HSK工具系統(tǒng)的選用
時間：2024-04-09 16:14:05 來源：admin 點擊：0次
在高速切削加工中，根據加工要求正確,、合理地選用HSK刀柄十分重要,。在選擇HSK刀柄的型號和規(guī)格時，主要的考慮因素包括：主軸的最高轉速,、刀柄的結構特點和承載能力,、刀具及配套件的普及程度等。
A型有傳動槽,，相對來說A型傳遞扭矩較大,，可進行一些重切削。A型刀柄除有傳動槽之外,，還有手動固定孔,、方向槽等，則比較來說平衡性較差,。所以轉速就相對較低,，可在主軸轉速為20000～30000r/min的機床上使用。E型沒有傳動槽,，傳動的扭矩就比較小,，只能進行一些輕切削。而且也沒有手動固定孔,、方向槽等,，屬于固有對稱型，所以E型更適合于高速加工,。F型和E型的區(qū)別在于：同樣標號的F型和E型刀柄（比如F63和E63）,，F型刀柄的錐部要小一號。也就是說F63和E63的法蘭直徑都是φ63mm，但F63的錐部尺寸只和E50的尺寸一樣,。所以F63和E63相比,，其主軸軸承小，轉速要更快些,。HSK工具系統(tǒng)的6種規(guī)格及其應用領域如表所示,。HSK工具系統(tǒng)的6種型號的特點和應用領域
（1）刀柄型號的選擇。由HSK刀柄的結構特點可知,，A,、B型刀柄主要用于帶有自動換刀裝置機床的中高速加工；C,、D型刀柄主要用于采用手動換刀的中高速加工,；而E、F型刀柄由于無任何槽和切口的對稱結構,，動平衡性較好,，因此適用于超高速加工。國內采用DIN6989b-1中的A型和C型標準,，如HSK50A,、HSK63A、HSK100A等,。HSK50和HSK63刀柄的主軸轉速可達25000r/min,，HSK100刀柄可12000r/min，精密平衡后的HSK刀柄可達40000r/min,。隨著轉速增加,，徑向剛度將有所降低。下圖為HSK與BT錐柄主軸轉速與徑向剛度關系的比較,。
（2）刀柄規(guī)格的選擇,。選擇HSK刀柄規(guī)格時，主要應考慮刀柄的承載能力（包括極限彎矩和極限扭矩）,，應根據實際加工時切削力產生的彎矩和扭矩,，而承載彎矩的能力與夾緊力有關，實際上刀柄上承受的彎矩是由橫向作用在刀具上的力產生的,。刀柄的彎矩承載能力是在彎矩作用下,，使刀柄法蘭接觸面的一邊開始分離時的彎矩值，從這個臨界彎矩值開始,，彎矩-變形特征曲線的走向明顯變陡,，表明刀柄裝夾的連接強度迅速降低。在接近臨界點時,，連接強度已經不夠,，盡管此時刀柄的法蘭面與主軸端面還保持全面接觸,，但彎矩已接近使兩者分離的臨界值。這個臨界彎矩的大小主要取決于拉緊力,，因此加大拉緊力可以提高最大彎矩,。這一點對懸伸較長的刀具有特殊的意義，此時一個較小的切削力就會產生較大的彎矩,。但是加大拉緊力會增加作用在刀柄夾緊斜面上的總載荷,，尤其是在高使用轉速下，由于離心力的作用,，內部夾爪所施加的夾緊力隨之增加,，致使夾緊的可靠性得以提高，但另一方面卻使刀柄最薄的部位承受很大的載荷,，導致刀柄損壞,。損壞扭矩的大小與材料密切相關。如能正確選用材料,，則可明顯提高刀柄的承載能力。為了確定刀柄的最大扭矩承載能力,，僅做靜態(tài)試驗還不夠,，在切削加工中所產生的動態(tài)激振的持續(xù)作用下，刀柄承受扭矩的能力明顯下降,。對于所有的材料動態(tài)承載能力大的只有靜態(tài)試驗時的7%,。下面僅以HSK-63型刀柄為例對各種規(guī)格的HSK刀柄進行比較。1）HSK-63A-C型刀柄夾緊力：15kN,，18kN,，21kN。2）法蘭端面分離彎矩：420Nm,，460Nm,，510Nm。3）滑動扭矩：115～155Nm,，138～186Nm,，161～218Nm。4）靜態(tài)試驗破壞扭矩：2200Nm（16MnCr5,，56HRC）,，2400Nm（41Cr4，53HRC）,，3300Nm（X46Cr13,，53HRC）。5）動態(tài)試驗破壞扭矩：1600Nm（16MnCr5,，56HRC）,，1800Nm（41Cr4,，53HRC），2400Nm（X46Cr13,，53HRC）,。6）最高使用轉速：22500r/min（最小過盈配合），27500r/min（最大過盈配合）,。對于E型結構（不帶鍵槽）的HSK刀柄,，可傳遞的最大扭矩是靠刀柄與主軸之間的摩擦實現的，其大小除與錐度配合精度之差有關外,，還取決于拉緊力,。一個HSK63號刀柄的滑動扭矩在按照DIN標準推薦的18KN拉緊力情況下為138～186Nm，如果把拉緊力提高到21kN,，滑動扭矩大約可提高20%,，達161～218Nm。具體選擇時可查閱相關手冊,，根據其所列的極限彎矩和極限扭矩來選擇刀柄規(guī)格,。下表為HSK刀柄的規(guī)格分布。
目前使用最廣泛的是HSK-A型,，大約占總量的98％,，HSK-A型刀柄如圖所示。
