在機(jī)械加工行業(yè)中貌嫡，按刀具夾頭夾持刀具柄部的方式不同秸讹，一般可以分為螺釘側(cè)固式、彈簧襯套式和液壓式三種棋蚌。螺釘側(cè)固式夾頭主要用于立銑刀等刀具的夾緊嫁佳，同軸度最差；彈簧夾頭則大量用于絲錐谷暮、鉆頭蒿往、甚至鉸刀等孔加工刀具；液壓式刀具夾頭的精度及各方面性能指標(biāo)最高湿弦，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜瓤漏，價(jià)格也最貴，主要用于鉸孔和有特殊要求的鉆孔及銑削加工颊埃。

隨著機(jī)加工技術(shù)的發(fā)展蔬充，近十年來(lái)，歐美一些國(guó)家的刀具供應(yīng)商先后研制成功了熱裝式刀具夾頭（SHRINK-FIT）和TRIBOS刀具夾頭（德國(guó)雄克公司的專利產(chǎn)品）班利，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單饥漫，價(jià)格便宜，而精度可與液壓夾頭相媲美罗标。

我公司在2004年底缸體專機(jī)生產(chǎn)線的改造過(guò)程中拍斜，選用了一部分熱裝式刀具夾頭（HSK63），裝夾在鉆頭过拿、鉸刀和立銑刀等刀具上惹炕，用于長(zhǎng)油孔的鉆孔加工，并為此購(gòu)買了熱裝式夾頭對(duì)刀儀祸铁。從實(shí)際使用效果來(lái)看睦氧，刀具的旋轉(zhuǎn)精度有所提高，刀具壽命得到延長(zhǎng)告锅，基本上解決了改造以前鉆頭頻繁折斷的問(wèn)題±看耍現(xiàn)在，在公司的其他新項(xiàng)目中已推廣熱裝式刀具夾頭守迫，反映較好艘赂，只是偶爾出現(xiàn)刀具無(wú)法插入的情況渤尚。經(jīng)過(guò)分析，我們認(rèn)為可能的原因有：刀具夾頭內(nèi)徑尺寸問(wèn)題听誓；刀具柄部尺寸或形狀精度沒(méi)有達(dá)到要求催杆；刀具夾頭內(nèi)孔未清理干凈等。為確保加工質(zhì)量瑞你，我們建議盡量選擇知名品牌的刀具夾頭產(chǎn)品酪惭。

除了生產(chǎn)線中已經(jīng)采用的熱裝式刀具夾頭，借鑒韓國(guó)現(xiàn)代公司TRIBOS刀具夾頭的使用經(jīng)驗(yàn)者甲，從2005底開(kāi)始春感，我們?cè)谏綎|動(dòng)力總成生產(chǎn)基地缸蓋柔性線上，開(kāi)始推廣使用TRIBOS刀具夾頭虏缸，主要用于鉆孔鲫懒、鉸孔等工位。但使用的時(shí)間較短刽辙，經(jīng)驗(yàn)不太豐富窥岩，目前遇到的問(wèn)題和熱裝式夾頭一樣，偶爾發(fā)生刀具拆裝困難的情況宰缤。主要原因是：刀具柄部的尺寸精度和形狀精度不達(dá)標(biāo)颂翼；夾緊力和夾緊點(diǎn)可能選擇的不正確。

總體來(lái)說(shuō)慨灭，這兩種刀具夾頭達(dá)到了我們預(yù)期的效果朦乏。下面著重對(duì)它們的裝夾原理、特點(diǎn)挡医、性能等進(jìn)行分析溢扳。

兩種夾頭的裝夾原理

兩種刀具夾頭的夾持力都來(lái)自于材料的彈性變形炸笋，但結(jié)構(gòu)和裝刀方法不同训癌。

TRIBOS刀具夾頭的裝夾原理如圖1所示：

圖1 TRIBOS刀具夾頭的裝夾原理

圖1-1：刀具夾頭用于夾持刀具的一端在自然狀態(tài)下內(nèi)孔（圖中紅色部分）呈不規(guī)則的三角形或凸輪的形狀，此時(shí)與其相配合的刀具無(wú)法插入地毁；

圖1-2：在外圓上與“三角形”內(nèi)孔的三個(gè)“頂點(diǎn)”相對(duì)的位置娶匠，用特殊工具施加適當(dāng)?shù)耐饬Γ蛊洚a(chǎn)生彈性變形唠延，此時(shí)內(nèi)孔呈規(guī)則的圓形炭答，而外圓則呈不規(guī)則的“三角形”；

圖1-3：保持夾緊力不變袜簇，將刀具（圖中綠色部分）插入刀柄中匾颁，調(diào)整刀具長(zhǎng)度；

圖1-4：釋放外力枷量，由于彈性恢復(fù)的作用帮观，使得刀具的柄部和刀具夾頭的“三角形”內(nèi)孔之間產(chǎn)生如圖所示的“三點(diǎn)”接觸污益，從而起到了夾緊刀具的作用。

圖2 是一典型的TRIBOS夾頭先口。

圖2 典型的TRIBOS刀具夾頭

熱裝式刀具夾頭的工作原理很簡(jiǎn)單型奥，如圖3所示，其夾持刀具的一端內(nèi)孔被加工成簡(jiǎn)單的內(nèi)圓形狀碉京。該內(nèi)圓的直徑會(huì)比刀具柄部的直徑稍小厢汹。通過(guò)特殊設(shè)備加熱到一定溫度，使其內(nèi)孔膨脹谐宙，產(chǎn)生足夠的間隙后烫葬，裝入并調(diào)整刀具，冷卻凡蜻。由于夾頭材料收縮厘灼，刀具被牢牢地夾持，其夾持原理亦是根據(jù)材料的彈性恢復(fù)咽瓷，但夾頭與刀具柄部的接觸面積遠(yuǎn)大于TRIBOS夾頭设凹。

圖3 熱裝式刀具夾頭及實(shí)物平剖圖

對(duì)刀具和調(diào)刀的特殊要求

由于兩種刀具夾頭內(nèi)孔的伸縮量有限，TRIBOS夾頭內(nèi)孔的伸縮量為直徑的3‰左右茅姜，熱裝式夾頭可以根據(jù)材料在300℃的熱膨脹系數(shù)計(jì)算得出闪朱。刀具柄部直徑變化過(guò)大會(huì)影響裝夾和正常使用，所以要求刀具柄部達(dá)到h6級(jí)尺寸精度引妖，并保證較好的形狀精度冕泡，以及具有足夠長(zhǎng)的、完整的圓柱形狀缚迟。同時(shí)這兩種夾頭都需要特殊設(shè)備來(lái)輔助拆裝和調(diào)整刀具刑评。

目前，熱裝式夾頭一般用感應(yīng)線圈加熱的方式來(lái)完成拆裝工作灭奉。為了提高效率且恼，一般會(huì)配備水冷系統(tǒng)對(duì)刀夾進(jìn)行快速冷卻，同時(shí)也是為了降低燙傷的風(fēng)險(xiǎn)过任，有效地保護(hù)操作者捉寻。

TRIBOS夾頭的裝刀裝置也不復(fù)雜，但夾緊力的設(shè)定非常關(guān)鍵江眯，否則會(huì)損害夾頭硼洁。

近年來(lái)，以德國(guó)ZOLLER 公司為代表的對(duì)刀儀生產(chǎn)商針對(duì)這兩種刀具夾頭開(kāi)發(fā)并完善了可以進(jìn)行拆裝东摘、調(diào)整以及測(cè)量的新型對(duì)刀儀欢策。這種新型對(duì)刀儀使得刀具預(yù)調(diào)工作變得容易，而且通過(guò)程序控制可以防止溫度過(guò)高（熱裝式）或夾緊力過(guò)大（TRIBOS）赏淌。對(duì)刀儀的這種防錯(cuò)功能非常有必要踩寇。當(dāng)然也可以單獨(dú)購(gòu)買拆裝兩種刀柄的簡(jiǎn)易設(shè)備鸟废，在簡(jiǎn)易設(shè)備上進(jìn)行刀具的粗調(diào)之后，再利用普通對(duì)刀儀精確測(cè)量姑荷，獲得CNC設(shè)備所需的刀補(bǔ)尺寸盒延。

兩種夾頭的共同優(yōu)點(diǎn)

1、 精度高：徑向跳動(dòng)小于0.003mm鼠冕；

2添寺、 高性價(jià)比：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低懈费，所以價(jià)格便宜计露，熱裝式夾頭的價(jià)格還不到液壓夾頭的1/3；

3憎乙、 沒(méi)有用于夾緊刀具的附件票罐，不需要維修，使用非常方便泞边；

4颖喧、 適合高速切削：其轉(zhuǎn)速可以達(dá)到55000r/min。在高速高精度加工中顾惹，刀具系統(tǒng)的動(dòng)平衡非常重要铅坚，這兩種夾頭簡(jiǎn)單對(duì)稱的結(jié)構(gòu)可以很容易達(dá)到高水平的動(dòng)平衡指標(biāo)，這樣就可以在機(jī)床和刀具允許的范圍內(nèi)選用高轉(zhuǎn)速進(jìn)行高效率切削厉亥。不過(guò)這一特點(diǎn)和液壓刀具夾頭比并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)兰斑，因?yàn)槟壳霸?a target="_blank" class="mmstipa1" >汽車零件加工中，常用機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速一般都在20000r/min以內(nèi)藏趁，小直徑刀具的最高轉(zhuǎn)速也只是15000r/min左右修暑，在模具加工行業(yè)會(huì)稍高些，接近或達(dá)到30000r/min谎雷；

5奥唯、 適合加工工件上比較深的、需要刀具夾頭通過(guò)狹窄空間才能到達(dá)的部位婚乌，這是普通的傳統(tǒng)夾頭很難做到的拗疯。而熱裝式夾頭和TRIBOS夾頭因其夾持刀具部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單擒蝎，可以很容易做成細(xì)長(zhǎng)的形狀中姜，避免幾何干涉。對(duì)于在型腔內(nèi)部的孔或面的加工來(lái)說(shuō)跟伏，變得相對(duì)比較容易丢胚，而且由于縮短了不必要的刀具長(zhǎng)度，減少了用長(zhǎng)刀具帶來(lái)的對(duì)圓跳動(dòng)的放大作用受扳，刀具本身可以獲得較高的精度携龟。這樣既提高了刀具壽命又節(jié)約了刀具材料兔跌，從而達(dá)到增效降本的目的。

兩種夾頭性能比較

依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)峡蟋，我們對(duì)熱裝式夾頭和TRIBOS夾頭的性能進(jìn)行了比較分析坟桅，如表1所示。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述蕊蝗，這兩種刀夾在實(shí)際生產(chǎn)中仅乓，可以有效地降低刀具成本，提高生產(chǎn)效率蓬戚。如果在較大的新項(xiàng)目中廣泛采用夸楣，即使包括購(gòu)買特殊型式的對(duì)刀儀在內(nèi)，亦可降低項(xiàng)目的刀具投資如麦。

當(dāng)然忱确，技術(shù)人員在刀具選型的過(guò)程中，除了要充分了解各種刀具夾頭的特點(diǎn)聂挚，還要結(jié)合本單位的實(shí)際情況綜合考慮唐耿，只有這樣才能制定出最佳的解決方案。

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