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各种高精度刀柄介绍


  HSK刀柄
  HSK工具系统是一种新型的高速短锥型刀柄,其接口采用锥面和端面同时定位的方式,刀柄为中空,锥体长度较短,锥度为1/10,有利于实现换刀轻型化和高速化。如图1.2所示。由于采用空心锥体和端面定位,补偿了高速加工时主轴孔与刀柄的径向变形差异,并完全消除了轴向定位误差,使高速、高精度加工成为可能。这种刀柄在高速加工中心上应用越来越普遍。
  KM刀柄
  该刀柄的结构与HSK刀柄相似,也是采用了空心短锥结构,锥度为1/10,并且也是采用锥面和端面同时定位、夹紧工作方式。如图1.3所示,主要区别在于使用的夹紧机构不同,KM的夹紧结构已申请了美国专利,它使用的夹紧力更大,系统的刚度更高。不过由于KM刀柄锥面上开有两个对称的圆弧凹槽(夹紧时应用),所以相比之下显得单薄,有些零件的强度较差,而且它需要非常大的夹紧力才能正常工作。另外,KM刀柄结构的专利保护限制了该系统的迅速推广应用。
  NC5刀柄
  它也采用了空心短锥结构,锥度为1/10,并且也是采用锥面和端面同时定位、夹紧工作方式。由于扭矩是由NC5刀柄前端圆柱上的键槽传递的,刀柄尾部没有传递扭矩的键槽,所以轴向尺寸比HSK刀柄短。
  它与前面两种刀柄的最大区别在于刀柄没有采用薄壁结构,刀柄锥面处增加了一个中间锥套。KM刀柄和HSK刀柄是通过薄壁的变形来补偿刀柄和主轴制造误差,保证锥面和端面同时可靠的接触,而NC5刀柄是通过中间锥套的轴向移动达到这个目的。中间锥套的轴向移动动力来自刀柄端面上的碟形弹簧。由于中间锥套的误差补偿能力较强,因此NC5刀柄对主轴和刀柄本身的制造精度的要求可稍低些。另外,NC5刀柄内仅有一个安装拉钉的螺钉孔,孔壁较厚,强度高,可采用增压夹紧机构,满足重切削的要求。这种刀柄的主要缺点是刀柄和主轴锥孔之间增加了一个接触面,刀柄的定位精度和刚度有所下降。
  CAPTO刀柄
  为Sandvik公司生产的CAPTO刀柄。这种刀柄的结构不是圆锥形,而是三棱圆锥,其棱为圆弧形,锥度为1/20,并且空心短锥结构,采用锥面与端面同时接触定位。三棱圆锥结构可实现两个方向都无滑动的转矩传递,不再需要传动键,消除了因传动键和键槽引起的动平衡问题。三棱圆锥的表面大,使刀柄表面压力低、不易变形、磨损小,因而精度保持性好。但三棱圆锥孔加工困难,加工成本高,与现有刀柄不兼容,配合会自锁。
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