数控加工工艺及设备教学课件作者第二版赵长明刘万菊课件第三章节1课件幻灯片.ppt

图1-3-33 自动换刀机床用7：24圆锥工具柄结构 图1-3-34 自动换刀机床用7：24圆锥工具柄用A型拉钉结构 图1-3-35 自动换刀机床用7：24圆锥工具柄用B型拉钉结构 1．根据机床上典型零件的加工工艺来选择刀柄 图1-3-36 各种形式的加工中心刀柄及相应的弹性套、拉钉、装卸扳手等 图1-3-37 刀柄装卸刀座 图1-3-38 刀柄装卸方法 2．刀柄配置数量 刀柄配置数量与机床所要加工的零件品种、规格及数量有关，也与复杂程度、机床的负荷有关。一般是所需刀柄数量的2~3倍。 3．刀柄的柄部型式是否正确 为了便于换刀，镗铣类数控机床及加工中心的主轴孔多选定为不自锁的7：24锥度，但是刀柄与机床相配的柄部（除锥角以外的部分）并没有完全统一。 要求使选择的刀柄要与机床主轴孔的规格（是30号、40号还是45号）相一致。 4．尽量选用加工效率较高的刀柄和刀具 如粗镗孔时选用双刃镗刀刀柄代替单刃粗镗刀刀柄，可以取得提高加工效率，减少振动的效果。选用强力弹簧夹头不但可以夹持直柄刀具，而且可以通过接杆夹持带孔刀具。 5．选用模块式刀柄和复合刀柄要综合考虑 采用模块式刀柄必须配一个柄部、一个接杆和一个镗刀头部。 6．高速切削用刀柄和高速夹头 高速切削用的刀具，无论从加工精度，还是操作安全方面考虑，对它的装夹技术都有很高的要求。目前高速加工机床上所采用的HSK刀柄是一种新型的高速锥型刀柄。HSK刀柄和普通刀柄的外形结构见图1-3-39，它改进常规刀柄7：24锥度的缺陷，其接口采用锥面和端面两面同时定位的方式，完全消除了轴向定位误差。刀柄为空心，有利于换刀轻型化和高速化，是高速加工中心普遍采用的刀柄。 图1-3-39 HSK刀柄和普通刀柄的外形结构 （1）HSK刀柄 HSK双面定位型空心刀柄是一种典型的1：10短锥面刀具系统。HSK刀柄由锥面（径向）和发兰端面（轴向）共同实现与主轴的刚性连接。由锥面实现刀具与主轴的同轴度，锥柄的锥度为1：10，如图3-40所示。 图1-3-40 HSK刀柄与主轴连接结构与工作原理 HSK刀柄结构的主要特点是： 1）采用锥面、端面过定位的结合形式可以有效地提高结合刚度。 2）因锥部长度短和采用空心结构后质量较轻，所以自动换刀动作快，加快刀具移动速度，有利于实现ATC的高速化。 3）采用1：10的锥度，与7：24锥度相比锥部较短，楔形效果好，可以有较强的抗扭能力，且能抑制因振动产生的微量位移。 4）具有较高的重复安装精度。 5）刀柄与主轴间由扩张爪紧锁，转速越高，扩张爪的离心力越大，紧锁力越大，所以这种刀柄具有良好的高速性能，即在高速转动产生的离心力作用下，刀柄能牢固紧锁。 HSK刀柄六种型式: A、B型为自动换刀刀柄，用于加工中心及车削中心。 C、D型为手动换刀刀柄，用于没有ATC装置的机床。 E、F型为无键连接的对称结构，靠摩擦力传递转矩。适用于超高速的刀柄，用于高速加工中心和木工机床。 图1-3-41 HSK刀柄六种型式 （2）三棱变形静压夹头 三棱变形静压夹头是利用夹头本身的变形力来夹紧刀具，其定位精度可控制在3μm以内。夹头内孔在自由状态下为三棱形，三棱的内切圆直径小于要装夹的刀柄直径，利用一个液压加力装置，对夹头施加外力，使夹头内孔变为圆孔，孔径略大于刀柄直径，此时插入刀柄，然后去掉所加的外力，内孔重新收缩成三棱形，对刀柄实行三点夹紧。这种夹头具有结构紧凑，对称性好，精度高，与热装夹头相比，刀具装卸简单，且适用于不同膨胀系数的硬质合金刀柄和高速钢刀柄。 图1-3-42 三棱变形静压夹头工作原理 （a）原始状态 （b）施加外力 （c）插入刀柄 （d）去除外力 第六节 工具系统 一、工具系统的发展 工具系统一般为模块化组合结构，在一个通用的刀柄上可以装多种不同的刀具，使数控加工中的刀具品种规格大大减少，同时也便于刀具的管理。 二、车削类工具系统 广泛采用的一种整体式车削工具系统是CZG车削工具系统。 图1-3-43 车削加工中心上加工工件时需要的刀具 图1-3-44 车削加工中心用的模块化快换刀具结构 三、镗铣类工具系统 1．镗铣类整体式工具系统 TSG整体式工具系统的组成，是把工具柄部和装夹刀具的工作部分做成一体。要求不同工作部分都具有同样结构的刀柄，以便与机床的主轴相连，所以具有可靠性强、使用方便、结构简单、调换迅速及刀柄的种类较多的特点。 图1-3-45 整体式工具系统组成 图1-3-46 TSG工具系统 2．镗铣类模块式工具系统 镗铣类模块式工具系统即TMG工具系统是把整体式刀具分解成柄部（主柄模块）、中间连接块（连接模块）、工作头部（工作