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HSK工具锥柄的检测与动平衡

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:22:58

在现代汽车制造、飞机制造、气轮机制造等行业中，为提高生产效率，普遍采用高速和超高速切削，主轴转速达每分钟上万转乃至数万转的切削机床已屡见不鲜。在如此高的转速下，传统切削普遍采用的7:24工具锥柄显露出一系列缺点，已难以满足高速切削的加工要求。因此，国内外许多先进的生产线上已广泛采用一种新型的1:10短圆锥空心锥柄(HSK柄)来取代7:24圆锥柄。由于HSK工具锥柄在刚度、径向圆跳动精度、重复安装精度、刀具寿命等方面都具有优越性能，因此迅速得到普及推广。但是，由于各种类型的空心柄工具进口价格十分昂贵，因此必须立足于国内生产制造，开发国产HSK空心锥柄工具产品是我国工具行业面临的一项重要任务。

1 HSK接口标准及接口部位的检测

目前，尚无正式的HSK接口国际标准(只有尚未颁布实施的ISO/DIS12164 标准草案)，各国生产HSK接口相关产品(包括机床、工具系统、检测工具和仪器等)的厂家都是按照德国标准DIN69893和DIN69063进行设计、制造。DIN69893规定了HSK柄部的形状尺寸；DIN69063规定了HSK锥柄安装孔的形状尺寸。下面以HSK63-A型柄部及其安装孔为例，讨论HSK锥柄和安装孔的形位尺寸要求及检测方法。

摘要：国产HSK空心锥柄工具系统近年来取得了较快发展，但其柄部制造质量还有待提高。以HSK63-A型柄部及其安装孔为例，分析了HSK空心锥柄的形位尺寸要求，介绍了HSK空心锥柄的质量检测及动平衡计算。

①锥柄l₂处直径d₂=48.000^+0.011_+0.007mm；②l₂+l₃处直径d₃=46.530^+0.007_+0.003mm；③夹紧用30°斜面中点相对于端面的位置尺寸l₆=18.13±0.042mm。由尺寸d₂、d₃可得到如e₁=18.110mm，e₂=9.15mm，r₃=2.88±0.02mm，b₁=12.54±0.04mm)，4个圆弧应与键槽宽度b₁相切。为控制圆弧键槽的形位精度，首先要保证b₁的尺寸精度和对称度要求，然后再用专用检具检测4个圆弧的形位误差。

在DIN 标准中，HSK安装孔的型式尺寸是由一个直径尺寸及其公差、锥角及其偏差来确定的。G——平衡等级指标(mm/s)，G=eW；M——物体质量(g)；W——角速度(s^-1)，W=2pN；N——HSK刀柄转速(r/min)；m——不平衡质量(g)；r——m的回转半径(mm)；e——重心偏距(µm)，e=G/W=U/M；U——不平衡量(g·mm)，U=mr=Me(见当工作转速N=8000r/min时，G≈2.5mm/s；当工作转速N=3200r/min时，G≈1mm/s。上述结果也可直接从①当刀柄质量M相同、残余不平衡量U相同、工作转速N不同时，平衡等级G随之不同；②在不同转速下，要使平衡等级G相同，则当工作转速越高时其不平衡量U 必须越小。

HSK刀柄的平衡等级G 推荐值及限制转速

当工作转速N=15000r/min 时，HSK40～HSK63 刀柄的平衡等级推荐值为G=6.3mm/s；当工作转速N=9000r/min 时，HSK80～HSK100刀柄的平衡等级推荐值为G=6.3mm/s。
刀柄和刀具经过动平衡后，使用时的限制转速见下表。

表
刀柄规格	限制转速 (r/min)	刀柄规格	限制转速 (r/min)
HSK32	<50000	HSK40	<42000
HSK50	<30000	HSK63	<25000
HSK80	<20000	HSK100	<16000

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