精細(xì)的鋁型材鉆銑加工中心機(jī)床配合專業(yè)的切削刀具可提供出色的金屬切削生產(chǎn)率。

而刀柄作為切削刀具和機(jī)床主軸之間的關(guān)鍵性接口，對(duì)于實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率至關(guān)重要。

那么，該如何選擇、應(yīng)用和維護(hù)適合生產(chǎn)需求的刀柄呢？

1、工件因素影響刀柄選擇

影響刀柄選擇的因素包括每個(gè)作業(yè)中工件材料的可加工性以及零件的配置，

這些因素可確定到達(dá)特定輪廓或特征所需的刀柄尺寸。

刀柄應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單且易于使用，以盡量減少操作員出錯(cuò)的可能性。

機(jī)床的基本構(gòu)件起著關(guān)鍵作用，具有線性導(dǎo)軌的快速機(jī)床將充分利用專為高速應(yīng)用而設(shè)計(jì)的刀柄，

而具有箱型槽的機(jī)床則為重載加工提供支持。

多任務(wù)機(jī)床可同時(shí)完成車削和銑削/鉆削工序。也可以根據(jù)加工策略選擇刀柄。

例如，為了在高速切削(HSC)工序中或在高性能切削(HPC)應(yīng)用中至大限度地提高生產(chǎn)率，

車間會(huì)選用不同的刀具，前者涉及較淺的切削深度HHS，

后者重點(diǎn)關(guān)注在功率充足但速度有限的機(jī)床上產(chǎn)生較高的金屬切除率。

較低的可重復(fù)徑向跳動(dòng)有助于確保恒定的刀具嚙合量，從而減少振動(dòng)并至大限度地延長(zhǎng)刀具壽命。

平衡至關(guān)重要，高質(zhì)量刀柄應(yīng)在G2,5-25000rpm質(zhì)量(1g.mm)下達(dá)到精細(xì)動(dòng)平衡。

加工車間可以根據(jù)實(shí)際情況，或咨詢刀具供應(yīng)商，確定能夠以經(jīng)濟(jì)高效的方式滿足其生產(chǎn)需求的刀柄系統(tǒng)。

2、每種刀柄都都應(yīng)符合特定的工序要求

無(wú)論是簡(jiǎn)單的側(cè)固式、夾套式、熱縮式、機(jī)械式還是液壓式，刀柄都應(yīng)符合特定的工序要求。

彈簧夾頭和可互換夾套是常用的圓形刀柄技術(shù)。

經(jīng)濟(jì)高效的ER式提供各種尺寸，并提供足夠的夾持力，以實(shí)現(xiàn)可靠的輕銑削和鉆削工序。

高精度ER夾套式刀柄具有較低的徑向跳動(dòng)，在刀尖處<5μm，

可平衡用于高速工序的對(duì)稱設(shè)計(jì)，而加強(qiáng)型則可用于重載加工。ER刀柄便于快速轉(zhuǎn)換，可適應(yīng)各種刀具直徑。

熱脹刀柄可提供強(qiáng)大的夾緊力，在3xD處具有3μm的同心度，且具有至佳的動(dòng)平衡質(zhì)量。

小巧的刀柄設(shè)計(jì)可以很好地夠到棘手的零件特征。

增強(qiáng)型刀柄可進(jìn)行中等至重載銑削，但夾持力取決于刀桿和刀柄的內(nèi)徑公差。

熱脹式刀具需要購(gòu)買特殊加熱裝置，加熱/冷卻過(guò)程比簡(jiǎn)單地切換夾套需要更多的安裝時(shí)間。

機(jī)械銑削夾頭通過(guò)多排滾針軸承提供強(qiáng)大的夾持力和高徑向剛性。

該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)重載銑削和快速換刀，但跳動(dòng)量可能大于夾套系統(tǒng)。

機(jī)械夾頭的尺寸通常大于其他刀柄類型，這可能會(huì)限制刀具夠到某些零件特征。

與機(jī)械夾頭相比，使用油壓產(chǎn)生夾緊力的液壓夾頭具有更少的內(nèi)部構(gòu)件，因此外形相對(duì)更纖細(xì)。

液壓夾頭的徑向跳動(dòng)較低，在高主軸轉(zhuǎn)速下可有效地進(jìn)行擴(kuò)孔、鉆孔和輕銑削，但對(duì)大徑向負(fù)載敏感。

3、主軸或錐形端決定了扭矩傳遞能力及刀具對(duì)中精度

與刀柄如何固定切削刀具同樣重要的，是如何將刀柄安裝到機(jī)床主軸上。

傳統(tǒng)BT、DIN和CAT刀柄錐度適用于較小的機(jī)床，但在高速加工方面可能會(huì)受到限制。

與刀柄錐面和端面雙面接觸的型號(hào)可提供更高的剛性和精度，尤其是在大懸伸情況下。

可靠傳遞更大的扭矩需要更大的錐度尺寸。刀柄錐度形式的選擇通常因地區(qū)而異。

二十世紀(jì)九十年代中期，5軸機(jī)床越來(lái)越受歡迎，HSK正是在這期間開始在德國(guó)涌現(xiàn)。

CAT刀柄主要用于美國(guó)，而在亞洲，BT刀柄非常受歡迎，并且經(jīng)常為錐面/端面雙面接觸的型號(hào)。

HSK常用于5軸加工。PSC和KM連接主要用于多任務(wù)機(jī)床，采用ISO標(biāo)準(zhǔn)。

KM和Capto都是模塊化系統(tǒng)，允許通過(guò)組合接長(zhǎng)桿或縮徑桿以裝配特定長(zhǎng)度的刀具。

隨著多任務(wù)機(jī)床越來(lái)越普遍，能夠在一次裝夾中實(shí)現(xiàn)車、銑、鉆等加工類型的刀柄越來(lái)越受歡迎。

4、總結(jié)

加工車間必須重視刀柄在加工系統(tǒng)中的重要性，

并了解如何將正確的刀柄與特定機(jī)床、加工策略和工件正確匹配來(lái)提高生產(chǎn)率和降低成本。

未來(lái)的技術(shù)改進(jìn)將不再局限于刀柄本身。

使用軟件和RFID標(biāo)簽進(jìn)行刀具管理是基于數(shù)據(jù)的制造的一個(gè)要素，并且正在變得越來(lái)越普遍。

刀柄技術(shù)的進(jìn)步包括配備傳感器的刀柄，可實(shí)時(shí)監(jiān)控刀柄上的力。

所收集的數(shù)據(jù)允許操作員在加工過(guò)程中對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，

甚至可以通過(guò)與機(jī)器控制單元連接的人工智能(AI)自動(dòng)調(diào)整。

這些技術(shù)和其他新技術(shù)將進(jìn)一步增加刀柄在加工工序中的生產(chǎn)貢獻(xiàn)值。