主軸的選擇與設計
首先,根據加工中心的主軸錐孔的分類,我們大致可以將主軸分為7:24錐度的主軸和1:10錐度的HSK真空主軸,所以在談主軸前,我們必須了解一下刀柄的分類。
一、7:24錐度的刀柄的分類介紹(我們通過刀柄的分類來進行介紹,因為主軸錐孔是和刀柄配合使用,刀柄的標準和規格也就對應了主軸的型號與規格):
1、NT型刀柄,也就是我們傳統型機床使用的刀柄,其對應的德國標準型號為DIN2080,其刀柄的拉緊形式是通過人工手動拉緊刀柄,不能實現機床的自動松緊刀柄和機械手換刀動作。這種類型的刀柄在我國老式的機床上使用較多,但是隨著科技的發展,越來越多的新研發機床基本上是不適用這種類型的刀柄了的,所以其對應的主軸在選型的時候也要慎重選擇。
2、JT型刀柄,對應的德國標準為DIN69871,這種刀柄據說是目前國內使用最多的標準之一,其分為A型和B型兩種,A型刀柄是中心內冷,B型刀柄是法蘭盤內冷,但其它尺寸是相同的。
3、IV或IT型刀柄,其對應的國際標準為ISO 7388/1,這種刀柄與JT型刀柄的尺寸基本上沒有區別,除了D4值(刀柄用于刀庫機械臂換刀時的卡口底徑大小),IV型D4值小于JT型D4值,所以IV型的刀柄可以用在JT型安裝的主軸上,但是反之則不行,有可能會與刀臂發生干涉,而導致無法自動抓刀。
4、BT型刀柄,這個刀柄對于的主軸是我個人選擇和使用最多的,也是國內現在使用最多的刀柄之一,這個是日本標準的刀柄,但是目前臺灣和大陸都很普遍的在使用,其安裝尺寸和規格與上述三種完全不同,不能混用,相對上述三種刀柄,BT型刀柄的對稱性結構使得其具有更好的高速穩定性能。
5、CAT型刀柄,這個對應的是美國標準ANSI B5.50型刀柄,其安裝尺寸和JT型類似,但少了一個楔缺口。
二、1:10的HSK真空刀柄(本人沒有使用過這種類型的刀柄,所以具體的使用情況也不是很了解,在這里提出來,只是作為一個知識點分享給大家)
HSK真空刀柄對應的德國標準是DIN69873,其有六種標準和規格:即HSK-A、HSK-B、HSK-C、HSK-D、HSK-E、HSK-F等,比較常用的有三種:HSK-A(帶內冷自動換刀)、HSK-C(帶內冷手動換刀)、HSK-E(帶內冷自動換刀,高速型)。
上述兩種刀柄的比較:7:24錐孔型刀柄是依靠7:24的刀柄錐面和機床主軸孔的7:24內孔錐面直接接觸定位連接的,在高速加工、連接剛性和重合精度三個方面都有一定的局限性,但1:10錐度的HSK真空刀柄不但有1:10的刀柄錐面和機床主軸孔的1:10內孔錐面接觸定位,同時刀柄的法蘭盤面與主軸面也緊密接觸,這種雙面接觸結構使得HSK型刀柄在高速加工、連接剛性和重合精度三個方面都優于7:24錐度的刀柄。
我們做一個設備的設計,通常除了要確認設備的使用要求外,功能部件的選擇盡量要按大眾化,普遍化來選擇,因為這樣的選擇成本是最低的,無論是在前期的選型采購過程中,還是在后期的使用與維護過程中都是如此。
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