回弹力夹紧刀夹

Schunk公司刀柄夹具包括5个不同的系统，它们涵盖了所有的切削任务。Tribos系列刀夹以钢的弹性复位力工作(图1)。多边形通过夹紧装置从外部被变形。这样孔就变大，刀具就可以插入。压力下降时，刀夹因钢的弹性而又回复到多边形状，这样就可以合力夹住刀具。夹紧范围包括0.332mm的直径。若使用中间套管，则夹紧范围为3~16 mm。圆周精度按夹入的刀柄计算小于0.003 mm，反复夹紧也不会损坏。保持力矩达450Nm，足可满足各种切削的要求。刀柄的材料对夹紧力没有影响。根据规格的不同(接口尺寸)，动平衡质量达3g/mm。几乎可以在任何位置做动平衡。最佳的减振结构有助于延长刀具的使用寿命，并提高切削的表面质量。要避免刀刃上出现细微的裂纹。刀具更换时间缩短为25s。S系列的Tribos刀夹可用于85000r/min以下的转数(离心测试达205000r/min)，R系列的可用于55000r/min以下的转数(离心测试达110000r/min)。目前，S系列的Tribos刀夹是干扰轮廓线最小的夹紧系统。R系列的外部轮廓大而稳定，适合使用延长装置。

图1 采用多边形夹紧技术的刀夹有极好的减振性能和极高的圆周运动精度
图2 采用细长方向上的热收缩卡盘在钻孔时可在狭窄的位置上显示其强项

Celsio系列刀夹采用的收缩技术可以使刀具安装牢固(图2)，必须考虑到刀柄材料的热膨胀系数。刀柄夹紧范围为3～32mm。圆周运动精度和Tribos刀夹一样为0.003mm，只不过是在夹紧孔中测量的，不含夹入的刀具。视夹紧频次不同，持续圆周运动精度仅为0.01mm。保持力矩达800Nm。不过，值得注意的是，由于发热，比如在干式加工时，可能会出现夹紧力损失。这种刀夹的动平衡质量视结构的不同最大为3g/mm。由于没有减振，因而不能减少切削时出现的振动，这表现在工件的表面上。Celsio刀夹在结构与径向刚度之间找到了良好的折衷。传统的做法反对在夹紧装置中使用挡块，纠正时必须重新加热和冷却，这样既耗时又费力。因为加热和冷却(微温)持续大约1.5min。这种Celsio刀夹适于60000 r/min以下的转数，具有很高的切削能力，形状做得细长，比普通机械夹紧系统达到更高的刀具使用寿命。这种刀夹适用于直径在6mm以上的HS6刀具。

机械的Big精密卡盘功能和套爪夹头卡盘一样，只不过精密度要高得多。夹紧范围在0.25~32 mm的直径之间。结合采用开槽套管，各种直径可不分级夹紧。圆周运动精度按夹紧的刀柄测量小于0.003 mm。保持力矩达1000 Nm。视结构的不同，动平衡质量为3g/mm。可以在任意位置做动平衡。由于采用夹钳，机械式Big卡盘具有良好的减振性能。横向刚性取决于基本直径及所用的夹钳，横向刚性良好乃至甚好。由于夹钳呈锥形收缩，故刀具的预调比Tribos刀夹和Celsio刀夹精确度稍差。换刀(圆柱扳手，锁紧螺母)持续大约30s。优点是：所有通用的刀具都可以根据公差而夹紧。而且不需要夹紧装置。

液压膨胀卡盘Tendo的基础是液压的压力。充满液压液体的圆形内腔，包围在安装刀柄的孔直径周围，给圆形内腔加上压力。由于套管的膨胀，对中心并向内平行，孔直径逐渐变小，可夹紧的刀具直径为6~32mm。可以使用中间套管。按所夹紧的刀柄测量，圆周运动精度和持续圆周运动精度小于0.003mm。保持力矩在450 Nm以下。发热时，由于油的体积变大，夹紧力也变大。视结构的不同，动平衡质量为3g/mm。可以在任意位置做动平衡。由于采用了油箱，减振性能极好。既减弱了振动，又避免刀刃上出现细微裂纹。增加了刀具的使用寿命并提高了表面质量。横向刚性几乎像Celsion热收缩卡盘那样大。刀具可以快速而简便地进行调整。RLV型卡盘甚至可以在机床主轴上进行调整。刀具更换时间只有几秒钟，显然低于所有其他刀夹。Tendo卡盘适用于所有通用刀具，适用50000 r/min以下的转数。由于圆周运动精度高，减振性能好，用这种卡盘可以达到最长的刀具使用寿命。可以采用细长结构，只是对卡盘的结构有严格的限制。同Tribos和Celsio卡盘相比，Tendo卡盘价格稍贵。

弹性体作为膨胀元件可提高减振性能

Schunk公司的最新研究成果是采用了创新型膨胀夹紧技术的万能卡盘Sino：通过采用Sino钩形扳手使卡套在滑座上产生轴向拉力，使高端弹性体被轴向镦粗。对此的反应是塑料朝膨胀盒方向发生径向膨胀。膨胀盒在卡盘中轴方向均匀扩展，把刀柄卡紧在正中心。转数可以达到40000 r/min。夹紧范围包括3~32 mm的直径。所有通用的刀具全都可以夹紧。保持力矩可达850 Nm。该刀架的动平衡质量达3g/mm，并可在任意位置做动平衡。由于基体与膨胀盒之间采用弹性体作为膨胀元件，因而减振性能极佳。这样就大大提高了刀具的使用寿命。刀架的结构在细长结构与径向刚性之间达到了最佳的比例。轴向长度调整螺钉大大简化了刀具的预调整。刀具可以在20s内更换完毕。

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