專利名稱：工具系統(tǒng)雙面接觸夾緊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與工具系統(tǒng)與機(jī)床主軸的連接方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)高速重載切削加工的需求，工具系統(tǒng)和機(jī)床主軸連接的方式由單面接觸夾緊/約束原理向雙面接觸夾緊/約束原理發(fā)展，近年國際標(biāo)準(zhǔn)推行的1∶10空心短錐柄HSK工具系統(tǒng)、日本大昭和公司開發(fā)的7∶24的BIG-PLUS工具系統(tǒng)均符合雙面接觸夾緊工作原理；在機(jī)床主軸夾緊力的作用下，機(jī)床主軸的錐孔內(nèi)錐面和端面，分別與工具系統(tǒng)柄部的外錐面和端面同時(shí)接觸。實(shí)現(xiàn)雙面接觸夾緊，要求有很高的幾何尺寸和形狀精度，同時(shí)還要求很高的位置精度，即錐面夾緊接觸點(diǎn)和端面之間的位置精度，因此，用于雙面接觸夾緊的機(jī)床主軸和工具系統(tǒng)與傳統(tǒng)單面接觸夾緊的相比，設(shè)計(jì)與制造難度加大，制造成本增高。實(shí)際上從制造角度來看，僅僅是加工高精度的內(nèi)、外錐面，保證高精度的錐度公差和母線的直線度已經(jīng)困難，而還要同時(shí)保證錐面夾緊接觸點(diǎn)和端面間高精度的位置尺寸公差就更加困難。由于上述制造誤差往往較大，因此在機(jī)床主軸夾緊時(shí)，二個(gè)錐面之間和二個(gè)端面之間同時(shí)接觸夾緊的狀態(tài)(約束狀態(tài))變化較大，難以保證工具系統(tǒng)和機(jī)床主軸之間達(dá)到預(yù)期的連接剛性和夾緊的可靠性。
發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種工具系統(tǒng)雙面接觸夾緊方法，在降低制造難度和制造成本的情況下能保證工具系統(tǒng)和機(jī)床主軸連接的剛性、精度和夾緊的可靠性。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明工具系統(tǒng)雙面接觸夾緊方法，包括如下步驟(1)按照設(shè)計(jì)要求加工工具系統(tǒng)錐柄的外錐面與主軸內(nèi)錐面基準(zhǔn)直徑d2處至錐柄夾緊端面的距離和至主軸夾緊端面的距離，加工完成后，實(shí)際測量兩錐面基準(zhǔn)直徑處至錐柄夾緊端面的距離LI實(shí)、至主軸夾緊端面的距離L軸實(shí)，兩者的實(shí)際尺寸差h實(shí)＝LI實(shí)-L軸實(shí)，(2)制造補(bǔ)償環(huán)，其厚度h＝h實(shí)，其內(nèi)徑與錐柄的柱面配合，將其置于錐柄和主軸的夾緊端面之間后實(shí)施夾緊措施。
步驟(2)中的實(shí)際測量參照中國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“HSK工具圓錐量規(guī)”推薦的結(jié)構(gòu)和原理。
所說工具系統(tǒng)為7∶24工具系統(tǒng)或HSK工具系統(tǒng)，所說的基準(zhǔn)直徑d2，對(duì)于帶有法蘭接觸面的空心圓錐接口即HSK工具系統(tǒng)而言，就是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19449.1-2004/ISO 12164-12001和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19449.2-2004/ISO 12164-22001中規(guī)定的d2，基準(zhǔn)直徑d2對(duì)于7∶24工具系統(tǒng)就是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11854-2003中規(guī)定的D2，采用萬工顯或座標(biāo)測量機(jī)或HSK工具圓錐量規(guī)來測定d2和d2與夾緊端面的距離。
所說的工具系統(tǒng)為帶法蘭的7∶24工具系統(tǒng)或HSK的錐柄刀具。
補(bǔ)償環(huán)的厚度h為2-20mm。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1，按照雙面接觸夾緊原理工作的機(jī)床主軸和工具系統(tǒng)，在確保具有等同的連接剛度、精度和夾緊可靠性的前提下，由于采用了補(bǔ)償墊圈，在機(jī)床主軸錐孔和工具系統(tǒng)錐柄設(shè)計(jì)與制造中，降低了錐面和端面之間軸向位置的精度要求，降低了制造難度。
2，根據(jù)實(shí)際測量得到的機(jī)床主軸錐孔的錐面和端面之間的軸向位置尺寸，以及實(shí)際測量得到的工具系統(tǒng)錐柄的錐面和端面的軸向位置尺寸，優(yōu)化選擇并確定補(bǔ)償環(huán)的厚度，能高質(zhì)量滿足雙面接觸夾緊的要求，提高了夾緊剛度和可靠性。
3，對(duì)于原有的單面接觸夾緊工具系統(tǒng)和機(jī)床主軸，加上相應(yīng)的、適當(dāng)厚度尺寸的補(bǔ)償環(huán)，就可以實(shí)現(xiàn)雙面接觸夾緊，提高夾緊系統(tǒng)的剛性。


圖1為本發(fā)明的工具系統(tǒng)之一。
圖2為本發(fā)明的工具系統(tǒng)之二。
圖3為補(bǔ)償環(huán)徑向剖視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的工具系統(tǒng)如圖1和圖2所示，工具1有接觸錐面2和接觸端面3，錐面2和端面3之間有柱面4。如圖1所示，錐面2的頂端有軸向施力構(gòu)件5。補(bǔ)償環(huán)6與柱面4動(dòng)配合并位于主軸10接觸端面7與工具接觸端面3之間。主軸10有內(nèi)錐面12與錐面2接觸。
本發(fā)明的工具系統(tǒng)也可如圖2所示，工具1的接觸錐面2前端有內(nèi)法蘭盤8與主軸內(nèi)軸向施力構(gòu)件的爪形組件9的外壁13接觸，錐形組件11的錐面與爪形組件9接觸對(duì)工具1施加軸向力。
按照設(shè)計(jì)要求加工工具1和主軸10的錐面基準(zhǔn)直徑處至主軸夾緊端面的距離和至工具錐柄夾緊端面的距離。
加工完成后，測量錐面基準(zhǔn)直徑處至上述兩端面的實(shí)際距離L軸實(shí)和LI實(shí)，補(bǔ)償環(huán)的實(shí)測厚度h實(shí)＝LI實(shí)-L軸實(shí)對(duì)于圖2所示的工具系統(tǒng)，可采用我國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“HSK工具圓錐量規(guī)”進(jìn)行測量。對(duì)于圖1所示或其它類型工具系統(tǒng)，也可參照該標(biāo)準(zhǔn)中推薦的結(jié)構(gòu)和原理測量。
制造或選擇已制造好的補(bǔ)償環(huán)，其厚度h＝h實(shí)，其內(nèi)徑與錐柄柱面動(dòng)配合，將補(bǔ)償環(huán)置于錐柄和主軸的兩夾緊端面之間后實(shí)施夾緊措施?？梢愿鶕?jù)所要求的錐面和端面雙面接觸夾緊的狀態(tài)，來精確修正補(bǔ)償環(huán)的厚度。
已制造好的補(bǔ)償環(huán)可為厚度為2-20mm的系列產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.工具系統(tǒng)雙面接觸夾緊方法，其特征在于包括如下步驟(1)按照設(shè)計(jì)要求加工工具系統(tǒng)錐柄的外錐面與主軸內(nèi)錐面基準(zhǔn)直徑d2處至錐柄夾緊端面的距離和至主軸夾緊端面的距離，加工完成后，實(shí)際測量兩錐面基準(zhǔn)直徑處至錐柄夾緊端面的距離LI實(shí)、至主軸夾緊端面的距離L軸實(shí)，兩者的實(shí)際尺寸差h實(shí)＝LI實(shí)-L軸實(shí)，(2)制造補(bǔ)償環(huán)，其厚度h＝h實(shí)，其內(nèi)徑與錐柄的柱面配合，將其置于錐柄和主軸的夾緊端面之間后實(shí)施夾緊措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中的實(shí)際測量參照中國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“HSK工具圓錐量規(guī)”推薦的結(jié)構(gòu)和原理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說工具系統(tǒng)為7∶24工具系統(tǒng)或HSK工具系統(tǒng)，所說的基準(zhǔn)直徑d2，對(duì)于帶有法蘭接觸面的空心圓錐接口即HSK工具系統(tǒng)而言，就是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19449.1-2004/ISO 12164-12001和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19449.2-2004/ISO 12164-22001中規(guī)定的d2，基準(zhǔn)直徑d2對(duì)于7∶24工具系統(tǒng)就是國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11854-2003中規(guī)定的D2，采用萬工顯或座標(biāo)測量機(jī)或HSK工具圓錐量規(guī)來測定d2和d2與夾緊端面的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的工具系統(tǒng)為帶法蘭的7∶24工具系統(tǒng)或HSK的錐柄刀具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于補(bǔ)償環(huán)的厚度h為2——20mm。
全文摘要
本發(fā)明為工具系統(tǒng)雙面接觸夾緊方法，為工具系統(tǒng)與機(jī)床主軸的連接方法，解決已有的連接方法剛性差，精度低、夾緊不可靠和工具系統(tǒng)制造成本高的問題。工具系統(tǒng)雙面接觸夾緊方法，包括如下步驟(1)按照設(shè)計(jì)要求加工工具系統(tǒng)錐柄的外錐面與主軸內(nèi)錐面基準(zhǔn)直徑d
文檔編號(hào)B23B31/02GK1887516SQ20061002143
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者謝華錕 申請(qǐng)人:成都工具研究所