转点资料:3 A, |9 T# `& e
数控刀具常用工具锥柄标准简介9 W% K$ o. E, X, z% a) z/ E
2009-02-12 20:22
9 C9 O4 g) M' g' b) z9 f2 c) R8 ^随着数控金切机床的广泛使用,与之配套的数控刀具使用量也在不断增加。由于我国多年来从不同国家引进了大量数控机床,而这些机床采用的工具锥柄标准不尽相同,这就给用户(尤其是刚接触数控金切机床的新用户)选用数控刀具带来一些困难和问题。本文根据笔者手头收集到的一些相关标准作一简要介绍,希望有助于增加读者对数控刀具常用工具锥柄标准的了解和掌握。 % J Z/ n$ G2 E: K% W9 b* E, b- B
目前,数控铣床和镗铣加工中心使用最多的仍是7∶24工具锥柄。但在高速加工机床上,1∶10空心短锥柄的使用正日益增多。对于车削中心和车铣中心,则以1∶10短锥柄使用较多(车削中心使用的CZG圆柱柄工具系统不属本文讨论范围)。
, ~; {4 D" j: L自动换刀机床常用的7∶24工具锥柄标准主要有:中国国家标准GB 10944-89“自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄”;国际标准ISO 7388/1:1983(40、45和50号工具锥柄)和ISO 7388/3:1986(30号工具锥柄);德国标准分DIN 69871-1:1995(30、40、45、50和60号工具锥柄)和DIN 69871-2(40、45、50、55和60号工具锥柄)两种;日本现行标准为JIS B 6339:1998(30、35、40、45、50、55和60号工具锥柄),用于代替日本工作机械工业会标准MAS-403:1975(40、45、 50和60号工具锥柄);美国现行标准为AMSE B5.50-1994(30、40、45、50和60号工具锥柄),用于代替ANSI/AMSE B5.50-1985标准。
6 y6 B* d; @4 Q. P手动换刀用7∶24工具锥柄的常见标准有国家标准GB 3837.3-83和国际标准ISO 297-82,以及机械行业标准JB 3381.1-83。
8 ]$ y; a: y8 ]7 G( [) G1∶10 空心工具锥柄目前已有国家标准GB 19449.1-2004“带有法兰接触面的空心圆锥接口第1部分:柄部—尺寸”。它等同采用了国际标准ISO 12164-1:2001的内容。原德国标准DIN 69893-1:1996已被新的标准DIN 69873-1:2003代替,新的德国标准也等同采用了国际标准ISO 12164-1:2001的内容。其它常见结构的1∶10工具锥柄基本采用企业标准,具有垄断性,如美国肯纳公司的KM型系列、瑞典山特维克公司的 Capto系列、德国瓦尔特公司的NOVEX系列等。
R- P$ D9 _' R* D' g自动换刀机床用7∶24工具锥柄的中国国家标准GB 10944-89是参照采用国际标准ISO 7388/1:1983制定的,除对极个别项目数据进行了圆整(如尾部螺纹底孔深度13)或未规定数据(如法兰上的键槽根底倒角)外,其它数据完全相同。而国际标准ISO 7388/1:1983又是参照德国标准DIN 69871-1的A型工具锥柄制定的,所以这三个标准的外形尺寸相同。在国内,其工具锥柄的代号为“JT”。其特征是:法兰厚度较小;有一装刀用的定位缺口;两个端键槽为不对称分布。 . g7 h5 A/ }) N4 G
自动换刀机床用7∶24工具锥柄在德国标准DIN 69871-1中分为A型、AD型和B型三种:A型为螺纹底孔不通的;AD型为螺纹底孔贯通的;B型为法兰端面供水的。而DIN 69871-2则只有C型一种,为双平行法兰、无V型槽的,现在已很少采用。其工具锥柄代号虽然标准中未作规定,但在德国其代号通常称为“SK”。
# j4 z, O4 M z4 Y$ Z( I6 D自动换刀机床用7∶24工具锥柄的日本标准JIS B 6339:1998虽已替代了日本工作机械工业会标准MAS-403:1975,但由于其主要外形尺寸相同,对使用基本没有影响,所以在不少制造商的样本上仍然标注MAS-403标准代号,而未标注JIS B 6339。但应注意,这两个标准所用的拉钉是不同的。其工具锥柄代号为“BT,特征为:法兰厚度较大;V型槽非对称分布,靠近工作部分一侧;两个端键槽对称分布;端键槽不铣通。
^4 C+ x( f- r* O- U自动换刀机床用7∶24工具锥柄的美国标准AMSE B5.50-1994已替代了ANSI/AMSE B5.50-1985,同样,由于外形尺寸相同,很多制造商在样本上仍标注ANSI/AMSE B5.50,或只标注ANSI。其工具锥柄代号虽然标准中未作规定,但通常称为“CAT”,其特征为:法兰厚度较小;两个端键槽为非对称分布;在一个端键槽的底面上钻有识别孔,用于刀具定位。其尾部螺纹应为UNC制螺纹,国内制造商为方便用户使用,改为对应的公制螺纹,其它尺寸不变。
A. m( d9 U; w+ k( b( y* v/ @, L手动换刀用7∶24工具锥柄的中国国家标准GB 3837.3-83是等同采用国际标准ISO 297-82制订的,其特征为:法兰上无V型槽,两个端键槽为对称分布,锥柄小端带圆柱尾,工具锥柄部分的长度较大。在国内,其工具锥柄代号为“ST”。用于通用铣床。
2 [: L4 b; H6 {; e手动换刀用7∶24工具锥柄的机械行业标准JB 3381.1-83是用于无机械手和刀库的数控铣床的工具锥柄。其特征为:法兰上无V型槽,两个端键槽对称分布,锥柄小端不带圆柱尾。在国内,其工具锥柄代号也为“ST”,因此很容易与带圆柱尾的7∶24工具锥柄相互混淆,因此用户在订货时必须说明是否带圆柱尾(哈量集团样本规定为“WST”,以示区别)。虽然该标准已被国家标准GB 10944-89替代,但用户仍有需求,因此建议在以后的标准修订或制定时,解决该标准的合法性及其工具锥柄代号命名问题。
: _9 e. i y6 e- A3 f( u3 z, t除带圆柱尾的手动换刀用7∶24工具锥柄不用拉钉外,上述其它7∶24工具锥柄均需安装拉钉才能使用,其外形尺寸取决于所采用的标准。 " C; K' B' z3 _8 q) w9 p( F
国家标准GB 10945-89“自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄用拉钉”是参照国际标准ISO 7388/2-1984制订的,外形尺寸相同,分为A型和B型两种:A型拉钉的拉紧面斜角为15°,用于不带钢球的拉紧装置,代号为“LDA”;B型拉钉的拉紧面斜角为45°,用于带钢球的拉紧装置,代号为“LDB”。二者均带贯通孔,用于冷却液流通。
# D+ s- y' e$ ^: O: j德国标准DIN 6988-1987的拉钉有A型和B型两种,A型带贯通孔;B型不带贯通孔,但有密封圈用环形槽,以防止冷却液从尾部泄漏。两种拉钉的拉紧面斜角均为15°,用于不带钢球的拉紧装置。
5 G6 C6 O4 R, d/ N% ]8 M. j日本标准JIS B 6339:1998的拉钉只有一种型式,拉钉的拉紧面斜角为15°,用于不带钢球的拉紧装置,代号为“xxP”。日本工作机械工业会标准MAS-403的拉钉则有Ⅰ型和Ⅱ型两种:Ⅰ型拉钉的拉紧面斜角为30°,用于不带钢球的拉紧装置;Ⅱ型拉钉的拉紧面斜角为45°,用于带钢球的拉紧装置。使用时应注意,这两种拉钉的头部长度比JIS B 6339:1998标准的拉钉头部直径小,颈部长度长,其代号为“PxxT”。
) z& w# w1 m M* I/ l* R3 Q美国标准AMSE B5.50-1994的拉钉只有一种型式,拉钉的拉紧面斜角为45°,且凸缘与螺纹之间无定心圆柱。螺纹应为UNC制螺纹,国内制造商为方便用户使用,也改为对应的公制螺纹,其它尺寸不变。
$ g0 J% }; b8 q8 f2 x, L1∶10 空心短圆锥柄的国际标准ISO 12164-1:2001基本采用了德国标准DIN 69873-1的方案。主要不同之处是:将柄部锥度由1∶10改为1∶9.98,以确保锥柄与安装孔配合时大端直径先接触;只规定了大端直径的理论正确尺寸,取消了大、小端直径及其公差;取消了大、小端直径间的距离尺寸;改变了尾部端键槽倒圆角的标注方法;在规范性附录中规定了锥柄与法兰端面的空刀槽的型式和尺寸;在资料性附录中建议了平衡区域。遗憾的是没有规定锥柄的锥度公差和大端直径公差。它分为A型和C型两种:A型用于自动或手动换刀;C型只能用于手动换刀。由于采用锥面和端面双重定位,轴向和径向定位精度较高;通过尾端的键与锥面、端面的摩擦传递扭矩大;锥柄长度短、重量轻、换刀快;由于适合高速机床使用,因此得到迅速推广。
% O P7 a/ U% N L虽然美国肯纳公司的KM型1∶10空心短圆锥柄出现较早,但由于存在结构和工艺缺陷,因此未能被采用为ISO标准,目前在数控车床上应用较多。 + \9 c; }2 k3 U! |
瑞典山德维克公司的Capto系列、德国瓦尔特公司的NOVEX系列等属于企业性标准,其应用有一定局限性,在此不作介绍。 |