高速加工工具系統(tǒng)通常指由切削刀具、刀柄和夾頭構(gòu)成的工具體系，三者關(guān)系是刀具通過夾頭裝人刀柄之中，刀柄與機(jī)床主軸相連。刀具監(jiān)控系統(tǒng)高速加工工具系統(tǒng)對成型后的工件尺寸精度和表面質(zhì)量影響顯著，同時也影響到高速切削可靠性及機(jī)床加工性能，已成為高速切削系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
BT工具系統(tǒng)
常規(guī)數(shù)控機(jī)床通常采用7:24錐度實心長刀柄，目前共有五種規(guī)格且已實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化即NT(傳統(tǒng)型)、DIN69893(德國標(biāo)準(zhǔn))、IS07388/1(國際化標(biāo)準(zhǔn))、ANSI，ASME(美國標(biāo)準(zhǔn))和BT(日本標(biāo)準(zhǔn))。其中BT(7:24錐度)刀柄結(jié)構(gòu)簡單，成本低以及使用便利而得以廣泛應(yīng)用。
BT刀柄與機(jī)床主軸連接時僅靠錐面定位，高速條件下因材料特性和尺寸差異造成主軸錐孔和配合的刀柄同時產(chǎn)生不均勻變形量，其中主軸錐孔的擴(kuò)張量大于刀柄，導(dǎo)致刀柄和主軸的配合面產(chǎn)生錐孔間隙。7:24標(biāo)準(zhǔn)錐度長刀柄僅前段70%與主軸保持接觸，而后段配合中存在微小間隙，從而導(dǎo)致刀具產(chǎn)生徑向圓跳動，破壞了工具系統(tǒng)的動平衡。在拉緊機(jī)構(gòu)作用下，BT刀柄沿軸向移動，削弱刀柄軸向定位精度，造成加工尺寸誤差。大錐度還會限制自動換刀ATC(Automatic Tool Changing)過程高速化，降低重復(fù)定位精度和造成刀柄拆卸困難。
由于傳統(tǒng)的機(jī)床/刀具連接的結(jié)構(gòu)和功能缺陷，已不能滿足高速加工的高精度、高效率及靜、動剛度，動平衡性等要求。國外廠家和研究機(jī)構(gòu)不斷開發(fā)推出各種新型結(jié)構(gòu)刀柄如德國HSK系列、美國KM系列、日本Big-Plus和Showa D-F-C系列等。
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