工具夾頭的認識

資料來源:全球數控刀具網


工具夾頭在各種不同的切削刀具與加工中心主軸之間提供標準連接。它的工作方式與一個可調整的鑽夾頭類似,就像家庭維修工可以更換手提鑽的鑽頭一樣。加工中心的主軸孔和工具夾頭的柄部及法蘭均按標準製造,這些標準過去25年間在世界範圍內得到了發展。總的來說,這些標準的制定比較完備,只要主軸和工具夾頭都符合標準規定,就可以保證它們之間的連接既牢靠又有很高的同心度。

由於工具夾頭採用標準結構,也由於它相對於機床主體而言創新發展較緩慢,因此在一些加工中心用戶中形成了一種揮之不去的印象:工具夾頭似乎是一種“商品”(標準化產品)。從今天在市場競爭中打拼獲得成功的工具夾頭製造商的數量來看,也很容易得出這一結論。但是一些終端用戶並不認同“商品”的概念。確實,某種類型的所有工具夾頭看似相像,但肯定不會完全相同。

是什麼原因使一種產品優於另一種呢?在大多數金屬切削加工中,合格零件與廢品之間的區別常常在於關鍵尺寸上極微小的差異。同樣,一個高精度工具夾頭的不同之處也取決於所採用的製造公差。

切削刀具的回轉軸線必須與機床主軸的回轉軸線精確一致。實現近于完美的同心度的方法雖然很明確,但也很複雜。

首先,將工具夾頭的錐柄裝入對應的主軸錐孔時,每一次都必須非常精確。為此,配合表面的錐角公差必須很小。這些公差由國家或國際標準委員會制定和頒佈,一般可供任何人查閱。製造完成的工具夾頭要用量規檢測其圓度和錐角,而這些量規則由實物基準規來標定。生產現場採用的測量方法各不相同,從實物接觸機械式測量、實物接觸/電子類比量測量到非接觸模擬量測量(如氣動量規)。所有這些行之有效的方法都有一個共同特點:都要用實物基準規來標定。

不同工具夾頭製造商的基準規之間存在明顯的差異。這一肯定的判斷是基於多年來對不同製造商的工具夾頭產品進行成百上千次測量的結果。簡言之,它們的確不同。即使假定市場銷售的所有工具夾頭均與它們各自對應製造商的基準規相符,但不同的製造商採用的基準規卻並不相同。隨之產生了一個問題:不同製造商的工具夾頭與機床主軸的適配性也不盡相同。其原因很簡單:沒有標定標準錐度的“母基準規”。

在結束關於同心度的討論之前,還必須考慮一個更具普遍性的變數製造商本身是否具有不僅能生產優質產品,而且能始終如一地長期生產優質產品的能力。在任何製造業中,不同製造廠商具備的能日復一日長期製造高品質產品的能力都不盡相同。在你自己的業務範圍內,你總能列舉出好的和不太好的競爭對手及供應商的名字。通常在每個市場中總有一個龍頭企業,而好的製造商都會努力爭取獲得這種地位。

絕大多數工具夾頭都按照標準製造,具有非常相似的外觀。CAT、BT或HSK系統都是側面鎖緊式立銑夾頭,可利用一個緊固螺釘頂緊刀具上的一個平面,以防止刀具鬆動。它們可以使用標準夾套,使夾頭在夾持不同直徑刀具時具有更好的適配性,也可以專門用於夾持螺紋刀具或莫氏錐柄鑽頭,此外還有其他功能。事實上,每個CNC工具夾頭製造商都在努力提供適用於大多數切削刀具和機床主軸的解決方案。

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