刀柄使用指南：選液壓、應力、熱脹還是通用式？

一往冇前

刀柄的價值與成套設備相比很微小，但它是連接機床主軸與刀具的重要橋梁，大型高速加工設備的大面積應用，機床主軸轉速的逐漸提高，使得如何選擇合適的刀柄尤為重要。

技術人員必須綜合考慮刀柄的各種特性，尤其是在高速運轉條件下的夾緊力和徑向跳動誤差精度及其動平衡質量，這樣有利于降低刀具本身存在的振動。

刀柄的分類

按不同國家標準：分為日本標準BT刀柄，德國標準SK刀柄，HSK刀柄；國際標準 IV或IT刀柄；美國標準 CAT刀柄。

按主軸錐孔錐度：分為錐度為7:24的通用刀柄和1:10的HSK真空刀柄。

按夾持種類：分為液壓刀柄、應力鎖緊式刀柄、通用刀柄、熱脹刀柄。

▲HSK結構

液壓刀柄

液壓刀柄有別于傳統刀柄系統，擰緊只需用一個加壓螺栓，當螺栓擰緊時便會推動活塞的密封塊在刀柄內產生的一個液壓油壓力，該壓力均勻地從圓周方向傳遞給鋼制膨脹套，膨脹壁再將刀具夾緊。

采用這一刀具夾緊系統，可使系統徑向跳動誤差精度和重復定位精度控制在3μm以下。由于刀柄內存有高壓油液壓力，當刀具被夾緊時，內藏的油腔結構及高壓油的存在大大增加了結構阻尼，可有效防止刀具和機床主軸的振動。實際應用表面，使用這種夾具系統不僅可以提高加工精度和質量，而且還能使刀具在切削加工中的使用壽命得到成倍提高。

應力鎖緊式刀柄
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應力鎖緊式刀柄采用多面刀具加緊方式，這是一種結構極其簡單，但設計功能相當高的夾緊裝置。刀具裝夾孔具有經精確計算而設計的軸對稱的特殊多邊形，借助于一個特制的加載裝置對其施加壓力，迫使夾持孔在彈性變形的范圍內變成圓形，從而順利地將刀具裝入孔內，卸載后刀具即被巨大的變形恢復力牢固地夾緊。

應力鎖緊式夾緊系統大量應用于加長桿，它們能夠更加靈活地完成困難的加工任務。尤其是要求頻繁更換刀具的應用領域。

通用刀柄
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通用刀柄目前主要有兩種應用方案：適應于輕型加工應用領域，適合于中型和重型加工應用領域。

這類刀柄采用類似于液壓刀柄的膨脹技術來夾緊刀具，只是其擴張力是通過機械方法獲得的，而不是通過液壓介質獲得。這一優勢可以使用戶的刀柄系統達到防振的效果和很高的徑向跳動誤差精度。

熱脹刀柄
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熱脹刀柄，該刀柄采用熱脹冷縮的技術原理，熱量來源于感應技術加熱。熱脹刀柄加熱裝置具有感應線圈，可以對刀柄中插入的刀具的區域進行精確地加熱。在插入刀具后，需要對刀柄冷卻一段時間，這可以通過冷卻套加速其冷卻速度。刀柄冷卻以后依靠其收縮力緊緊地夾住刀柄。通過熱脹冷縮夾緊的刀具，夾緊力大，而且可以承受很高的扭矩。

通過熱脹冷縮夾緊的刀具幾乎成為受力非常均勻地一體式刀具，具有很多的優點：徑向跳動誤差精度很高，可達到3μm以下水平；傳動扭矩大，而刀柄的設計相對比較小巧。相應的缺陷在于，相比液壓刀柄或應力鎖緊式刀柄來講，其防振性能較差。

結語

什么樣的刀柄系統是最好的？這個問題沒有一個籠統的答案，這取決于具體應用。如何選擇適合的刀柄最基本的要求就是必須要了解所選刀柄的靜態和動態特點，在檢查自己的應用需要并且為了確定安全有效的加工參數時，這些特點是必須要考慮到的。

比較不同的刀柄系統是非常困難的，因為加工原理、加工設計和方式的不同，它們的優勢也不盡相同。只有同時在某種特定應用的要求下才能對這些刀柄進行比較。一個剛性較高的刀柄并非適用于所有加工。一個非常適合高速加工的刀柄可能就不能滿足其他的一些加工需求。

附：常用刀柄使用方法

①將刀柄放入卸刀座并鎖緊；

②根據刀具直徑選取合適的卡簧， 清潔工作表面；

③將卡簧裝入鎖緊螺母內；

④將銑刀裝入卡簧孔內，并根據加工深度控制刀具懸伸長度；

⑤用扳手將鎖緊螺母鎖緊；

⑥檢查，將刀柄裝上主軸。

附：液壓刀柄使用方法
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①使用前擦干凈液壓夾頭上的防護油。

②放松活塞夾緊螺釘，把刀具放入孔中直至接觸止推銷。

④用扳手通過徑向定位調整螺釘或軸向調整螺釘調整刀具長度。

⑤長度設定好后，擰緊活塞夾緊螺釘即可使用。

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