刀柄是切削刀具和機床主軸之間的關鍵性接口，刀柄失效會導致刀柄不能發(fā)揮作用，造成刀具壽命變短和切削過程的不可靠。


典型的刀柄失效有以下幾種形式：

- 切屑纏繞刀柄，由于刀柄、工件和切屑之間的摩擦，刀柄形成磨損。

- 斷續(xù)的切削力導致刀柄的表面疲勞。

- 切削力導致的刀柄變形。

- 切削熱和切削溫度導致刀柄材料結構的相變。

- 刀柄的氧化和腐蝕。

- 備件、配件和連接表面的磨損。

那么，該如何判斷何時更換刀柄呢?

檢查機床主軸磨損和 ATC(自動換刀裝置)對準

      磨損的主軸會導致跳動問題，影響刀柄的精度，降低可實現的工件質量和加工效率。可以對機床主軸的質量進行評估，比如檢查其T.I.R.(徑向跳動)。

      保持ATC(自動換刀裝置)的對準至關重要。如果ATC 沒有很好地夾持刀柄，會對主軸和刀柄造成損害，而且刀具性能和刀具壽命會明顯降低。



刀柄磨損的評估

      磨損的刀柄將不能提供良好的精度并且會迅速磨損刀具，也會導致加工表面粗糙度差，甚至可能損害機床主軸。

錐面磨損/ 微動磨損

      檢查定位錐面是否磨損或損壞。錐面的任何問題都會直接影響加工精度，如果錐面有任何缺陷，則應該更換刀柄。

      如果錐面上有很明顯的痕跡，可能發(fā)生了微動磨損。當兩個剛性部件(刀柄和主軸)相互摩擦就會產生微動磨損，微動磨損是由于刀柄錐面和主軸間配合不好導致，磨損會產生振動和熱。如果在錐面上會看見小銅色的凹點或痕跡，這說明刀柄正在磨損。微動磨損往往容易被誤認為是氧化，一旦出現明顯的微動磨損，刀柄就應該被更換。如果新的刀柄會迅速發(fā)生微動磨損，或者刀柄粘在主軸中，則表示主軸需要再研磨。



刀柄錐面微動磨損痕跡

      當刀柄插入主軸時，磨損的錐面會引起偏心定位，這就是所謂的" 跳動"。在加工中跳動會引起刀具的過早磨損和失效，還會引起過度振動導致加工表面粗糙度差，此時就需要額外的加工來對其進行修正。振動也會導致主軸的疲勞生熱和主軸軸承的損壞。T.I.R.(徑向跳動)用來測量在刀柄總成中刀具的軸向變形量，每0.02mm 的跳動刀具的壽命會減少10%。

襯套和彈簧夾頭

      襯套具有特殊的槽和圖案，能堅固地夾緊刀具，因此會比夾頭更快地磨損。磨損的襯套會使刀具更早地失效，當襯套磨損明顯時就應該進行替換以保持刀具- 刀柄總成的精度和性能。



由于夾緊力不足導致的襯套上的紋理

      如果襯套外徑或內徑有任何損傷就應該將它替換。刀具在襯套的內徑中旋轉，會對其造成損傷，所以要查看內徑中的痕跡，一旦發(fā)生損傷，襯套就不能有效地夾緊刀柄，會導致夾緊力和精度的降低。

預防性保養(yǎng)

      刀柄不使用時，應當擦干凈并噴涂上有防銹功能的輕涂層。當刀柄重新投入使用時，在使用前應將“油”擦去。冷卻劑應使用正確的濃度，這樣不僅能在切削過程中起到冷卻的效果，還可以預防刀柄的生銹。

      由于刀柄是由金屬制成，所以如果處理不當，就會生銹或產生小坑。如果已磨損或者損壞的刀柄仍在一個質量好的主軸上運行時，會造成主軸的過早失效。

      主軸拉釘是個關鍵配件，維持主軸與刀柄之間的連接，一旦有問題會導致刀柄飛出主軸。一些主軸拉釘是空心的，用來允許冷卻液流經刀柄。在使用時，主軸內的夾緊機構將其拉入，從而將刀柄保持在主軸上。主軸拉釘需要定期檢查其磨損、 裂紋或其他損壞跡象，有缺陷的主軸拉釘需要替換，不然會產生危險。



      為了保證刀柄性能，必須維持整體環(huán)境的清潔。刀柄需在微米公差范圍內工作，任何污垢、灰塵、油、切屑或者其他污染物如果殘留在主軸，刀柄錐面和前端夾緊系統(tǒng)上都會引起差的T.I.R.( 徑向跳動)，從而導致刀具、刀柄和機床主軸的過早磨損。建議作定期的預防性保養(yǎng)，包括對機床主軸和刀柄定期的清洗和檢查，這將會有助于改善加工性能。

      同時建議對刀柄總成的T.I.R. 進行定期檢查來驗證刀柄是否磨損。需要使用特定的工具組裝設備正確組裝刀柄總成，從而保持生產車間的安全并防止切削刀具的過早損壞。合理保養(yǎng)和使用刀柄是提高機床生產效率、減少停機時間并減少不合格工件數的最經濟有效的方式。刀柄成本雖然只占加工成本的很小一部分，但對生產率和成本效益有很大影響。

敲黑板了!

刀柄保養(yǎng)的實用準則

1、定期清潔所有配件和備件，刀柄 ( 柄部和頭部) 和主軸。不使用時涂一層油防止被氧化。

2、 定期卸除Graflex 或 Capto 總成，進行清洗和檢查。

3、 在干凈、干燥的地方儲存刀柄。

4、以可視方式查看刀柄的磨損，比如微動腐蝕的痕跡。同時以可視方式查看所有的配件和備件進行：襯套、主軸拉釘、螺母等，如果需要則將其更換。

5、始終使用特定的安裝和拆卸設備，例如 Tool Boy 卸刀器。

6、切勿過度扭轉螺釘，不能超過其給定的扭矩限制。如果沒有扭矩螺釘扳手不能進行夾緊。

7、不能超出液壓夾緊系統(tǒng)的推薦的螺桿轉數。定期調控擁有校準儀表的液壓夾頭的壓力。

8、不要讓夾具過熱。

9、遵照刀具的使用說明。

10、使用Steadyline 刀柄時，不能超過最高轉速并且工作溫度不能超過80℃。