高速切削刀具相关的几个加工刀具技术的应用

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1、高速切削时旋转刀具的刀柄系统

　　加工中心等NC机床多年来一直采用7：24实心锥柄工具系统，这种实心锥柄 具有以下缺点：

　　（1）由于只靠锥面结合刀柄与主轴的联接刚性较低，主轴转速超过10000转/分时，联接刚性的不足更为明显；

　　（2）当采用ATC方式安装刀具时，重复定位精度较低，难以实现高精密加工；

　　（3）当主轴高速回转时，主轴前端在离心力作用下会发生膨胀，易导致主轴与刀柄锥面脱离，使径向跳动急剧增大（可达15μm），易发生安全事故。

　　为解决这一问题，开发了采用锥部和主轴端面同时定位的双定位式刀柄如、德国的HSK空心刀柄锥部定位，并使机床主轴端面贴紧，其重复定位精度较高，轴向可达0.001mm，在高速转动产生的离心作用时刀柄会牢固锁紧，其径向跳动不超过5μm，可保持较高的静态和动态刚性。HSK结构已列入国际标准，被不少国家应用到工具系统之间的连接上。

　　2、模块或工具系统是数控刀具连接结构的一个重要环节

　　通过不同模块的组合，用尽可能少的模块组成一个功能全、柔性好的工具系统，实现高精度、高刚性并能快换的连接结构，可以显著提高机床的利用率，使机床的机动时间在生产节拍中的比例提高10-30%。目前，世界各国大工具厂家开发了许多工具系统，各有优缺点，应有选择的应用。

　　3、刀具监控系统

　　刀具的监测技术对于高速切削加工的安全性十分重要。刀具监测技术主要包括通过监测切削力以控制刀具磨损；通过监测机床功率以间接获得刀具磨损信息；监测刀具断裂（破损）等。对于切削过程进行监控是先进制造技术走向更高程度的自动化甚至无人化，提高数控机床利用率，保证加工质量，防止意外事故的重要手段。引入现代的微电子传感器、计算机和信息技术对切削过程进行可靠的监控是现代金属切削技术发展的又一特征。

　　4、刀具管理系统

　　刀具的管理系统是柔性制造系统（FMS）中必不可少的重要组成部分，已在各国特别是工业发达国家中得到了广泛的应用。刀具管理处于一个动态变化过程，其主要包括以下几方面的内容：

　　（1）刀具的贮存，运输和交换；（2）刀具的分配与调度；（3）刀具的监控；（4）刀具的信息管理。刀具是加工中心进行金属切削的主要工具，它的使用是否最佳，调度是否合理，管理是否完善，控制是否有效，对整个柔性制造系统（FMS）的利用率，生产效率和生产质量都将产生很大影响。

　　5、刀具刃口钝化问题应引起重视

　　目前我国绝大部分可转位刀片刃口未经钝化处理，刀具耐用度低，刀具消耗费用大。而从国外引进的刀片生产线都带有刀片刃口钝化机，经钝化后的刀片刃口微观缺口彻底消除，有效的增加了刃口强度，其刀具耐用度一般提高20%以上至1倍。其特点是：采用齿轮减速电子调速电机传动的行星机构，使刀片自转并公转，由高速旋转的含磨料尼龙盘刷钝化刀片刃口，采用时间继电器控制钝化时间和袖珍显微镜检测刀片刃口钝化参数，该小型可转位刀片刃口纯化机结构设计紧凑合理、灵巧可靠、操作方便，适于刀片制造部门和机械加工车间应用推广。