以防止刀具拔出。

“很长一段时间以来,我们在行业中都在谈论高夹紧扭矩,例如我们的重型热缩配合卡盘。高夹紧扭矩系统收缩配合、铣刀夹头和液压夹头都是基于高精度摩擦配合和 360° 夹紧,”Holden 说。“但是,如果除了摩擦配合之外没有形状配合来防止工具由于旋转或扭曲,即使在高夹持扭矩下,工具最终也可能会拉出或开始蠕动。”
为了应对这种趋势,Haimer 开发了 SafeLock,它结合了热缩卡盘或另一个带锁定元件的高精度卡盘。锁定原理来自螺旋凹槽,这些凹槽位于切刀的柄上,以便它们可以与支架中的形式闭合驱动器接口。凹槽的螺旋形式可保护工具免受推翻和拉出的颠覆。实际上,切割工具供应商发现,他们能够将Safelock凹槽添加到标准股票的磨坊中,甚至可以将现有Weldon公寓的末端磨坊添加到末端。”霍尔顿说。 “凹槽并不严重影响平衡,这是Weldon公寓的问题。实际上,修改使切割工具保持更强Safelock系统不仅限于Haimer收缩合适的Chucks。它可以集成在夹克,铣削的卡盘或九头蛇中集成电路卡盘。 “我们根据客户需求开发了 SafeLock,但现在我们发现它可以有效处理由新的激进铣削策略(如摆线铣削或剥皮铣削)造成的拔出。两者都具有刀具与工件的强烈径向啮合,这往往会使刀具真正想要从卡盘中拔出。因此,我们相信 Safe Lock 已经演变成一个及时和完美的解决方案,适用于行业的发展方向 - 积极铣削以提高金属去除率,从而更快地转化为加工零件,”Holden 说,“我们称 SafeLock 安全带用于您的切削工具。”
特殊的刀柄设计将工具锁定到位
认识到刀柄必须提供强大的夹持力、高精度和振动为了积极控制加工难加工材料,Rego-Fix Tool Corp.(印第安纳波利斯)开发了 secuRgrip,这是一种特殊的螺纹刀片 o将切割工具锁定到位的钥匙,无需更换切割器即可避免切割器拉出。 secuRgrip 的简单有效设计是该公司完善的 powRgrip 机械刀柄系统的一部分,并且允许使用任何现成的工具,只要它的刀柄上有一个通用的标准 Weldon 平面。
secuRgrip 进一步增强了 Rego-Fix 成熟的 powRgrip 机械支架系统本已极端的支撑能力。为了将刀具锁定到位,将 secuRgrip 系统的小插件放置在刀具的 Weldon 平面中。插入件的底部轮廓与 Weldon 平面相匹配,其外露面的螺纹图案与内螺纹 powRgrip 系统夹头的螺纹图案相匹配。用户在将工具滑入夹头时将刀片固定到位。转动夹头使其螺纹与刀片的螺纹啮合,然后将工具一直拧入夹头吨。这个刀具夹头组件被压入 powRgrip 系统支架,一个特殊的外部盖螺母拧紧到支架上以增加拉出安全性。

拥有现有 powRgrip 支架的用户只需在任何 powRgrip PG 25 或 PG 32 支架的外部拧上螺纹以接受盖螺母,即可轻松地将他们的系统转换为 secuRgrip 支架。 Rego-Fix 可以提供必要的螺纹规格或工厂螺纹刀柄。
secuRgrip 刀柄适用于 0.472 到 0.472 的刀具直径1.000 英寸(12–25 毫米)。 secuRgrip 刀柄的刀柄主体抗拉强度高于所夹持的切削刀具,因此在损坏刀柄本身之前能够承受可能折断刀具的切削力。
减震功能secuRgrip 对于当今不断提高的机床主轴速度和进给率至关重要,从而导致更严格的 TIR、延长刀具寿命并提高零件精度和表面光洁度。 powRgrip 和 secuRgrip 系统确保工具长度的同心度 (TIR) 偏差小于 3 µm,并且长度预调整的重复精度小于 10 µm。
powRgrip 系统通过产生“材料断裂”来吸收振动。 Rego-Fix 使用不同的材料,所有材料都具有自己独特的谐波/频率,从而产生断裂或间隙。这些间隙 — 刀具和夹头、夹头和刀柄体之间y——提供自然减振能力。作为机械设计,powRgrip 和 secuRgrip 在更换工具时也比其他系统更快。从刀架上取下一个工具并安装另一个工具大约需要 10 秒。另一方面,热缩刀柄必须加热,安装刀具,然后在使用工具之前将其放入冷却器中两三分钟。
Innovative Toolholders for高产攻丝
Emuge Corp.(马萨诸塞州西博伊尔斯顿)的 Speedsynchro 攻丝器具有 1:4.412 的集成传动装置,可优化带同步主轴的 CNC 机床上的螺纹生产。与同步螺纹加工相比,Speedsynchro 正在实现更高的成本节约、时间节省高达 40%、能耗降低 90% 以上,以及攻丝产量的显着提高。这是由于组合的快速加速器导致螺纹生产周期大大缩短离子和切割速度由集成传输辅助。这对于汽车制造行业等高产量攻丝操作特别有效。此外,由于获得专利的最小长度补偿功能可减少丝锥上的轴向力,从而延长刀具寿命,从而优化了刀具寿命和螺纹表面质量。
Speedsynchro 技术结合了具有最小长度补偿的集成传动装置,提供了一种在高切削速度和相对较低的同步机床速度下高效工作的方法,可补偿螺纹加工过程中的同步误差。通过这项技术,现在可以在螺纹生产过程中以非临界节能 RPM 范围运行机床主轴。
Speedsynchro 可以实现精确的螺纹深度,因为它不会反转旋转方向。 Speedsynchro 刀柄支持最大主轴 s转速为 2000 rpm,最大攻丝速度为 8824 rpm。切削范围为 M1-M8,并提供 ER16 刀柄尺寸。提供内部冷却能力。
In此外,Emuge 还扩展了其获得专利的 Softsynchro 攻丝器系列,增加了两个新的支架系列。 Softsynchro 的专利设计由两个独立的精密研磨部分(主体和刀柄)构成,显着提高了刀具寿命和性能。这种专有设计降低了轴向力 to 仅是攻丝应用中典型力的一小部分,可显着延长刀具寿命高达 300% 并提高螺纹质量。
Softsynchro 的技术采用获得专利的弹性体弹簧,可将主轴与主轴分开丝锥,吸收过多的轴向力并补偿加工过程中的小误差。来自主轴的扭矩通过安装在精密研磨槽中的滚珠轴承无缝地传递到丝锥。这些球槽最大限度地减少了扭矩传递球上的滚动摩擦,以确保即使在最苛刻的加工条件下,也能在刚性攻丝循环中对导程误差进行精确的微校正。
Softsynchro 模块化系统也消除了为每个应用程序购买不同持有人的需要。丝锥适用于广泛的应用,并具有冷却液通过能力。新尺寸可以处理 #0-1 和 M2-M30 的丝锥范围。新尺寸包括 tap r 的 Softsynchro 0角度 #2-10 和 M2-M8,Softsynchro 4 用于丝锥范围 7/6–1″ 和 M12-M30。
用于粗加工坚韧航空材料的铣刀夹头
BIG Kaiser Precision Tooling Inc.(伊利诺伊州霍夫曼庄园)的 Mega Perfect Grip 是一款高度精确的铣削刀柄,具有完全同心夹紧,跳动小于 0.0004”(0.010 毫米)@ 4xD。它接受行业标准 Weldon 平面铣刀 (ASME B94.19-1997),不需要对铣刀进行特殊研磨。 “使用钥匙夹的独特锁定机制可防止工具在重切削过程中滑动和拔出。通过简单地使用带有 Weldon 平面的直柄刀具,不需要特殊的刀具。如果刀具没有平面,根据通用 Weldon 标准添加一个平面可以在 Mega Perfect Grip 中使用,”工程经理兼产品经理 Alan Miller 说。
“航空航天应用,例如机械加工钛、铬镍铁合金和大批量铝铣削需要防拔出刀柄,例如 Mega Perfect Grip 高扭矩铣削夹头,”Miller 说。 “它们提供了安全性,因此刀具不会在粗加工和高金属去除率时从刀柄中拔出,这在加工较大的结构铝工件时尤为重要。铝制刀具通常具有很大的轴向力,试图将刀具从刀柄中拉出。任何工具打滑都可能导致零件报废。有了进入 Weldon 平面的钥匙,就不可能发生这种情况,”Miller 说。
“对于较小的应用和通用材料,BIG Kaiser 的 Hi-Power铣削夹头可实现强大的夹紧,在重型立铣过程中实现 100% 优化的性能。细槽和滚针轴承确保强大而精确的夹紧。尽管铣削夹头用于重切削,但 Hi-Power 铣削夹头 keeps 跳动精度为 0.0004″ [0.010 mm] TIR,在 4×D。该产品最近扩展到现在包括直接夹持 Ø.500 英寸和 Ø12 毫米切削刀具。我们将这些卡盘标记为 HMCJ 系列,”Miller 说。
“J 型大功率铣削卡盘专为 30 和 40 锥度机床的粗加工应用而设计,提供更高的夹紧力在粗加工应用中,力比传统的夹头夹头或立铣刀式夹头夹头大。大功率铣削夹头的目标是提高金属去除率,更好地夹紧较小的 30 锥度高扭矩主轴(如 Robodrills),从而实现更积极的加工,”Miller 说。
“HSK 25 液压夹头可用于医疗和模具等应用中的小锥度。它是一种液压卡盘,适用于只有弹簧夹头可用的应用。液压卡盘的好处是在微精加工中在 60,000 rpm 或更高的主轴速度下运行时需要减振和可重复性,”Miller 说。
“我们所有的夹头夹头都保证 4xD 为 3 μm,通常为三到五个Miller 说。
Drop-In Replacement for Shrink-Fit刀柄
对于那些因直径、偏移和长度限制而寻找热缩刀柄替代品的商店,Schunk Inc.(北卡罗来纳州莫里斯维尔)开发了 Tendo Slim 4ax作为直接替代品,其制造尺寸与热缩配合支架相同。 “您所要做的就是拉出热缩接头,然后用 Tendo Slim 4ax 替换它。您不必完成设置过程,也不必使用与热缩配合相关的昂贵设备,”Matt Panosh 说。
有了 28 种变体,the Schunk Tendo Slim 4ax 刀柄专为轴向加工应用而设计,包括铰孔、钻孔、锪孔/倒角。和螺纹攻丝。 Tendo Slim 满足所有要求,包括符合 DIN 69882-8 的热缩轮廓、操作简单、设置时间短、工具使用寿命长、即插即用的高灵活性,以及最少润滑量的应用。
“Tendo Slim 4ax 专为大批量加工而设计,通常用于需要使用直径从 6 到 32 毫米的工具进行大量钻孔、铰孔和孔加工的汽车应用,以及作为英寸尺寸,”Panosh 说。 “Tendo Slim 4ax 也非常适合在五轴中心和模具制造中进行镗孔、锪孔/倒角、铰孔和螺纹加工。永久跳动和重复精度小于