硬质材料铣削加工中的轴向夹紧装置

加工中心的用户面临着许多刀具夹紧的选择。各种箝位机械装置——包括固定螺丝钉、卡头、热套系统和水压大体上都可以做同样的事情，它们都可以在保持同心度和硬度的情况下夹紧刀柄。

Impact Forge加工车间中的锻模加工过程

尽管如此，各种机械装置在不同的应用领域达到这两个目标的程度还是不同的。此外，特殊的装卡公司对夹紧装置进一步扩大了其应用的范围。要想在一个特定的车间完成一项特定的工作，夹紧装置的正确选择也变得越来越难。

位于Indiana,Columbus的Impact Forge的加工车间就面临着一次需要多个装卡的挑战。这个车间加工的小型刀具有很长的悬置长度，这些工作不仅包括有限的刀具接入，也包括硬质材料的加工。

这个车间研制的刀具夹紧方案由多个共同工作的夹紧装置组成。

有一个标尺不仅可以用来说明型腔有多深，而且还可以说明空心墙的离隙角有多小

具体的工作

车间内的锻模加工过程，它的工作主要是对一些已经在焊接中修补过的现有的模具进行重新加工。工艺编程员Doug Lynch解释说，硬度达到50Rc的焊接模具的硬度要比以前更高。

粗加工和精加工可以在两台Okuma卧式加工中心中的任意一台中进行。其中粗加工包括在定位螺丝装卡台上装卡一个直径为1in（1in=0.0254m）的端铣刀。相比之下，精加工的装卡难度显得更大一些，因为模具的小直径要求端铣刀的直径小于0.030in。同时，加工工件内部的凹槽和小的离隙角时，需要一个夹紧方案使得这些小型刀具能够充分接近表面从而进行加工。

从前，车间都是使用热套夹紧装置来实现这些目的的。在不移动工件的情况下，热套夹具利用热胀和冷缩的原理，加热时夹具会张开变大，装卡刀具，然后冷却时夹具又会收缩。热套提供了一个夹紧小型刀具的方式，这种方式的夹具通常具有很简洁的外形，可以同心的夹紧刀具。

Lynch 先生说，问题是热套的夹紧力是与膨胀量和收缩量成比例的，而膨胀和收缩量是与孔的尺寸有关的。足够小的孔可以适合车间中小型刀具的夹紧，它所产生的夹紧力相对要小。加工中发现，采用Melin（Cleveland市，Ohio州）公司的小直径端铣刀可能实现更高效的切削，有一种情况例外，如果切削力太高的话，热套夹具会放开小型刀具。换句话说，加工中心和刀具可以完成加工，但夹具是限制性因素。

车间研制的其中一个方案是来自Schunk（Morrisville市，North Carolian州）公司的“Tribos”系统。这个系统使用金属的反弹力来夹紧刀具，这和热套夹紧很相似，不同的是，它使用机械力来打开孔。

Impact Forge车间方案的其他部分是在水压装卡之内保持一个Tribos的外延。

下面就是箝位装置。将杆拉起促使夹具钻出一个圆孔，这就使得刀具可以嵌入

更长的寿命

下面的图片显示的是Tribos系统的装卡设备。夹具孔的外形很普通，但它通常都会被想象成为一个理想的圆形。当夹具以这种方式保持时，就可以将刀具嵌入。释放出来的力会使夹具反冲，同时同心的夹紧刀具。

加工车间将夹具技术融合在了一起，Tribos由水压装置夹紧

用这个系统来夹紧刀具，Impact Forge的加工车间可以使Melin公司直径为0.03in、刚度为50Rc的球头刀运转，运行的状态是8500r/min、20ipm，切削深度为 0.003in。Lynch先生说，当通过热套夹紧小型刀具时，车间就不能保证这些参数。

当提到保持外延来夹紧刀具时，加工车间发现任何由金属的弹性产生力的夹紧装置——包括热套系统和卡头——与同样可完成任务的水压夹具相比都逊色了许多。使用水压装卡来夹紧Tribos系统的外延要比用一个夹头系统来夹紧的效果更好，前者能够使刀具的寿命增加3－－4倍。

水压夹具是利用水压来传送力的。这个夹具包含一个液压机液体蓄水池。使用者通过拧紧螺钉将压力施加到液体上，然后压力会分布在金属套管周围来夹紧刀柄。这个挠性衬套的压缩可以夹紧刀具。此外，液压机液体提供振动阻尼作为二次增益。Lynch先生将这个阻尼归为是刀具寿命的改进的结果。

加工车间使用同样来自Schunk 公司的“Tendo”水压夹具。通过对其他水压夹具的考虑，Lynch先生说夹具的寿命比刀具的寿命更需要引起我们的重视。当夹具空闲的时候，偶然上紧螺钉会压缩衬套，导致损坏夹具。Tendo的设计刚好避免了这个问题，因为通过一个单独的机械装置，螺钉仅仅被上紧到一个预先停止状态来触发水压。这样，转矩扳手就没有必要了，而且当夹具空闲的时候也可以上紧螺钉。