在 Rego-Fix Tool Corp. 的 powRgrip 系统中，夹头以高达 9 吨（8.16 公吨）的压力压入夹头。对于许多代人来说，机械加工主要是手动过程，速度相对较慢，切削深度较浅。最常见的刀柄是 Weldon/sidelock 卡盘和 ER 夹头，在这些相对温和的加工条件下，刀具打滑或拔出不是一个严重的问题。
那是昨天的事。如今，要在全球范围内具有竞争力，就需要在粗加工和高速开槽等操作中不断提高金属去除率。工艺可靠性至关重要，尤其是在处理难加工材料时。传统刀柄通常不能很好地应对高轴l 剧烈加工会产生力，并且可能会发生刀具拔出。
刀柄制造商已采用各种提供防拔出保护的刚性、高度安全的系统来应对。这些包括收缩配合、液压膨胀和锁定刀架。每个都具有高夹紧扭矩（夹紧力），可在工具柄上紧密摩擦配合。许多提供专有的锁定机制，可以保证高达 100% 的工具保持力。
刀柄限制
Drew Strauchen，Haimer USA LLC 营销和业务开发副总裁(Villa Park, IL)，告诫不要完全依赖摩擦配合支架的能力来提供最大的工具安全性。 “高夹紧力矩本身并不等于有保证的拔出保护，”他说。 “更快的机床主轴和更激进的刀具路径策略 [如全径向啮合摆线铣削] 产生的令人难以置信的切削力已经暴露了 li即使是最好的摩擦配合夹紧系统也能做到这一点。”
Emuge 的 Speedsynchro 丝锥刀柄具有 1:4.412 的可编程集成传动装置，可优化带同步主轴的 CNC 机床上的螺纹生产。几年前，Haimer 开发了一种防拔出系统 Safe-Lock 并获得了专利，作为其热缩配合刀柄和动力夹头夹头的可选功能。 Safe-Lock 在刀柄中采用特殊的驱动键，在刀柄中采用配合槽，确保在刀具位置上进行正向锁定并防止旋转和拔出。与 Weldon 平面不同，配合的接地槽完全对称，从而消除了与不平衡和不均匀侧向载荷相关的问题。该系统还为用户提供了在 ho 中调整刀具轴向位置的能力长老。拥有 14 家最大的圆形刀具公司作为官方授权合作伙伴，可以随时获得来自全球任何供应商的刀具。
Haimer 以其广泛的冷缩刀柄产品线而闻名。该系统是一种简单的一体式高刚性设计，没有移动或易磨损部件。据该公司称，优势包括高达 0.00012 英寸（0.00305 毫米）的跳动精度、出色的可重复性、最小的振动和颤动以及出色的平衡。
热胀配合基于热膨胀和金属的收缩，并使用感应加热单元进行组装。刀柄的孔最初略小于刀柄的外径。加热时，支架会充分膨胀以允许工具插入。冷却后，刀柄收缩以高达 10,000 磅（4536 千克）的力夹持切削工具。工具可以在几秒钟内更换，并且操作员培训最少。如上所述，安全锁Haimer 冷缩配合刀柄可以集成此功能。
超高夹紧力
Rego-Fix Tool Corp.（印第安纳波利斯）销售摩擦配合和工具锁定系统。 powRgrip 系列包括支架、夹头和自动或手动压紧系统。夹头以高达 9 吨（8.16 公吨）的压力压入夹头，Rego-Fix 声称这是业内最高的夹紧力。压缩接触刀柄的前端而不是锥体。
据该公司称，即使在更换数千次工具后，TIR 仍低于 0.0001″（0.0025 毫米），powRgrip 的刚性和高质量最大限度地减少了谐波，延长了工具寿命并降低了耗材成本.该系统有五种尺寸，因此操作员只需使用五个机器刀片即可使用每个刀柄，并且无需购买机器锥度支架。
Rego-Fix 的工程师同意即使是最高的可用的夹紧力，有些应用需要额外的刀具保持措施。在 IMTS 2012 上，Rego-Fix 推出了 secuRgrip 防拔出系统，可用于 powRgrip、ER 夹头和铣刀夹头。小型型钢锁定键插入件安装在标准 Weldon 柄切削工具的地面平面中，将工具锁定到夹头。带螺纹的摩擦轴承盖将夹头固定在支架中，并提供更大的夹紧力以防止夹头旋转。
“四年多后，还没有记录在案的使用 secuRgrip 支架拔出工具的案例，”Rego-Fix 技术现场支持工程师 Chris Herdman 说。 “唯一的故障模式是刀具本身。”与其他系统不同，secuRgrip 不需要购买经过特殊修改的立铣刀，而是可以接受标准的 0.5–1" (12.7–25.4-mm) 硬质合金或 HSS 立铣刀。系统米保持 0.0001″ 跳动并允许用户预设刀具高度。
铣削、钻孔和攻丝安全
安全刀柄适用于各种切削操作，包括铣削, 钻孔和攻丝。例如，Emuge Corp.（西博伊尔斯顿，马萨诸塞州）提供其高刚性 FPC 铣刀/钻夹头，牵引力为三吨，可牢固地固定工具。根据 Emuge 的说法，这是世界上唯一带有 1:16 蠕虫齿轮的卡盘。夹头锥组件几乎吸收了所有振动，以实现最大程度的减振。使用 3×D 刀具长度，同心度变化小于 3 µm，从而延长刀具寿命并显着改善工件表面光洁度。所有型号均平衡至 G2.5、20,000 rpm。在与四种竞争卡盘设计的速度比较中，FPC 卡盘使进给速度提高了 30%，而性能没有损失。
Schunk 最近推出了 Tendo Aviation 刀柄，用于需要不会拔出的安全工具的应用。为了最大限度地提高工具的安全性，Pin-Lock Collet 系统可作为选件提供。此功能适用于任何 Weldon 柄工具并保证拔出保护。
Emuge 还生产广泛的攻丝刀柄系列。Softsynchro 刚性丝锥刀柄具有最小的长度补偿，据说可以将轴向力降低到典型攻丝应用所需的一小部分，从而提高螺纹质量并将刀具寿命延长高达 300%。获得专利的弹性体弹簧分开丝锥的主轴，吸收过多的轴向力并显着提高丝锥的刀具寿命和性能。主轴的扭矩通过精密研磨槽中的滚珠轴承传递到丝锥，促进精密微调刚性攻丝循环中的导程误差 n。模块化系统适用于任何需要长度调节螺钉和不同尺寸丝锥互换性的应用。
对于高产量攻丝，Speedsynchro 丝锥刀柄具有 1:4.412 的可编程集成传动装置优化带同步主轴的 CNC 机床上的螺纹生产。结合Softsynchro的最小长度补偿，这允许以相对较低的同步机床速度实现高切削速度，补偿螺纹加工过程中的同步误差。螺纹生产周期时间最多可缩短 40%，较低的主轴速度可显着节省能源成本。
航空航天起飞的刀柄
BIG Kaiser Precision Tooling Inc.（伊利诺伊州霍夫曼庄园）的销售和工程副总裁 Jack Burley 指出，航空航天业在安全工具夹持方面尤为重要。 “一个努许多关键部件由钛制成，钛价格昂贵且难以加工。如果切削工具打滑或拔出，则在停机时间和材料损失方面代价极其高昂，”Burley 说。
BIG Kaiser 的最新产品之一，Mega Perfect夹紧铣刀夹头，专为防止刀具故障而设计。高精度铣削夹头具有完全同心夹紧和小于 0.0004″ (0.0102 mm) @ 4×D 的跳动。它接受标准的 Weldon 平头铣刀，不需要对铣刀进行特殊研磨。
独有的 Key Grip 锁定机制提供防拔出保护。它被放置在立铣刀柄的 Weldon 平面中，然后插入夹头内的三个 Key Grip 凹槽之一。弹簧的作用是消除 Key Grip 和凹槽壁之间的间隙。拧紧夹紧螺母将 Key Grip 固定到位，实现双接触螺母和夹头主体之间的刚性接近整体刀具。
同心夹紧提供额外的安全性
BIG Kaiser's Mega Perfect Grip 铣刀夹头设计用于防止刀具故障，并具有完全同心夹紧和小于 0.0004 英寸（0.01016 毫米）@ 4xD 的跳动。车间应该意识到，重型加工并不是刀具拔出的唯一原因，Schunk Inc.（北卡罗来纳州莫里斯维尔）的技术销售专家 Ryan Krolak 说：“这也可能是刀柄不提供同心夹紧的结果，”Krolak 说。 “这通常会导致过度跳动，从而在刀具上产生不均匀的切屑负载并导致刀具过早失效。这个应该不用说了，但是重要的是要保证所有的运行参数都在这个范围内所使用的材料和刀具的范围。”'
Schunk 在 35 多年前开发了液压膨胀刀柄，并且一直在不断改进以跟上机器进步的步伐技术和硬质合金工具，Krolak 说。 Tendo 系列具有高同心夹紧力、出色的减振性和小于 3 µm @ 2.5×D 的跳动。可以夹紧所有市售工具，带有 Weldon、Whistle 槽口或圆柱柄。可以在几秒钟内完成微米精度的刀具更换。
Tendo 刀柄包含一个内部夹紧活塞，可将液压流体压缩到油室中。活塞由一个外部夹紧螺钉手动驱动，该螺钉通过内六角扳手转动到死点。一个灵活的套筒立即均匀地扩张到刀柄上，首先使刀具居中，然后在整个表面上有力地夹住它。长度调节螺钉可以径向或轴向驱动
Krolak 同意加工航空零件特别具有挑战性。 “飞机制造商有许多应用，材料成本高达数千美元，单个零件周期时间超过 12 小时，”他说。 “在每个加工部件上投入这么多，工具故障绝对不是一种选择。”为满足这一需求，Schunk 最近推出了 Tendo Aviation 刀柄，用于需要不会拔出的安全工具的应用。
除了液压膨胀设计的固有特性外，Aviation刀柄采用锁定机制。带有标准 Weldon 刀柄的切削刀具插入带有球锁的特殊套筒中。然后通过刀柄底部的固定螺钉将工具/套筒组件锁定到位。最后，支架是液压驱动的。与其他 Tendo 模型一样，这个过程可以在几秒钟内完成。
随着加工速度的提高和更多难加工合金的出现，机械车间需要不断地重新评估他们的刀柄选项。虽然高度安全的刀柄通常比标准刀柄的成本更高，但在以更高的速度进行加工以及更少的报废零件和工具方面的回报可能是巨大的。
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