如何避免数控机床的刀柄失效

      刀柄是切削刀具和机床主轴之间的关键性接口，刀柄失效会导致刀柄不能发挥作用，造成刀具寿命变短和切削过程的不可靠。数控机床刀具刀柄的结构形式分为整体式与模块式两种。整体式刀柄其装夹刀具的工作部分与它在机床上安装定位用的柄部是一体的。模块式刀具系统是一种较先进的刀具系统，其每把刀柄都可通过各种系列化的模块组装而成。针对不同的加工零件和使用机床，采取不同的组装方案，可获得多种刀柄系列，从而提高刀柄的适应能力和利用率。鑫腾辉数控是专业研发生产专用数控机床的厂家，目前已研发、生产出陶瓷专用雕铣机、石墨雕铣机、模具专用雕铣机等。下面由鑫腾辉数控专业的技术人员带大家了解如何避免数控机床的刀柄失效。

     典型的刀柄失效有以下几种形式：
     1.切屑缠绕刀柄，由于刀柄、工件和切屑之间的摩擦，刀柄形成磨损。
     2. 断续的切削力导致刀柄的表面疲劳。
     3.切削力导致的刀柄变形。
     4.切削热和切削温度导致刀柄材料结构的相变。
     5.刀柄的氧化和腐蚀。
     6.备件、配件和连接表面的磨损。

     那么，该如何判断何时更换刀柄呢？
     最主要的一点：检查机床主轴磨损和自动换刀装置对准。
     磨损的主轴会导致跳动问题，影响刀柄的精度，降低可实现的工件质量和加工效率。可以对机床主轴的质量进行评估，比如检查其T.I.R.（径向跳动）。
     保持ATC（自动换刀装置）的对准至关重要。如果ATC 没有很好地夹持刀柄，会对主轴和刀柄造成损害，而且刀具性能和刀具寿命会明显降低。

     首先，刀柄磨损的评估：磨损的刀柄将不能提供良好的精度并且会迅速磨损刀具，也会导致加工表面粗糙度差，甚至可能损害机床主轴。

     锥面磨损/ 微动磨损：检查定位锥面是否磨损或损坏。锥面的任何问题都会直接影响加工精度，如果锥面有任何缺陷，则应该更换刀柄。
如果锥面上有很明显的痕迹，可能发生了微动磨损。当两个刚性部件（刀柄和主轴）相互摩擦就会产生微动磨损，微动磨损是由于刀柄锥面和主轴间配合不好导致，磨损会产生振动和热。如果在锥面上会看见小铜色的凹点或痕迹，这说明刀柄正在磨损。微动磨损往往容易被误认为是氧化，一旦出现明显的微动磨损，刀柄就应该被更换。如果新的刀柄会迅速发生微动磨损，或者刀柄粘在主轴中，则表示主轴需要再研磨。

     刀柄锥面微动磨损痕迹：当刀柄插入主轴时，磨损的锥面会引起偏心定位，这就是所谓的" 跳动"。在加工中跳动会引起刀具的过早磨损和失效，还会引起过度振动导致加工表面粗糙度差，此时就需要额外的加工来对其进行修正。振动也会导致主轴的疲劳生热和主轴轴承的损坏。T.I.R.（径向跳动）用来测量在刀柄总成中刀具的轴向变形量，每0.02mm 的跳动刀具的寿命会减少10%。

     衬套和弹簧夹头：衬套具有特殊的槽和图案，能坚固地夹紧刀具，因此会比夹头更快地磨损。磨损的衬套会使刀具更早地失效，当衬套磨损明显时就应该进行替换以保持刀具- 刀柄总成的精度和性能。

     由于夹紧力不足导致的衬套上的纹理：如果衬套外径或内径有任何损伤就应该将它替换。刀具在衬套的内径中旋转，会对其造成损伤，所以要查看内径中的痕迹，一旦发生损伤，衬套就不能有效地夹紧刀柄，会导致夹紧力和精度的降低。

     其次，预防性保养

     刀柄不使用时，应当擦干净并喷涂上有防锈功能的轻涂层。当刀柄重新投入使用时，在使用前应将“油”擦去。冷却剂应使用正确的浓度，这样不仅能在切削过程中起到冷却的效果，还可以预防刀柄的生锈。

     由于刀柄是由金属制成，所以如果处理不当，就会生锈或产生小坑。如果已磨损或者损坏的刀柄仍在一个质量好的主轴上运行时，会造成主轴的过早失效。

     主轴拉钉是个关键配件，维持主轴与刀柄之间的连接，一旦有问题会导致刀柄飞出主轴。一些主轴拉钉是空心的，用来允许冷却液流经刀柄。在使用时，主轴内的夹紧机构将其拉入，从而将刀柄保持在主轴上。主轴拉钉需要定期检查其磨损、 裂纹或其他损坏迹象，有缺陷的主轴拉钉需要替换，不然会产生危险。

     为了保证刀柄性能，必须维持整体环境的清洁。刀柄需在微米公差范围内工作，任何污垢、灰尘、油、切屑或者其他污染物如果残留在主轴，刀柄锥面和前端夹紧系统上都会引起差的T.I.R.( 径向跳动)，从而导致刀具、刀柄和机床主轴的过早磨损。建议作定期的预防性保养，包括对机床主轴和刀柄定期的清洗和检查，这将会有助于改善加工性能。

     同时建议对刀柄总成的T.I.R. 进行定期检查来验证刀柄是否磨损。需要使用特定的工具组装设备正确组装刀柄总成，从而保持生产车间的安全并防止切削刀具的过早损坏。合理保养和使用刀柄是提高机床生产效率、减少停机时间并减少不合格工件数的最经济有效的方式。刀柄成本虽然只占加工成本的很小一部分，但对生产率和成本效益有很大影响。

     最后刀柄保养的实用准则

     1、定期清洁所有配件和备件，刀柄 ( 柄部和头部) 和主轴。不使用时涂一层油防止被氧化。
     2、 定期卸除Graflex 或 Capto 总成，进行清洗和检查。
     3、 在干净、干燥的地方储存刀柄。
     4、以可视方式查看刀柄的磨损，比如微动腐蚀的痕迹。同时以可视方式查看所有的配件和备件进行：衬套、主轴拉钉、螺母等，如果需要则将其更换。
     5、始终使用特定的安装和拆卸设备，例如 Tool Boy 卸刀器。
     6、切勿过度扭转螺钉，不能超过其给定的扭矩限制。如果没有扭矩螺钉扳手不能进行夹紧。
     7、不能超出液压夹紧系统的推荐的螺杆转数。定期调控拥有校准仪表的液压夹头的压力。
     8、不要让夹具过热。
     9、遵照刀具的使用说明。
     10、使用Steadyline 刀柄时，不能超过最高转速并且工作温度不能超过80℃。

     数控加工对刀具的刚度、精度、耐用度及动平衡性能等方面要求更为严格。刀具的选择要注重工件的结构与工艺性分析，结合数控机床的加工能力、工件材料及工序内容等因素综合考虑。如何更多关于数控机床的小知道，欢迎致电：136_998_99025，我们有专业的技术人员竭诚为您解决疑问。