刀數控刀具常用工具錐柄標準簡介

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   時間:2014-03-12 02:33:59
刀數控刀具常用工具錐柄標準簡介簡介
隨著數控金切機床的廣泛使用,與之配套的數控刀具使用量也在不斷增加。由於我國多年來從不同國家引進了大量數控機床,而這些機床採用的工具錐柄標準不……
刀數控刀具常用工具錐柄標準簡介正文

  隨著數控金切機床的廣泛使用,與之配套的數控刀具使用量也在不斷增加。由於我國多年來從不同國家引進了大量數控機床,而這些機床採用的工具錐柄標準不盡相同,這就給用戶(尤其是剛接觸數控金切機床的新用戶)選用數控刀具帶來一些困難和問題。本文根據筆者手頭收集到的一些相關標準作一簡要介紹,希望有助於增加讀者對數控刀具常用工具錐柄標準的了解和掌握。
   目前,數控銑床和鏜銑加工中心使用最多的仍是7∶24工具錐柄。但在高速加工機床上,1∶10空心短錐柄的使用正日益增多。對於車削中心和車銑中心,則以1∶10短錐柄使用較多(車削中心使用的CZG圓柱柄工具系統不屬本文討論範圍)。
   自動換刀機床常用的7∶24工具錐柄標準主要有:中國國家標準GB 10944-89「自動換刀機床用7∶24圓錐工具柄部40、45和50號圓錐柄」;國際標準ISO 7388/1:1983(40、45和50號工具錐柄)和ISO 7388/3:1986(30號工具錐柄);德國標準分DIN 69871-1:1995(30、40、45、50和60號工具錐柄)和DIN 69871-2(40、45、50、55和60號工具錐柄)兩種;日本現行標準為JIS B 6339:1998(30、35、40、45、50、55和60號工具錐柄),用於代替日本工作機械工業會標準MAS-403:1975(40、45、50和60號工具錐柄);美國現行標準為AMSE B5.50-1994(30、40、45、50和60號工具錐柄),用於代替ANSI/AMSE B5.50-1985標準。
   手動換刀用7∶24工具錐柄的常見標準有國家標準GB 3837.3-83和國際標準ISO 297-82,以及機械行業標準JB 3381.1-83。
   1∶10空心工具錐柄目前已有國家標準GB 19449.1-2004「帶有法蘭接觸面的空心圓錐介面第1部分:柄部—尺寸」。它等同採用了國際標準ISO 12164-1:2001的內容。原德國標準DIN 69893-1:1996已被新的標準DIN 69873-1:2003代替,新的德國標準也等同採用了國際標準ISO 12164-1:2001的內容。其它常見結構的1∶10工具錐柄基本採用企業標準,具有壟斷性,如美國肯納公司的KM型系列、瑞典山特維克公司的Capto系列、德國瓦爾特公司的NOVEX系列等。
   自動換刀機床用7∶24工具錐柄的中國國家標準GB 10944-89是參照採用國際標準ISO 7388/1:1983制定的,除對極個別項目數據進行了圓整(如尾部螺紋底孔深度13)或未規定數據(如法蘭上的鍵槽根底倒角)外,其它數據完全相同。而國際標準ISO 7388/1:1983又是參照德國標準DIN 69871-1的A型工具錐柄制定的,所以這三個標準的外形尺寸相同。在國內,其工具錐柄的代號為「JT」。其特徵是:法蘭厚度較小;有一裝刀用的定位缺口;兩個端鍵槽為不對稱分佈。
   自動換刀機床用7∶24工具錐柄在德國標準DIN 69871-1中分為A型、AD型和B型三種:A型為螺紋底孔不通的;AD型為螺紋底孔貫通的;B型為法蘭端面供水的。而DIN 69871-2則只有C型一種,為雙平行法蘭、無V型槽的,現在已很少採用。其工具錐柄代號雖然標準中未作規定,但在德國其代號通常稱為「SK」。
   自動換刀機床用7∶24工具錐柄的日本標準JIS B 6339:1998雖已替代了日本工作機械工業會標準MAS-403:1975,但由於其主要外形尺寸相同,對使用基本沒有影響,所以在不少製造商的樣本上仍然標註MAS-403標準代號,而未標註JIS B 6339。但應注意,這兩個標準所用的拉釘是不同的。其工具錐柄代號為「BT,特徵為:法蘭厚度較大;V型槽非對稱分佈,靠近工作部分一側;兩個端鍵槽對稱分佈;端鍵槽不銑通。
   自動換刀機床用7∶24工具錐柄的美國標準AMSE B5.50-1994已替代了ANSI/AMSE B5.50-1985,同樣,由於外形尺寸相同,很多製造商在樣本上仍標註ANSI/AMSE B5.50,或只標註ANSI。其工具錐柄代號雖然標準中未作規定,但通常稱為「CAT」,其特徵為:法蘭厚度較小;兩個端鍵槽為非對稱分佈;在一個端鍵槽的底面上鑽有識別孔,用於刀具定位。其尾部螺紋應為UNC制螺紋,國內製造商為方便用戶使用,改為對應的公制螺紋,其它尺寸不變。
   手動換刀用7∶24工具錐柄的中國國家標準GB 3837.3-83是等同採用國際標準ISO 297-82制訂的,其特徵為:法蘭上無V型槽,兩個端鍵槽為對稱分佈,錐柄小端帶圓柱尾,工具錐柄部分的長度較大。在國內,其工具錐柄代號為「ST」。用於通用銑床。
   手動換刀用7∶24工具錐柄的機械行業標準JB 3381.1-83是用於無機械手和刀庫的數控銑床的工具錐柄。其特徵為:法蘭上無V型槽,兩個端鍵槽對稱分佈,錐柄小端不帶圓柱尾。在國內,其工具錐柄代號也為「ST」,因此很容易與帶圓柱尾的7∶24工具錐柄相互混淆,因此用戶在訂貨時必須說明是否帶圓柱尾(哈量集團樣本規定為「WST」,以示區別)。雖然該標準已被國家標準GB 10944-89替代,但用戶仍有需求,因此建議在以後的標準修訂或制定時,解決該標準的合法性及其工具錐柄代號命名問題。
   除帶圓柱尾的手動換刀用7∶24工具錐柄不用拉釘外,上述其它7∶24工具錐柄均需安裝拉釘才能使用,其外形尺寸取決於所採用的標準。
   國家標準GB 10945-89「自動換刀機床用7∶24圓錐工具柄部40、45和50號圓錐柄用拉釘」是參照國際標準ISO 7388/2-1984制訂的,外形尺寸相同,分為A型和B型兩種:A型拉釘的拉緊面斜角為15°,用於不帶鋼球的拉緊裝置,代號為「LDA」;B型拉釘的拉緊面斜角為45°,用於帶鋼球的拉緊裝置,代號為「LDB」。二者均帶貫通孔,用於冷卻液流通。
   德國標準DIN 6988-1987的拉釘有A型和B型兩種,A型帶貫通孔;B型不帶貫通孔,但有密封圈用環形槽,以防止冷卻液從尾部泄漏。兩種拉釘的拉緊面斜角均為15°,用於不帶鋼球的拉緊裝置。
   日本標準JIS B 6339:1998的拉釘只有一種型式,拉釘的拉緊面斜角為15°,用於不帶鋼球的拉緊裝置,代號為「xxP」。日本工作機械工業會標準MAS-403的拉釘則有Ⅰ型和Ⅱ型兩種:Ⅰ型拉釘的拉緊面斜角為30°,用於不帶鋼球的拉緊裝置;Ⅱ型拉釘的拉緊面斜角為45°,用於帶鋼球的拉緊裝置。使用時應注意,這兩種拉釘的頭部長度比JIS B 6339:1998標準的拉釘頭部直徑小,頸部長度長,其代號為「PxxT」。
   美國標準AMSE B5.50-1994的拉釘只有一種型式,拉釘的拉緊面斜角為45°,且凸緣與螺紋之間無定心圓柱。螺紋應為UNC制螺紋,國內製造商為方便用戶使用,也改為對應的公制螺紋,其它尺寸不變。
   1∶10空心短圓錐柄的國際標準ISO 12164-1:2001基本採用了德國標準DIN 69873-1的方案。主要不同之處是:將柄部錐度由1∶10改為1∶9.98,以確保錐柄與安裝孔配合時大端直徑先接觸;只規定了大端直徑的理論正確尺寸,取消了大、小端直徑及其公差;取消了大、小端直徑間的距離尺寸;改變了尾部端鍵槽倒圓角的標註方法;在規範性附錄中規定了錐柄與法蘭端面的空刀槽的型式和尺寸;在資料性附錄中建議了平衡區域。遺憾的是沒有規定錐柄的錐度公差和大端直徑公差。它分為A型和C型兩種:A型用於自動或手動換刀;C型只能用於手動換刀。由於採用錐面和端面雙重定位,軸向和徑向定位精度較高;通過尾端的鍵與錐面、端面的摩擦傳遞扭矩大;錐柄長度短、重量輕、換刀快;由於適合高速機床使用,因此得到迅速推廣。
   雖然美國肯納公司的KM型1∶10空心短圓錐柄出現較早,但由於存在結構和工藝缺陷,因此未能被採用為ISO標準,目前在數控車床上應用較多。
   瑞典山德維克公司的Capto系列、德國瓦爾特公司的NOVEX系列等屬於企業性標準,其應用有一定局限性,在此不作介紹。

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