1 引言

隨著加工中心加工精度的不斷提升，加工中心的附件也在不斷地推陳出新，作為加工中心中重要的附件之一，刀柄也在不斷創(chuàng)新。如今社會主流推動的刀柄有液壓刀柄與熱脹刀柄，通過不 同的方式進行夾緊刀具。目前對刀柄的選擇往往根據(jù)經(jīng)驗來判 斷，沒有完整的理論體系[1]。本文對 2 種刀柄進行加工實驗和分析，確定 2 種刀柄在不同加工條件下的夾持效果，以得到 2 種刀柄的選用規(guī)則，從而方便加工中心操作并獲得更好的加工質量。

2 刀柄加工的特點

2. 1 液壓刀柄的功能及優(yōu)點

液壓刀柄需插使用內六角扳手，擰緊螺栓，螺母推動液壓介質向油腔內擠壓，使刀柄的內壁膨脹，夾緊刀具，實現(xiàn)夾持。

油腔內的介質是液壓油，所受的壓力是均勻一致的，所以在整個夾持過程中使刀具保持在刀柄的中心，保證了很好的夾持精度。其結果是精準的夾持精度和重復加持精度，強大的 夾持力和良好的運行穩(wěn)定性。

良好的夾持穩(wěn)定性，操作簡單，還可以使用變徑套可夾持不同直徑的刀具，不需要其他的輔助安裝工具等。整體結構緊 湊，加持力度大，精度高，與傳統(tǒng)彈簧夾套刀柄相比較，可以使刀具壽命提高 3~4 倍。液壓刀柄也采用有多種接口形式，能適應于多種加工中心。能加工出高精度和高表面質量的產(chǎn)品。

液壓刀柄還具備良好的阻尼減振性能，在加工過程中，通過液壓油腔的阻尼特性減少了加工過程中產(chǎn)生的震動。降低了振動，使刀具的性能得到高效的發(fā)揮。提高了刀具和刀柄的 使用壽命，提高了加工產(chǎn)品的表面質量。

液壓刀柄可在高轉數(shù)下工作，同時具備良好的回轉穩(wěn)定性。它的回轉精度和重復夾持精度都控制在 0.003mm[2]。

無需其他輔助設備和維護?？蓪崿F(xiàn)快速換刀，在幾秒鐘內 就能完成換刀，并且換刀過程還可以在加工中心上完成，減少停機時間，節(jié)省拆刀裝刀時間，提高了工作效率。

液壓刀柄可適應大部分的生產(chǎn)場合，通過減徑套可夾持不同直徑的刀具，節(jié)約成本。通過減徑套可以讓同一把刀柄夾 持不同直徑的刀具，減徑套外徑開有通水槽，可分為內冷和外冷 2 種。這使得刀柄更具靈活性，并且節(jié)約成本，減徑套的夾持精度≤0.002mm，減徑套的夾持孔直徑范圍為 0.8~25mm。*免維護，是一個*零維護的設備。無污垢，刀柄表面經(jīng)過處理，冷卻液和鐵銷對刀柄無傷害，使用壽命長。

液壓刀柄的缺點在于，相對于熱脹刀柄，液壓刀柄的價格高，對刀具的夾持長度有一定的限制，裝刀深度必須要滿足刀柄的膨脹壁深度，否則會油腔破裂。另外，液壓油的滲漏或者不足也可以使刀柄的加持力降低，甚至加工過程中掉刀。

2. 2 熱縮刀柄的功能及特點

熱縮式刀柄的工作原理是利用刀柄本身材料（一種特殊的不銹鋼）和刀具（碳化鎢）的熱膨脹系數(shù)之間的差異，強力和 高精度加持的一種刀柄系統(tǒng)。

熱縮式刀柄的夾持力非常大，價格相對液壓刀柄比較實惠，應用范圍廣。具有高回轉精度，在 DIN69882-8 接口形式中，回轉精度小于 0.003mm 與液壓刀柄的定位精度相當。

熱縮式刀柄的缺點在于需要配備專門的加熱儀器來安裝刀具，加熱裝置價格較高并且熱縮刀柄不可以安裝彈簧夾套， 一個刀柄只能加持一個規(guī)格的刀具。

由于熱縮刀柄整體剛性結構，在加工中容易產(chǎn)生振動，加工的表面質量較差，在干切削中，刀具的發(fā)熱后精度和夾持力會下降。刀柄受損后一般不能再修復。由于刀柄和刀具是剛性 接觸，刀具產(chǎn)生的震動無法減弱的，加工的產(chǎn)品表面質量會下降，由于產(chǎn)生振動，刀具壽命會降低，震動嚴重時，刀具會崩刃或者折斷。但是，一個熱縮刀柄可以完成大約 30 000 次的刀具裝卸，使用壽命很高。

但是加工某些航空或者航天零部件時，液壓刀桿由于結構的限制，很難做出錐型刀體，而熱縮刀柄則可以伸出很長的距離，可以加工一些難接觸到部位，如航空發(fā)動機的葉盤。

3 刀柄的延伸及調整

3. 1 液壓刀柄的延伸及刀具長度調整

液壓加長桿是一種創(chuàng)新的產(chǎn)物，在特定的情況下，由于刀 柄或刀具太短，機器或工件之間產(chǎn)生干涉，液壓加長桿在一定 范圍內就可以將這個問題解決，根據(jù)客戶需求，它可以裝在任 何一款與它被夾持端尺寸相匹配的刀柄上，現(xiàn)在已成功應用 于高精度加工中存在干涉的場合。如航空發(fā)動機特殊零件的 加工使用液壓刀柄效果非常好。但由于整體結構的特殊性限 制，很難做到非常小的外徑；遇到很小的槽同樣有加工難度。 液壓刀柄帶有軸向調節(jié)長度和側面調節(jié)長度的功能，根

據(jù)現(xiàn)場需要，調整裝刀長度，使用方便，只需旋轉調整螺栓就 能實現(xiàn)調整。

3. 2 熱縮刀柄的延伸及刀具長度調整

熱縮刀柄在實際加工中也會采用加長桿的形式，對難以加工到的部位實現(xiàn)加工。但有時不穩(wěn)定，其夾持孔越小可能越 不穩(wěn)定。在裝刀時目測調整，等裝好后再測量長度會有一定的 偏差，需要再加熱重裝將會耗費更多的時間和資源。

4 結語

綜上所述，通過液壓刀柄與熱縮刀柄的性能描述，優(yōu)缺點相 對比較明顯，在使用中首先推薦使用液壓刀柄，但是當被加工零 件非常復雜，液壓刀具無法觸及或者刀具本身需要伸長很長的 長度時，建議考慮熱縮刀柄，熱縮刀柄可以使刀具的長度設置為 短,得到穩(wěn)定而且緊固的夾持力,保持高精度，減小振動。