攻丝刀柄及其新产品

小直径的内螺纹通常丝锥在复合机床上加工，不同机床切削加工运动方式不同对安装丝锥的攻丝刀柄的功能和结构的要求也不相同。各公司竞相开发了更先进使用更方便的新丝锥刀柄。从手动控制钻床、铣床到现代的CNC数控机床或复合加工中心，刀具公司不断推出更先进的丝锥刀柄与相关驱动装置，配合改进的丝锥，进而优质高效地完成加工任务。下面介绍一下最近两个著名公司推出的两款新产品。

美国TAPMATIC公司是专业研发制造丝锥刀柄的公司，最近其又推出在用于钻床和铣床的新高效丝锥刀柄RX11。在钻床和普通铣床上攻螺纹时，最有效的方法是：使用一种紧凑的可自动反转的攻螺纹刀柄。刀柄安装在机床的主轴上，丝锥夹持在刀柄中。机床主轴转动，机床的操作者手动将丝锥送入孔内，当丝锥达到预期的深度时，操作人员退回机床主轴，攻螺纹刀柄可自动反转。操作人员使机床主轴持续退回时，丝锥就可从孔中退出。攻螺纹刀柄驱动轴既能夹持丝锥，并能使其在承受拉伸和压缩时轴向浮动。能浮动就意味着操作者可以不必实现机床主轴的进给与丝锥的螺距完美一致，二者不一致会严重影响螺纹的加工质量。高效丝锥刀柄RX11除达到以上要求外，还有很高的同心度。主轴的橡胶柔性夹头虽然只有两种规格，但可满足一般加工的全部要求。由于提高了反转速度，更降低了攻丝周期时间，限制加工时的扭矩，避免丝锥损伤，延长了刀具的使用寿命。由于带有可承受重载球形离合器，可更换不同标准的刀杆。

图3是适合CNC数控加工中心的同步丝锥刀柄。这是由欧士机（OSG）公司最新开发的。它的优点是可防止突发损伤，丝锥寿命稳定，螺纹质量高，即使在必须使用切削部分短的丝锥时也能实现稳定加工。选择一定的攻丝速度，并在程序中确定适当的进给量。传动中的轴向浮动功能能补偿机床进给量和实际的丝锥螺距的差。当丝锥按预定程序到达的一定深度时，机床主轴会停转并反转。CNC控制使机器的各运动协调可大致保持一致。

加工中心上的最新的攻螺纹闭环控制称为同步柔性攻螺纹系统。过去，老的攻螺纹闭环系统应用一个可拉伸/压缩轴向浮动的丝锥传动夹持刀柄装置；而在心的闭环系统中，机床进行了编程控制，使机床的进给率与主轴的转速同步，与所使用的特定的丝锥的螺距相匹配。但是，在这种条件下，螺纹的质量和丝锥的使用寿命还是不理想的。这是由于机床进给不可能完完全全地匹配丝锥的螺距，因为机床的进给和丝锥的螺距不可避免总会带有偏差，这也会导致丝锥额外受力，从而使其磨损加快，对螺纹质量产生负面影响。新开发的丝锥刀柄，它可以补偿这些轻微的偏差。精确加工的挠性件，具有很高的弹性模量，可精确地预测轴向和径向补偿量，加工中可以进行补偿，因此也具有一定的柔性。不同于具有能进行较大的补偿功能和具有相对较小的弹性模量的一般的可拉伸压缩装置。这样新刀柄攻螺纹的深度也可控制得非常精确，用它代替传统的丝锥传动刀柄装置，丝锥寿命可得以提高。

图4 中可以看到没有补偿，不具有同步功能的，完全刚性刀柄和同步刀柄在攻丝时进给轴向推力波动的巨大差异。波动大的刀柄丝锥损伤严重，螺纹加工质量差。图3 中可见同步刀柄也有轻微的推力波动，因通过特殊精密的挠性件补偿，具有一定的柔性，但波动范围很小很有限。

图5是同步攻丝刀柄和无补偿刚性攻丝刀柄，用同样的丝锥加工内螺纹的比较。前者损伤很小，后者损伤大了许多，可以明显看出同步攻丝刀柄的优越性。

图6可见在同样的加工条件下，同步攻丝刀柄能持续加工的螺纹孔数比无补偿刚性丝锥刀柄用切削丝锥高出约5倍，比挤压丝锥高出约2倍。

由图3可知这种同步攻丝刀柄和机床主轴连接有常用的1:10锥度的HSK标准和7：24锥度的BT标准。OSG采用的BT标准是一种特殊的空心的AHO型刀柄（图7）。空心刀柄在用拉钉把刀柄拉进主轴孔时，锥形部会收缩，能更多地拉进使刀柄的肩部后端面紧贴上主轴的前端面，一般标准的BT和SK等实心的刀柄这两个端面不是紧贴而是留有间隙的。因此刀柄安装在主锥内孔的定位面只有内锥面，端面没有定位，定位面少安装刚性不足，在增加了两个定位面后，刀柄的刚性增强了，可适应更高质量高速高效的攻丝加工。

实心刀柄在机床主轴带动刀柄高速旋转时由于离心力可使主轴锥孔扩张和刀柄锥部间形成间隙，刀柄能活动还可能脱出，造成严重事故；而空心刀柄由于装入时预先被强迫收缩了，高速旋转时刀柄始终紧贴锥孔，因而能保持良好的工作状态。

文/尚亚国际贸易公司

来源：荣格-《国际金属加工商情》


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