适应所有切削任务的刀柄夹具系统

回弹力夹紧刀夹


Schunk公司刀柄夹具包括5个不同的系统，它们涵盖了所有的切削任务。Tribos系列刀夹以钢的弹性复位力工作(图1)。多边形通过夹紧装置从外部被变形。这样孔就变大，刀具就可以插入。压力下降时，刀夹因钢的弹性而又回复到多边形状，这样就可以合力夹住刀具。夹紧范围包括0.332mm的直径。若使用中间套管，则夹紧范围为3~16 mm。圆周精度按夹入的刀柄计算小于0.003 mm，反复夹紧也不会损坏。保持力矩达450Nm，足可满足各种切削的要求。刀柄的材料对夹紧力没有影响。根据规格的不同(接口尺寸)，动平衡质量达3g/mm。几乎可以在任何位置做动平衡。最佳的减振结构有助于延长刀具的使用寿命，并提高切削的表面质量。要避免刀刃上出现细微的裂纹。刀具更换时间缩短为25s。S系列的Tribos刀夹可用于85000r/min以下的转数(离心测试达205000r/min)，R系列的可用于55000r/min以下的转数(离心测试达110000r/min)。目前，S系列的Tribos刀夹是干扰轮廓线最小的夹紧系统。R系列的外部轮廓大而稳定，适合使用延长装置。


Celsio系列刀夹采用的收缩技术可以使刀具安装牢固(图2)，必须考虑到刀柄材料的热膨胀系数。刀柄夹紧范围为3～32mm。圆周运动精度和Tribos刀夹一样为0.003mm，只不过是在夹紧孔中测量的，不含夹入的刀具。视夹紧频次不同，持续圆周运动精度仅为0.01mm。保持力矩达800Nm。不过，值得注意的是，由于发热，比如在干式加工时，可能会出现夹紧力损失。这种刀夹的动平衡质量视结构的不同最大为3g/mm。由于没有减振，因而不能减少切削时出现的振动，这表现在工件的表面上。Celsio刀夹在结构与径向刚度之间找到了良好的折衷。传统的做法反对在夹紧装置中使用挡块，纠正时必须重新加热和冷却，这样既耗时又费力。因为加热和冷却(微温)持续大约1.5min。这种Celsio刀夹适于60000 r/min以下的转数，具有很高的切削能力，形状做得细长，比普通机械夹紧系统达到更高的刀具使用寿命。这种刀夹适用于直径在6mm以上的HS6刀具。



机械的Big精密卡盘功能和套爪夹头卡盘一样，只不过精密度要高得多。夹紧范围在0.25~32 mm的直径之间。结合采用开槽套管，各种直径可不分级夹紧。圆周运动精度按夹紧的刀柄测量小于0.003 mm。保持力矩达1000 Nm。视结构的不同，动平衡质量为3g/mm。可以在任意位置做动平衡。由于采用夹钳，机械式Big卡盘具有良好的减振性能。横向刚性取决于基本直径及所用的夹钳，横向刚性良好乃至甚好。由于夹钳呈锥形收缩，故刀具的预调比Tribos刀夹和Celsio刀夹精确度稍差。换刀(圆柱扳手，锁紧螺母)持续大约30s。优点是：所有通用的刀具都可以根据公差而夹紧。而且不需要夹紧装置。

液压膨胀卡盘Tendo的基础是液压的压力。充满液压液体的圆形内腔，包围在安装刀柄的孔直径周围，给圆形内腔加上压力。由于套管的膨胀，对中心并向内平行，孔直径逐渐变小，可夹紧的刀具直径为6~32mm。可以使用中间套管。按所夹紧的刀柄测量，圆周运动精度和持续圆周运动精度小于0.003mm。保持力矩在450 Nm以下。发热时，由于油的体积变大，夹紧力也变大。视结构的不同，动平衡质量为3g/mm。可以在任意位置做动平衡。由于采用了油箱，减振性能极好。既减弱了振动，又避免刀刃上出现细微裂纹。增加了刀具的使用寿命并提高了表面质量。横向刚性几乎像Celsion热收缩卡盘那样大。刀具可以快速而简便地进行调整。RLV型卡盘甚至可以在机床主轴上进行调整。刀具更换时间只有几秒钟，显然低于所有其他刀夹。Tendo卡盘适用于所有通用刀具，适用50000 r/min以下的转数。由于圆周运动精度高，减振性能好，用这种卡盘可以达到最长的刀具使用寿命。可以采用细长结构，只是对卡盘的结构有严格的限制。同Tribos和Celsio卡盘相比，Tendo卡盘价格稍贵。

弹性体作为膨胀元件可提高减振性能

Schunk公司的最新研究成果是采用了创新型膨胀夹紧技术的万能卡盘Sino：通过采用Sino钩形扳手使卡套在滑座上产生轴向拉力，使高端弹性体被轴向镦粗。对此的反应是塑料朝膨胀盒方向发生径向膨胀。膨胀盒在卡盘中轴方向均匀扩展，把刀柄卡紧在正中心。转数可以达到40000 r/min。夹紧范围包括3~32 mm的直径。所有通用的刀具全都可以夹紧。保持力矩可达850 Nm。该刀架的动平衡质量达3g/mm，并可在任意位置做动平衡。由于基体与膨胀盒之间采用弹性体作为膨胀元件，因而减振性能极佳。这样就大大提高了刀具的使用寿命。刀架的结构在细长结构与径向刚性之间达到了最佳的比例。轴向长度调整螺钉大大简化了刀具的预调整。刀具可以在20s内更换完毕。

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