数控刀具夹头的应用（转载）
发布时间：2015-04-13 09:40 来源：未知
在自动化加工中，热装式夹头的应用日益普及。部分原因与这种刀具夹头的简便性和一致性有关。使用热装夹头可以减轻维护负担，因为热装夹头是一个整体。与此相反，其他一些刀具夹头(如基本型的弹簧夹头)则由多个零部件构成，需要用螺母和扳手进行紧固。因此，弹簧夹头的装夹状态可能会因人而异;而热缩装刀没有运动部件，可以利用自动装刀测量装置一次完成刀具装夹，以保证每把刀具装夹位置的一致性。
为了满足航空制造业粗加工去除大量铝合金毛坯的需求，powRgrip夹持系统的规格已扩大到适合夹持直径25.4mm的刀具。McHenry补充说，其他一些加工行业也正在敦促刀具夹头专家——特别是刀具和机床制造商——进一步拓展刀具夹头适用的切削速度范围。“powRgrip是一种定位于中等切削速度的刀具夹头，我们正在研究该夹头在高速加工机床上的正常使用时间和刀具寿命。”
按照传统加工理论，液压式刀具夹头只适合用于小功率切削加工。由于担心这种夹头在使用时夹持力不足或丧失液压夹持压力，人们通常将其用于切削负荷较小的铰削加工(如在汽车制造业铰削铸件孔)。
液压式夹头确实无法产生与机械式夹头或热装式夹头同等水平的夹持力，但是，液压式夹头能以非常均匀的夹持力与被夹持刀具柄部圆周360°完全接触，从而实现优异的径跳精度和总体切削性能。此外，通过改进结构设计，提高了液压夹头的刚性，从而允许在加工中采用更大的切削深度、切削宽度和/或机床工作台进给速度。
液压式夹头的另一个重要优势是具有消振作用。Keith说，“就像汽车上的减震器可以减小路面凹凸不平造成的冲击一样，液压夹头中的液体也能减小加工过程中切削振动的影响，从而提高加工表面光洁度、尺寸精度和刀具寿命。我们认为，在如今的刀具夹头技术中，最佳选择是将适当的(而不是最大的)夹持力与工件加工精度和较长刀具寿命结合起来。”
刀具制造商都很了解在严苛的切削条件下刀具夹头的重要性。三菱材料美国公司的整体硬质合金立铣刀专家Mark Menconi表示，采用优质刀具进行切削时，刀具夹头对于加工的成功起到了很大作用。一个出色的夹头可以夹持一组刀具，为高档刀具优化切削性能提供了最佳机会。三菱公司与热装夹头和其他夹头专家合作，对硬质合金立铣刀进行性能优化。Menconi说，“我认为，热装夹头系统与三菱的刀具配合得非常好，这种夹头与刀具接触面积较大，可以确保最佳夹持性能。”
Emuge公司螺纹铣削加工经理Mark Hatch说，螺纹铣削加工显示了某种刀具是如何产生各种不同的切削力，从而对刀具夹头的刚性提出很高要求的。在螺纹铣削加工中，工具系统会同时遇到不同的切削力：机床在X和Y方向循环运动产生的切削力，以及铣制螺纹的Z轴切削力。因此，在铣削螺纹时，不仅会产生径向压力，而且存在轴向力。径向压力往往会对工具系统造成最多的问题，其中，夹持力不足引起的最常见问题是螺纹从顶到底呈现锥形。另一个问题是因挠曲力引起的刀具提前失效(大多数情况是切削刃崩刃)。
市场对更大螺纹长度(到2倍直径)的需求使问题进一步复杂化，立铣刀通常只能加工长径比(L/D)1-1.5的螺纹。此外，螺纹铣削通常都用于加工高强韧材料(如用于航空、石油钻探和医疗行业的各种合金材料)，这种高强度材料加上大长径比，对刀具夹头的刚性提出了很高的要求。
通常，许多螺纹铣削加工都采用ER弹簧夹头和直柄(而不是扁平柄)刀具。直柄很适合热装夹头夹持，而ER弹簧夹头的径向刚度比较差，此外，ER弹簧夹头在承载情况下径跳误差较大，因此容易造成螺纹锥形、刀具破损和刀具寿命缩短。Hatch说，Emuge的螺纹铣刀在柄部增加了一个平面，使其可以用于具有侧面锁紧螺钉的常规立铣刀夹头，目前大多数加工车间已经有这些夹头。
