浅析 铝合金车体 FOOKE 机床 常用刀柄

浅析 铝合金车体 FOOKE 机床 常用刀柄

徐义言 王建军 刘勇 李保国 王隽

中车长春轨道客车股份有限公司 长春 130062

摘 要 :本文详细阐述了数控机床的相关刀柄知识，并结合动车组铝合金车体的加工，详细介绍了车体加工中各种刀具刀柄选型、参数、装配及使用方法等详细信息。

关键词 :数控机床；刀具；加工；车体

引言

为了提高铝合金车体的加工效率，及有效的控制加工成本，找到合理的经济平衡点。本文以铝合金车体制造为依托，详细阐述了加工常用刀柄的优缺点，以备加工中心在选用刀柄时，找到最合理的刀具

刀柄与刀体的接口形式

铣刀体与刀柄的接口形式主要包括侧固式刀柄（图1）、弹簧夹头刀柄（图2）、液压刀柄（图3）、强力夹头刀柄（图4）等。

图1 侧固刀柄 图2 弹性夹头刀柄

图3 液压刀柄 图4 强力夹头刀柄

1、侧固式刀柄

功能：适合装夹快速钻、U钻、铣刀、粗镗刀等削平刀柄刀具的装夹。

优缺点：侧固式刀柄是夹持力度大，其结构简单，相对装夹原理也很简单。但通用性不好，每一种刀柄只能装同柄径的刀具。

安装方法：将刀具置入刀柄内，将削平平面对准锁紧螺钉，通过六角扳手对锁紧螺钉的旋紧来固定刀具。

2、弹簧夹头刀柄

主要用于钻头、铣刀、丝锥等直柄刀具及工具的装夹。卡簧弹性变形量1mm 夹持范围: φ0.5~φ32。

高速中心所用的弹性夹头刀柄，除ER系列，还有SK系列，两种刀柄结构相似，功能也较为近。但转换套的锥度和长度均不相同，因此不可通用。ER系列弹性刀柄较为普遍，通用性强，各大刀具制造厂商均可生产；SK系列弹性夹头刀柄较ER系列刀柄最大的优点在于夹紧部位的直径更小，可实现更狭小范围内的铣削加工，典型的刀具品牌为NIKKEN。

3、液压刀柄

液压式刀柄是一种很广泛的刀柄，此种刀柄的加持方式有别于传统刀柄系统，拧紧只需要用一个加压螺栓，当螺栓内产生一个液压油压力，该压力均匀地从圆周方向传递给钢制膨胀套，膨胀壁再将刀具压紧。

采用这一刀具夹紧系统，可使刀具径向跳动误差精度和重复定位精度控制在3um以下。由于刀柄内存在有高压油液压力，当刀具被夹紧时，内藏的油腔结构及高压油的存在大大地增加了架构阻尼，可有效防止刀具和机床的振动。实际应用表明，使用这种夹紧系统不仅可以提高加工精度和质量，而且还能使刀具在切削加工中的使用寿命得到成倍提高。此外，这类刀柄不但有免维护功能和抗污功能，而且易于使用和安全地夹紧刀具。在紧固刀具时，夹紧力可以将刀柄上的任何油或杂质引导到碰撞套筒中（加工）的小沟槽中，这样可以清理装夹表面区域，并让其保持干燥，消除打滑现象，保证主轴扭矩可以很好地传递给刀具。刀具拆卸简单方便，只需要用六角扳手旋紧和松开液压压紧螺钉，即可实现对铣刀、钻头的快速装配。

4、强力夹头刀柄

功能：用于铣刀、铰刀等直柄刀具及工具的夹紧。

优缺点：夹紧力比较大，夹紧精度较好，更换不同的筒夹来夹持不同柄径的铣刀、铰刀等。在加工过程中，强力型刀柄前端直径要比弹簧夹头刀柄大，容易产生干涉。

精度：卡簧夹紧变形小，所夹持的刀具柄径公差在h6

注意事项：

（1）使用时务必将刀柄内孔及卡簧擦干净,切勿将油渍留于刀柄中。夹紧时不应使用加长杆野蛮锁紧，以免损坏刀柄。

（2）在加工过程中不要用柴油直接冲在刀柄上，这样很容易损坏刀柄。

几种夹持方式测量径跳比

如图5，通过对以下几种夹持方式可知，液压刀柄的径跳比最佳，弹簧夹头刀柄的径跳比最差，所以对于高精度铣削，宜选用液压刀柄，对于铣削抗力大，工矿恶劣的环境宜选用强力夹头刀柄，对于加工精度要求相对较低的可以选用侧固刀柄，对于刀具不同直径变换较多，刀柄通用性强的铣削适宜选用弹性夹头刀柄。

图5 几种夹持方式的径跳比 图6 角度头刀柄

5、角度头

功能：为了能在三轴的加工中心实现第四轴的加工。

工作原理：是通过机床主轴带动角度头内的齿轮运转传递力矩，从而实现角度转换。

注意事项：安装原理跟油路刀柄一样。使用时应注意当机床正转时，角度头是反转的，机床反转时，角度头是正转的。

结 语

本文通过对铝合金车体常用加工刀柄的逐点分析及详细论述，剖析各种性能，使用范围，常用工艺等，对今后的铝合金加工生产过程中的刀具选型、匹配，车间操作者实际使用等具有强大的实际指导意义。

参考文献

[1]金属切削技术指南. 山特维克可乐满.机械工业出版，2010

[2] 切削工具．KORLOY，2010