熱縮刀柄的創新設計
2023-7-11 來源：伊斯卡技術經理 作者：Andrei Petrilin
在（zài）金屬切削刀具領域的認知中，刀具夾（jiá）持技術似乎停滯（zhì）不前。專家（jiā）們也表示，HSK刀柄的技術（shù）設計和應用的劃時代的變化早在三十年前就結束了。在切削刀具中，夾持是最保守的部分，很（hěn）少出現創新性的思考。那麽刀具夾持係統是否真的走到了死胡同，前景（jǐng）渺茫（máng）呢？
事實上盡管較為（wéi）緩慢，刀具夾持係統仍在發展。這種發展反映了現代金（jīn）屬加工的要求（qiú）。新的技術催生了對（duì）機床和切（qiē）削刀具的新（xīn）需求，從而產生了刀具夾持的解決方案，這些解決方案仍然是加工過程中不可或缺的一環，它將切削刀具與（yǔ）機床（chuáng）物理連接起來。盡管金屬切（qiē）削（xuē）的這一分支並（bìng）未發（fā）生實質性的變化，但前進的腳步並未停止且緊（jǐn）隨著新技（jì）術的發展步伐。
新（xīn）的發展
新的發展專注於提高刀柄及其機械係統的性能。機械係統的主要功能特性的改進包括強度（dù）、剛性、夾緊力、精度和（hé）減振性能幾個方麵。另一方（fāng）麵指的是新時代的金屬切削技術，該技術為金屬加工領域的創新奠定了基礎。
使用高速刀具係統是高（gāo）速加工（HSM）的特點。因此，設（shè）計和（hé）生（shēng）產帶（dài）動（dòng）平衡的刀柄，才能在不斷（duàn）增加的離心載荷下運行（切削），並滿足（zú）現代HSM高速加（jiā）工的要（yào）求。這使得熱縮刀柄處於金屬加工技術的前沿，並在設計生產前考量基本的理論平衡參數，滿足工程平衡概念。現代（dài）CAD係統環境中（zhōng）的三維建模大（dà）大擴展了工程平衡的（de）可能性。由於（yú）工（gōng）程平衡與（yǔ）虛擬物（wù）體有關，它就無法（fǎ）與真實的刀柄的“物理”平衡產生聯係。然而，工程（chéng）平（píng）衡設計減少了潛在產品的質量不平衡（héng），同時使“物理”平衡更加輕鬆。
在切削各種零件材質時，在切削部位有效（xiào）地輸送冷卻液可顯著提升冷卻和潤滑效果。從而合理提升加工參數、延長刀具壽命。提高冷（lěng）卻能力是刀柄技術進（jìn）步的另一個方向。將增材製造（AM）與計算機流動建模相結合成為了（le）流行趨（qū）勢（shì），為優化冷卻液輸送路徑開辟了新的前景。
此外，改進冷卻液輸送的理念也存在於冷卻液驅動的調速（sù）器中（zhōng），這個設計是通過加工中心的冷卻（què）係統實現的。這樣一來，便提升了機床進行高速加工的（de）能力，從而將機床效率提升至了一個新的高度。
有（yǒu）了模塊化刀具，即可實現采用有限的標準品來快速組成各種形式的刀具。從（cóng）而有助（zhù）於減少刀具的庫存以及對非標刀具的依賴。因此，多功能、可靠的模塊化刀具仍然是金屬加工領域發展的主題。
在加工（gōng）係統中，機床、刀柄、夾（jiá）具和工件的動態行為的優化，都有助於提（tí）高金屬加工性能。刀柄的減振性能在這一過程中起著重要作用，尤其是在長懸深的加（jiā）工應（yīng）用中，加（jiā）工中增加切削（xuē）速度和轉速對刀柄製造商提出了優化解決（jué）方案的要求。
現（xiàn）代加工的（de）數（shù）字（zì）化為未來的智能工廠奠定了（le）基（jī）礎，並突（tū）出了刀柄的數（shù）字（zì）部件。正（zhèng）是物理傳感器和傳統設（shè）備（bèi）、CAD/CAM中計算機建模的數字孿生的進步和虛擬製造係統（tǒng），以及物聯網（IoT）構成了現代金屬加工的新趨勢。改善加工工（gōng）藝的需求，促使刀柄製造商利（lì）用（yòng）虛擬刀柄模型重（chóng）新（xīn）對其產品進行優化設計和製造（zào）。
速度、冷卻和穩定性
伊斯卡的X-STREAM SHRINKIN刀具夾持係列目（mù）前包括SRX-CX熱縮夾持杆，該夾持（chí）杆帶有沿杆壁厚中的冷卻液噴射通道。
熱縮夾持設計起初用於高速加（jiā）工操作，其（qí）特點是最薄的熱縮夾持杆壁厚，帶直達切削刃的冷卻（què）液。伊斯（sī）卡的新款夾持設計擴展了刀（dāo）柄的應用範圍，尤其是（shì）在銑削深腔和方肩時（shí）。精準的高壓冷卻射流可以實現更（gèng）好的斷屑，以及（jí）控製鐵屑流向，避免（miǎn）損傷零件和刀具，也能有效防止（zhǐ）積屑瘤附著在（zài）切削刃口。這樣使得即便在外冷壓力（lì）不足的機床上也能實現深腔的高（gāo）效銑削加工。（圖1）
作為熱縮夾持理念的延續，伊斯卡推（tuī）出（chū）了帶錐形刀座的熱縮刀（dāo）柄（bǐng），可直接安裝在標準ER夾（jiá）頭和從動裝置上。該刀柄用於夾持直徑相對較小的（de）刀具（3-12 mm）。刀座的優化設計使得連接剛性可靠。刀（dāo）柄結合了熱縮的優勢、優異的冷卻液流向以及夾（jiá）持牢固（gù）的安裝，確保（bǎo）了刀具的高性能。（圖（tú）2）
NEOCOLLET是一個新的刀具（jù）夾持係列，它也成功（gōng）應用了在ER夾頭中安裝整體刀柄（bǐng）的概念，可以替代用常規（guī）彈簧夾頭來夾持刀具。
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高壓冷卻液驅動的（de）Micro 90 Jet主軸是一個小型（xíng）增速器，用於夾持刀具在常規難以觸達的區域（yù）進行加工，它僅由六個部件組裝而成。可以實現35000至53000 rpm的轉速，同時機床主軸保持待（dài）機狀態。（圖3）
WHISPERLINE鏜杆有一個內（nèi）置的防振機製，內帶有一個輔助質量浸沒吸收劑。該鏜杆可以在大懸伸下（xià）進行穩定（dìng）切削。伊（yī）斯卡推出了符合ISO26623標準的多邊錐形動力夾頭，適配VDI連接的刀柄和套筒式刀座，擴展了鏜杆夾持的解決方案。（圖4）
用於ER11夾頭的超精密（mì）彈簧夾頭和用（yòng）於液壓夾盤密封（fēng）減速套的新設計，拓展了伊斯卡刀具夾持（chí）係列中的（de）“常規”產品。
虛擬組裝
伊斯（sī）卡的電子樣本為伊斯卡標準產品提供了虛擬組裝和數字（zì）演示選項，包括刀柄及附件（jiàn），如拉杆螺栓、固定螺釘等。
由此可見，關（guān）於刀柄在金（jīn）屬加工行業停滯不前的說法為時過（guò）早。新的發展指的（de）並不是翻天覆地（dì）的變化，但發展的方（fāng）向迎合了金屬加工行業（yè）日益增長的需求，將刀柄帶到了一個全（quán）新的發展軌（guǐ）道上（shàng）。
伊斯卡刀具夾持技術的未來是振奮人心、充滿潛（qián）力的。隨著伊斯卡公司創新解決方案的不斷發展，刀柄（bǐng）將日益完善，能夠滿足現代金屬加工行業的需求。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係（xì）本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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