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技術創新推動（dòng）了刀具夾持（chí）的革（gé）命
發布時間：2013-5-27
八十（shí）年（nián）代以前，大多（duō）數機床都是手動換刀（dāo），費時又費力。隻有（yǒu）在比較現代（dài）的加（jiā）工中心，才逐步實現了通過刀庫自動換刀。拆卸大型附（fù）件、刀具和方（fāng）杆刀具（jù）或者（zhě）在機床上更換可（kě）轉（zhuǎn）位刀片，都需要耗費很長的停機（jī）時間。采用小而（ér）輕的切削單元，並結合（hé）快（kuài）換（huàn）工具接口的係統以前聞所未聞（wén），因為這種技術（shù）在當時才剛剛起步。
這種（zhǒng）技術直到有了模塊化工具係統以後，通過在切削刀具和機床夾緊單元（yuán）創新（xīn）采用先（xiān）進的（de）接口才得以實（shí）現。 采用刀具夾持創新技術，可以快（kuài）速手動換刀，現代的主軸接口可以用於（yú）自（zì）動換刀，同時，實現了刀具係統的模塊化。
模（mó）塊化工（gōng）具係統的出現是源於數（shù）控機床的發展，特別是六十到七十年代（dài），車床取得了長足發展。 五十（shí）年代，美國（guó）開始研發（fā）數控技術，並（bìng）應用在加工中心和車床上。到了六十年（nián）代中期，美國境內出售的機床中有15％是數控機床，此後數年得到飛速發展。當時，歐洲和亞洲幾乎沒（méi）有（yǒu）生產數控機床，但是到1967年，出現了急劇（jù）向上的轉折點，數控機床開始迅猛發展。為了滿足人們更加充分利用生產設備的需要，人們開發出了生產率更高、更昂貴的機床，模塊化工具係統就在這大背景下應運而生。
中等（děng）規（guī）模加工車間的數（shù）控機床，平均實際切削時間隻占到（dào）機床總體可用生產時間的8%。刀具安裝、換刀和（hé）刀具測量所花費的時間占（zhàn）總可用時間的五分（fèn）之（zhī）一。 人們很早就意識到了這一點，正因如此，改善機床（chuáng）利（lì）用率以及提高生產效率的潛（qián）在需求推升了數控機床的迅猛增長（zhǎng）。
無論是（shì）為新工序的生產準備還是更換新刀具，切削刃能否準確定位都至關（guān）重要。隻有在確定切削刃的精確坐標後（hòu），才能開始進行正確加工，否（fǒu）則不僅（jǐn）刀具的使用存在風（fēng）險，加工出的零件尺寸（cùn）也沒有保證。 因此，切削刀具的準確定位（wèi）對新機床而言顯得尤為重要。 當時人們采用了幾種方式來應對（duì），因為這並不是一個新問題，在數控（kòng）技（jì）術問世前，人們就已經有（yǒu）針對車床和仿形車（chē）床高效（xiào）換刀的需求了。
根（gēn）據當（dāng）時的情況和對數控的需求，人們開發（fā）了一係列刀架，能夠夾持現成的方杆刀具並（bìng）且可以在（zài）機床外預設（shè）刀具。 刀架可安裝在刀機床刀板或轉塔上，按預定刀具位置定位。精度相對較準確，並且可（kě）在安裝之後校對（duì）切削刃位置，或直接進行粗加（jiā）工（gōng）。 但是，這些刀架在精度方（fāng）麵（miàn）受（shòu）限較大，占用大量的機床空間、成本高、重量大。幾乎不能快（kuài）速更換工具係統，更談不上效率。
七十年代的另一種解決方案是采用高質量的工（gōng）具係統，其中采用的方杆刀柄（bǐng）磨削到相當高地精度，並與特別定製的刀座配合在機（jī）床上使用。 如果刀具預（yù）先（xiān）設置好，在裝配刀（dāo）具或換（huàn）刀時，就有比較高的精度。 但是，由於存在大量不同類型的（de）機床，因此（cǐ）有必要與所有機床（chuáng）製造廠一起，討論如何確定刀具在刀架和刀塔上（shàng）的基準點。 另一種方式是在方刀（dāo）杆上（shàng）安裝可精確調節的精調機構，用於徑向和軸向的微調。快換還是無法實現。
當時出現的另（lìng）一（yī）個趨勢是實現自動化。 早期的加工中心采用機械式抓刀臂，將刀具安（ān）裝在一致的錐柄上，刀具在主軸和刀具庫之間實現交（jiāo）換。 車（chē）床實現自動化的願望，與實現加工靈活性的（de）需（xū）要，與日（rì）俱增。
到了八十年代，開發出了第一套真正意義上的模塊（kuài）化工具係統 —— 可互換、最小化切削刀具數量、並且推出了機床接口端的夾緊機構。 由於所（suǒ）有的組件能單獨拆除和連接（jiē），所以（yǐ）通過接口（kǒu）可實現多種不同的功能。
七十（shí）年代（dài）末期，經過多年（nián）的研發，山特維克可樂滿推出了第一個模（mó）塊化工具係統方案： 嵌入式工具係統（Block Tool System）。該工（gōng）具係統創新采用獨特的新型接口作為切削單元和夾緊機構之間（jiān）的連接。 該係統最關鍵的特點和優（yōu）勢在於大大提高了精度、穩定性和快速換刀的（de）能力。將切削單（dān）元（yuán）裝入夾緊（jǐn）單元（yuán）內（nèi），通過中心拉杆逆著法蘭麵拉緊（jǐn）。 這種設計使得在徑向、軸向和切線方向的支撐（chēng）最大化，與（yǔ）類似的整體刀柄相比，刀（dāo）具夾持（chí）更加穩定牢（láo）固。
接口（kǒu）的製造保證了徑向重複（fù）精度為（wéi）±0.002 mm，軸向和中心高方向的重（chóng）複精（jīng）度（dù）為±0.005 mm，有（yǒu）兩種方式可達到（dào）較高的重複（fù）精度： 一種方式是預先測量切削刃位（wèi）置，當切削刀（dāo）具裝入機床時，在機床數控係統中（zhōng）輸入刀具補償（cháng）量。 另（lìng）一（yī）種方式是在裝（zhuāng）入機床前，通過（guò）預先設置的切削刀（dāo）具，達到想要的（de）切削刃位置。 總之，在更換刀具時（shí），接口可保證刀具在機床上的準確定位。
該工具係統的最大優勢在於，與傳統方式相比，裝刀時間縮短（duǎn）一半，刀具更換時間減少為三分之一，而且對刀測量時無（wú）需停機。當然，由（yóu）於（yú）刀具裝夾方便快捷，因此加（jiā）工車間完全可重新規劃加工（gōng）計劃，例如減少批次零（líng）件（jiàn）數量（liàng）、加工更多種類零件（jiàn）的批次。這些都是因為刀具快換所帶來的益處。對於（yú）大批量生產的作用在（zài）於（yú）減（jiǎn）少停機時間，這樣一來，能為車（chē）間額外增加成千上萬小（xiǎo）時用於有效切削。
嵌入式夾緊單（dān）元的產品分類可適用於多種機床類型，並在一個加工車間內的部分機床實現實現快換。通過外驅（qū）動（dòng）執行夾緊/鬆開動作的半自動換刀，以及通過刀具庫實現全自動換刀。嵌入式工具係統是（shì）刀具更換的一次技術革命，贏得了（le）業內廣泛認可，現在仍有部分應用沿用至今。但是（shì），該（gāi）係統有一個缺點（diǎn）——僅局限於在車床上使用的非旋轉刀具。有缺陷就有發展，這（zhè）一點也加快了（le）開發模塊化工具係統的（de）下一階段工作，其中包括了旋（xuán）轉刀具。
山特（tè）維（wéi）克可樂滿（mǎn）於1990年推出了全新（xīn）的模塊化工（gōng）具係統，涵蓋了所有類型的刀具。該（gāi）係統是一種全新的開創性理（lǐ）念（niàn），得到更加廣泛的認可，並且成為一種ISO標準。 Coromant Capto是一（yī）個拉丁語單詞，有“抓取、捕捉”的意思。
模塊化工具係統對於非旋轉刀具而言（yán）非常重要，原（yuán）因是（shì）其實現了快換。那麽，它對於旋轉刀具而（ér）言（yán）又有哪些（xiē）優勢呢？
特別是對加工中心而言，模塊化（huà）工（gōng）具係統提供了更佳的靈活性，通用性強（qiáng），根據工序需求提（tí）供優化的刀具長度，並且采用集成（chéng）式刀柄，進（jìn）一步優化了性能，可以配合使用多種直徑的接柄以及減振接柄。用於各種加工應用以及各種類型機床，這可減少刀具庫存和降低成本。一套刀具（jù）係統即可通用於所有的機床類型（xíng），當然也能在機床上實現快（kuài）速換刀。另外，也針對多任務機床、銑車機床、車削中心和立式（shì）車床開發了多種應用。
如今，Coromant Capto的產品係列和應用場合非常廣泛。接口尺寸範圍從 C3至C10，大多數加工應用采用模塊化係統，效率非常高。現在，對於在車削中心采用快換係統的（de）需求（qiú）與日俱增（zēng），包括旋轉刀具應用。我們也提供針對機床製（zhì）造商刀塔選項的刀座配置，從（cóng）而實現在車削中（zhōng）心機床上的快換係（xì）統。
Coromant Capto接口類（lèi）似一個（gè）三棱錐麵，主要特點是整個周長上（shàng）的直徑相同。由於（yú）雙麵接觸並采用過盈配（pèi）合，法蘭端麵經過磨削以及磨削的三棱錐麵使其具有良好的穩（wěn）定性。三棱錐麵接口采用預緊方式，進行了高精（jīng）度磨削。四瓣式的抓刀凹（āo）槽用於（yú）自動換刀以及當刀具（jù）需（xū）要角向定位時所需的定位槽，例如一些車削應用。冷卻液從內部供應，冷卻液通過主軸直達切削刃口，采用高壓冷卻加工也（yě）是一種選擇，同時，采用Coromant Capto接口的主軸用於旋轉刀具（jù）也（yě）是一個非常重要的特點。
作（zuò）為一種（zhǒng）真正意義上的模塊（kuài）化工具係統，Coromant Capto創新技術的主要優勢之一是高剛性，它具有極佳的抗彎抗性，可靠的扭矩傳輸以（yǐ）及高精度。整個（gè）接口部分無任何鬆動組件，切削單（dān）元自定心。三棱錐和法蘭端麵具有很大的接觸表麵麵積，因此壓力分（fèn）布均勻、換刀（dāo）便（biàn）捷、定位精度高、跳動量小、安全性高以及良好的刀具設計（jì）平衡。
刀具夾持領域的最新技術是在模塊化工（gōng）具係統內再集成模塊化。這取決（jué）於刀具裝配的尺寸和機床主軸，以及新型的接（jiē）口—— 例如可換頭接口和鋸齒型鎖緊（SL）切削頭，山特維克可樂滿推出了兩種創新的接口—並（bìng）作（zuò）為Coromant Capto接口的補充。這是模（mó）塊化工具係統、主軸接（jiē）口和（hé）快速手動換刀創新理念的再次創新。
Coromant Capto創新技術具有以（yǐ）下三點主要意義：它是在車床上快速（sù）更換切削單元的基礎；是在機床主軸上內置旋（xuán）轉接口的依據；也是進（jìn）行刀具優化以適合各種應用場合的絕佳方法。