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全能型短锥模块工具系统分析

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:10:20

从理论上讲，只有实现无间隙配合才能达到高的定位精度，而1:10短锥系统正是采用了这个原理。在足够的拉紧力作用下，利用锥度的弹性变形产生过盈配合，实现端面和锥面双定位，因此它的精度高，连接刚性好(见图3)。

重复定位精度高

它是一种高精度中心线性系统，其径向、轴向的重复定位精度可达到±0.0025mm

3.1.4 换刀时间短

根据实际测量，该系统的换刀时间仅为30s。

刀具管理系统化

鉴于该系统体积小、重量轻，便于快换，适用于大型加工中心，刀具可进行系统化管理，统一对刀、检测。

平衡性能稳定

短锥的设计原理力求稳定的动态平衡，即接近高转速和精度时，系统的平衡性能不变。

内冷却系统

内冷却机构的切削单元或带内冷却单元的镗刀可极大地的提高刀具的寿命。

夹紧力大、锁紧力矩小

与一般的锥度定位相比，其锁紧力是常规的5～7倍，而锁紧力矩25号柄为2.5～3.5N·m,产生径向压力2.8kN;100号柄的锁紧力矩为181.6～242.7N·m,产生径向压力43.9kN。

不同点

而KM、HSK结构中的卡簧与钢球滑道的加工都存在一定的困难，其中对卡簧的材质、热处理及加工参数要求较苛刻，否则易引起锁死现象。

总之，三棱圆是一种接近理想化的设计，但其加工性能差；而HSK的加工更趋于大众化，加工性能较好。

4 结束语

实践证明，KM、HSK及CAPTO系统在近二十余年的使用过程中，非常出色地应用在车削、钻削、镗削及铣削等加工领域，为提高产品的精度起到了一定作用。现在国际上已正式把1:10短锥系统列为国际标准，在全球范围内广泛推广。虽然它在某些方面还不尽善尽美，但我们相信它将继续领导21世纪工具系统的新潮流。

1 问题的提出随着工具系统的逐步更新换代及对机械环境的要求，当前国际上正风行全能型短锥模块式工具系统。该系统以较高的定位精度、可靠的平衡性能及良好的刚性和韧性而占领了模块化工具系统的制高点，大有取代7:24锥柄之势。因7:24锥柄完全靠锥面定位，且体积大、转速低、重复换刀时间长，已远远不能适应高精产品的加工。目前，国际上许多工具厂家推出了全能型短锥模块式工具系统：1987年美国Kennametal及德国Widia公司联合研制了“1:10短锥KM模块工具系统”，并首次提出了端面及锥度双定位原理。随后瑞典Sandvik公司又提出了“三棱圆短锥CAPTO工具系统”，而德国又于1993年正式颁布了DIN69893标准，即HSK工具柄标准，它与KM系统基本相似。几种系统相得益彰，在工具行业掀起一股热浪。 2 工作原理 KM、HSK及CAPTO系统都分为手动和机动两种，用双重配合定位原则，即在足够的拉紧力作用下，短圆锥柄产生一定的弹性变形而与锥面过盈配合，实现锥肩端面与锥面双定位，因二者的结构不同，其工作原理也不同。
(b)端面紧固	(a)钢球锁紧机构	图3 双定位
图5 三棱圆曲线

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