数控刀具之刀柄系统
高速刀柄及其工具系统的结构与性能
图 3 KM 刀柄的结构
KM 工具系统具有高刚度、高精度、快速装夹和 维护简 单等优点。试验证 实 KM 刀柄的动 刚度比 HSK 系统更高, 不过由于 KM 刀柄锥面上开有对称 的两个供夹紧用的圆弧凹槽, 通常需要较大的夹紧 力才能使其正常工作。
3. 4 NC5 刀柄及其工具系统 NC5 工具系统是日本株式会社日研工作所开发 的( 如图 4 所示) , 该刀柄采用 1: 10 锥度的实心短锥 结构, 锥柄外部套装有开轴向槽的锥套, 锥套和法兰 端面之间装有碟形弹簧。锥套在碟形弹簧的作用下 轴向移动, 实现和主轴锥面的配合, 同时也实现了端 面定位。
1 tan2b
接传递) cos( q+ 2 6385)
3. 5 ( 详 见 参考文献 [ 3] )
拉钉
后靠 传递
拉 锥
紧 套
1(拉 钉 接传递)
直
tana
冷却 形式
外部冷却 可以内冷
可以内冷 可以内冷 可以内冷
锥体 形式
实心锥体 空心薄壁
实 心 锥 体 实心 锥 体
空心薄壁 ( 带冷却孔 ( 带内部冷
* 十五 国家科技攻关项目( 项目编号: 2001BA205) 江苏省自然科学基金资助项目( 项目编号: BK2004027)
收稿日期: 2008 年 1 月
图 1 高速加工时 BT 刀柄工作示意图
3 高速刀柄及其工具系统
3. 1 高速加工对工具系统的基本要求 高速加工工具系统的基本功能是保证刀具在机 床中的准确定位, 同时传递加工所需的运动和动力。 为了实现其基本功能, 工具系统要具有高动平衡精
2008 年第 42 卷 10
31
高速刀柄及其工具系统的结构与性能*
薛宏丽1 王贵成1 刘 钢2
山特维克-刀柄系统 共41页
刀柄系统 – 刀具夹持
弹簧夹头
/April 20, 2006
29
刀柄系统 – 刀具夹持
三爪夹头
/April 20, 2006
30
刀柄系统 – 刀具夹持
侧压夹头
/April 20, 2006
31
几种夹持方式测量径跳比
——长径比为3的验棒头部径跳
CoroGrip液压夹头 Runout 0.003-0.006mm
山特维克可乐满 大中华区效率中心
金属切削基础及刀具应用
---刀柄系统
/1
1
刀柄系统
/April 20, 2006
刀柄系统组成 机床主轴接口形式 刀具接口形式 夹紧形式 中间接杆 模块化刀具 刀具夹持 组装工具 常见的配刀限制
2
刀柄系统 – 组成
机床主轴
7:24定位锥面
9
刀柄系统 – 机床主轴的接口形式
HSK接口
使用者可以按如下方面进行选择： HSK A和C 型 ：适度中等的扭矩，中等或 高速的主轴转速； HSK B和D 型 ：扭矩刚性最大，中等或高 速的主轴转速； HSK E和F 型 ：低的扭矩刚性，但主轴转 速允许极高。 HSK刀柄最关键的不在于制造精度，而在于严 格的钢材质和热处理标准
Hydro-Grip 精密夹头 Runout 0.003 - 0.008mm
Weldon/Whistle Notch 夹柄 Runout 0.01 - 0.03mm
弹簧夹套 Runout 0.03-0.06mm
/April 20, 2006
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刀柄系统 – 刀具夹持
丝锥夹头
/April 20, 2006
简述数控铣刀刀柄的基本构成
简述数控铣刀刀柄的基本构成
数控铣刀刀柄是数控铣削加工中不可或缺的部件，它是连接铣刀和机床主轴的重要组成部分。
数控铣刀刀柄的基本构成包括以下几个方面：
1. 刀柄主体：刀柄主体是数控铣刀刀柄的主要部分，它通常由高强度合金钢或不锈钢等材料制成。
刀柄主体的形状和尺寸需要与铣刀的形状和尺寸相匹配，以确保刀具的稳定性和加工精度。
2. 刀柄柄头：刀柄柄头是连接刀柄主体和铣刀的部分，它通常由高强度合金钢或不锈钢等材料制成。
刀柄柄头的形状和尺寸需要与机床主轴的接口相匹配，以确保刀具的稳定性和加工精度。
3. 刀柄夹紧机构：刀柄夹紧机构是用于夹紧铣刀的部分，它通常由夹紧螺母、弹簧、夹紧片等组成。
刀柄夹紧机构的设计需要考虑到夹紧力的大小、夹紧片的材料和数量等因素，以确保铣刀的稳定性和加工精度。
4. 刀柄冷却系统：刀柄冷却系统是用于冷却刀具和刀柄的部分，它通常由冷却管、冷却液管路、喷嘴等组成。
刀柄冷却系统的设计需要考虑到冷却液的流量、压力和温度等因素，以确保刀具的寿命和加工质量。
5. 刀柄标识：刀柄标识是用于标识刀柄型号、规格和制造厂家等信息的部分，
它通常由刻字或贴标等方式实现。
刀柄标识的设计需要考虑到标识的清晰度和耐久性等因素，以方便使用和管理。
以上是数控铣刀刀柄的基本构成，不同的刀柄类型和规格可能会有所不同，但其基本构成是相似的。
山特维克-刀柄系统
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刀柄系统
2
刀柄系统组成 机床主轴接口形式 刀具接口形式 夹紧形式 中间接杆 模块化刀具 刀具夹持 组装工具 常见的配刀限制
2
刀柄系统 – 组成
机床主轴
7:24定位锥面
•安装中间接柄的老 虎钳391.201 •用于装配和拆卸主 刀柄的装卸台 391.200 / 390.203 •模块化刀具的组装 工具
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刀柄系统 – 常见配刀限制
•最大刀长 •最大刀重 •最大弯矩 •最大刀径
40
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Capto®接口
20000-40000转 /分钟的高速度
车刀和回转刀具 共用的主轴接口 形式
8
8
刀柄系统 – 机床主轴的接口形式
Capto®接口
+/0.002mm
9
9
刀柄系统 – 机床主轴的接口形式
HSK接口
使用者可以按如下方面进行选择： HSK A和C 型 ：适度中等的扭矩，中等或 高速的主轴转速； HSK B和D 型 ：扭矩刚性最大，中等或高 速的主轴转速； HSK E和F 型 ：低的扭矩刚性，但主轴转 速允许极高。 HSK刀柄最关键的不在于制造精度，而在于严 格的钢材质和热处理标准
弹簧夹套 Runout 0.03-0.06mm
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刀柄系统 – 刀具夹持
丝锥夹头
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刀柄系统 – 刀具夹持
惠式削平柄钻铣夹头
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刀柄系统 – 刀具夹持
惠式削平柄钻铣夹头
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刀柄系统 – 刀具夹持
数控刀具知识点总结大全
数控刀具知识点总结大全一、数控刀具的分类数控刀具按照其功能和使用范围的不同，可以分为以下几类：1. 铣刀：铣刀用于铣削加工，根据其形状和用途可分为平头铣刀、立铣刀、立面铣刀、球头铣刀、倒角铣刀等。
2. 钻头：钻头主要用于钻孔加工，根据其结构和用途可分为螺纹钻头、中心钻头、加工钻头等。
3. 刀片：刀片主要用于车削加工，根据其形状和用途可分为外圆刀片、内圆刀片、螺纹刀片等。
4. 锯片：锯片用于锯割加工，根据其齿形和用途可分为圆锯片、带锯片等。
5. 刀具系统：刀具系统主要包括刀柄、刀杆、插刀、刀尖等组成，根据其结构和用途可分为拉刀系统、旋转刀系统、可转位刀系统等。
二、数控刀具的材料数控刀具的材料选择对于刀具的性能和寿命有着重要的影响，常见的数控刀具材料主要有以下几种：1. 高速钢：高速钢是一种含钨、钼、铬、钴等元素的合金钢，具有高硬度、良好的热稳定性和切削性能，适用于一般的切削加工。
2. 硬质合金：硬质合金是一种以钨钴粉末为主要原料，添加少量的钛、钼、铬等元素制成的耐磨合金材料，具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重切削。
3. 陶瓷刀具：陶瓷刀具是一种新型的刀具材料，具有非常高的硬度、耐磨性和热稳定性，适用于高速切削和高温加工。
4. 超硬合金：超硬合金是一种以碳化钨粉末为基础，添加少量的钴、钛、铬等元素制成的超硬材料，具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重切削。
5. 金刚石和CBN：金刚石和立方氮化硼(CBN)是目前最硬的材料，可以用来制作超硬刀具，具有极高的耐磨性和切削性能。
三、数控刀具的结构数控刀具的结构通常由刀头、刀柄、刃部等几个主要部分组成，不同类型的刀具结构也会有所不同，常见的数控刀具结构有以下几种：1. 实心刀具：实心刀具是指整个刀具都是由一种材料制成的，通常用于轻负载和精密加工。
2. 中空刀具：中空刀具是指刀具的刃部为空心结构，可以减轻刀具的重量和提高切削效率，适用于重切削和大负载的加工。
数控刀柄标准
数控刀柄标准2007年06月22日星期五 11:36一．国内应用的数控机床工具柄部及配用拉钉标准１．国家标准GB10944－89《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄》这个国家标准规定的柄部，在型式与尺寸上与国际标准ISO7388／1完全相同。
详见图7.3-1和7.3-1。
与ISO7388／1相比，增加了一些必要的技术要求，标注了表面粗糙度及形位公差，以保证刀柄的制造质量，满足自动加工中刀具的重复换刀精度要求。
它主要应用于镗铣类加工中心机床的各种刀柄。
２．国家标准所规定的拉钉，《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄用拉钉》这个国家标准所规定的拉钉，在型式与尺寸上与ISO7388／Ⅱ相同。
可与前述标准GB10944－89中所规定的柄部配合使用。
３．日本标准JIS B6339-1986《加工中心机床用工具柄部及拉钉》这个标准只适用于日本进口的加工中心机床及过去几年我国的部分机床厂与日本合作设计和生产的加工中心机床。
它是在日本机床工业协会标准MAS403－1982的基础上制订出来的，在日本得到广泛的应用。
我国1985年以后设计的加工中心机床已改用新的国家标准GB10994和GB10945。
４．国家标准GB3837－83《机床工具7:24圆锥联结》这种锥柄主要用于手动换刀数控机床及重型镗铣床等。
二．整体式工具系统标准JB/GQ5010-1983《TSG工具系统型式与尺寸》TSG工具系统中的刀柄,其代号(按1990年国家标准报批稿)由四部分（JT-45-Q32-120）组成，各部分的含义如下：JT-表示工具柄型代码。
45-对圆锥柄表示锥度规格。
Q32-表示工具的规格。
120-表示刀柄的工作长度。
它所表示的工具为：自动换刀机床用7:24圆锥工具柄(GB10944)，锥柄为45号，前部为弹簧夹，最大夹持直径32mm，刀柄工作长度(锥柄大端直径φ57.15mm处到弹簧夹头前端面的距离)为120mm。
数控刀具分类知识点总结
数控刀具分类知识点总结一、按照功能划分1. 钻头钻头是一种用于在工件上形成圆孔的切削工具。
根据其结构可以分为普通钻头、中心钻头、深孔钻头等，根据材料和涂层的不同可以分为硬质合金钻头、涂层钻头等。
钻头的主要特点是加工精度高、速度快，适用于各种材料的孔加工。
2. 铣刀铣刀是一种用于在工件上进行平面、曲面和槽的切削工具。
根据其结构可以分为面铣刀、立铣刀、侧铣刀等，根据刃口数和形状可以分为单刃铣刀、多刃铣刀、球头铣刀等。
铣刀的主要特点是加工效率高、切削质量好，适用于各种复杂形状的加工。
3. 刀具夹持系统刀具夹持系统包括夹持器、刀柄和刀片等组成，用于固定和传递切削力。
根据其结构和工作原理可以分为机械夹持系统、液压夹持系统、磁力夹持系统等，根据其用途可以分为铣削刀具夹持系统、车削刀具夹持系统等。
刀具夹持系统的主要特点是夹持力大、刚性好，适用于各种切削条件下的加工。
4. 其他还有一些特殊功能的数控刀具，如车刀、车刨刀、切断刀、攻丝刀、整平刀等。
这些刀具根据其特殊的用途和结构可以分为不同的类型，主要用于金属加工中的车削、铣削、切割、攻丝等工艺。
二、按照加工方式划分1. 铣削刀具铣削刀具是用于在工件上进行铣削加工的切削工具，可以分为面铣刀、立铣刀、侧铣刀等。
铣削刀具的特点是具有较高的切削速度和切削厚度，适用于大尺寸零件的加工。
2. 车削刀具车削刀具是用于在工件上进行车削加工的切削工具，可以分为外圆刀具、内圆刀具、切断刀具等。
车削刀具的特点是具有较高的精度和表面质量，适用于高精度零件的加工。
3. 钻削刀具钻削刀具是用于在工件上进行钻削加工的切削工具，可以分为钻头、刀片等。
钻削刀具的特点是具有较高的切削速度和切削精度，适用于孔加工和钻削加工。
4. 其他还有一些特殊加工方式的刀具，如攻丝刀、切断刀、整平刀等。
这些刀具根据其特殊的用途和结构可以分为不同的类型，主要用于金属加工中的攻丝、切割、整平等工艺。
三、按照刀具材料划分1. 钢质刀具钢质刀具是使用高速度钢或碳钢材料制成的刀具，具有良好的耐磨性和刚性，适用于一般的金属切削加工。
数控机床ATC系统
2.5 数控加工自动换刀系统
(1) 换刀机械手构造
－－单臂单爪机械手： 只有一种手臂换刀，因此换刀时间长。
－－回转式单臂双爪机械手： 它旳双爪可同步工作，通过手臂回转互
换刀具位置，因此换刀时间短。 －－双臂机械手：
能同步抓取和装卸机床主轴和刀库集中 旳刀具，因此换刀深入时间缩短。 －－双刀库机械手：
(3)工作长度
27
2.5 数控加工自动换刀系统 3) 常用刀柄
面铣刀刀柄
整体钻夹头刀柄
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2.5 数控加工自动换刀系统 镗刀柄
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2.5 数控加工自动换刀系统
莫式锥 度刀柄
钻夹头 刀柄
快换式丝 锥刀柄
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2.5 数控加工自动换刀系统
ER弹簧夹头刀柄
侧压式立铣刀柄
ER型卡簧
KM型卡簧
31
2.5 数控加工自动换刀系统
在转塔旳各主轴头上预先装好所需刀具， 换刀时依次转至加工位置，接通主运动，带动刀 具旋转。
长处：省去了自动松夹、装卸刀具、夹紧及 刀具搬动等一系列复杂操作，缩短了换刀时间， 提高了换刀可靠性。
缺陷：主轴部件旳刚性差且主轴旳数目不也 许太多。
45
2.5 数控加工自动换刀系统 (1) 多主轴转塔头构造
换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧； 油缸复位；
43
2.5 数控加工自动换刀系统 (2) 液压控制旳六角回转刀架
换刀动作： 刀架抬起； 刀架转位； 刀架锁紧； 油缸复位；
44
2.5 数控加工自动换刀系统
3) 转塔式更换主轴头自动换刀装置
更换主轴头换刀一般有卧式和立式两种。换 刀时运用转塔旳转位来更换主轴头，以实现自动 换刀。转塔主轴相称于一种转塔刀库。
数控刀具中刀柄的应用知识
数控刀具常用工具锥柄标准简介随着数控金切机床的广泛使用，与之配套的数控刀具使用量也在不断增加。
由于我国多年来从不同国家引进了大量数控机床，而这些机床采用的工具锥柄标准不尽相同，这就给用户（尤其是刚接触数控金切机床的新用户）选用数控刀具带来一些困难和问题。
本文根据笔者手头收集到的一些相关标准作一简要介绍，希望有助于增加读者对数控刀具常用工具锥柄标准的了解和掌握。
目前，数控铣床和镗铣加工中心使用最多的仍是7∶24工具锥柄。
但在高速加工机床上，1∶10空心短锥柄的使用正日益增多。
对于车削中心和车铣中心，则以1∶10短锥柄使用较多（车削中心使用的CZG圆柱柄工具系统不属本文讨论范围）。
自动换刀机床常用的7∶24工具锥柄标准主要有：中国国家标准GB 10944－89“自动换刀机床用7∶24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄”；国际标准ISO 7388/1：1983（40、45和50号工具锥柄）和ISO 7388/3：1986（30号工具锥柄）；德国标准分DIN 69871－1：1995（30、40、45、50和60号工具锥柄）和DIN 69871－2（40、45、50、55和60号工具锥柄）两种；日本现行标准为JIS B 6339：1998（30、35、40、45、50、55和60号工具锥柄），用于代替日本工作机械工业会标准MAS－403：1975（40、45、50和60号工具锥柄）；美国现行标准为AMSE B5.50－1994（30、40、45、50和60号工具锥柄），用于代替ANSI/AMSE B5.50－1985标准。
手动换刀用7∶24工具锥柄的常见标准有国家标准GB 3837.3－83和国际标准ISO 297－82，以及机械行业标准JB 3381.1－83。
1∶10空心工具锥柄目前已有国家标准GB 19449.1－2004“带有法兰接触面的空心圆锥接口第1部分：柄部—尺寸”。
它等同采用了国际标准ISO 12164－1：2001的内容。
第章数控刀具及其工具系统课件
图11-1 更换刀头模块
图11-2 更换刀夹
图11-3 手动换刀
图11-4 转塔刀架自动换刀
图11-5 利用刀库和机床运动来自动换刀
图11-6 利用刀库和机械手自动换刀过程
图11-25 表面粗糙度与刀具磨损的关系
图11-26 激光检测工件表面粗糙度
1 —参考探测器 2—激光发生器
3—斩波器 4—测量探测器
图11-27 光电式检测装置
1 —光源
2—钻头
3—光敏元件
图11-28 气动式检测装置
1 —钻头
2—气动压力开关
3—喷嘴பைடு நூலகம்
2—固定螺钉 3—锥端滑销 4—紧固螺钉
图11-17 圆锥定心轴向螺栓拉紧式工具系统
图11-18 在高速运转中离心力使主轴锥孔扩张
图11-19 HSK刀柄与主轴连接结构与工作原理
1 — HSK刀柄
2—主轴
图11-20 HSK整体式镗铣类工具系统
图11-21 BiG-plus刀柄（图上半部）与BT刀柄（图下半部）的比较
图11-12 CZG车削类数控工具系统安装和夹紧
图11-13 Sandvik模块式车削工具系统 1 —带有椭圆三角短锥接柄的刀头模块 2—刀柄 3—可涨开涨环 4—拉杆
图11-14 TSG82工具系统图
图11-15 TMG21模块式镗铣类工具系统
图11-16 圆柱定心径向销钉锁紧工具系统
1 —定心销
图11-22 高精度液压夹头 1 —加压螺栓 2—油腔 3—油腔内壁 4—装刀孔 5—刀具
三、1.数控刀具中刀柄的分类
三、1.数控刀具刀柄的类型概述：加工中心的主轴锥孔通常分为两大类，即锥度为7:24的通用系统和1:10的HSK真空系统。
一）、7:24锥度的通用刀柄锥度为7:24的通用刀柄通常有五种标准和规格：1、NT（传统型）NT型刀柄德国标准为DIN 2080（简称 NT或ST），即国际标准ISO 2583 ，是在传统型机床上通过拉杆将刀柄拉紧而不能用机床的机械手装刀。
后面其它四种刀柄均是在加工中心上通过刀柄尾部的拉钉将刀柄拉紧。
2、DIN 69871（德国标准）DIN 型刀柄德国标准为DIN 69871 （简称JT、 DIN、DAT或DV），DIN 69871 型分两种，即DIN 69871 A/AD型和 DIN 69871 B型，前者是中心内冷，后者是法兰盘内冷，其它尺寸相同。
3、IS0 7388/1 （国际标准）ISO国际标准ISO 7388/1 型（简称 IV或IT）其刀柄安装尺寸与DIN 69871 型没有区别，但由于ISO 7388/1 型刀柄的D4值小于DIN 69871 型刀柄的D4值，所以将ISO 7388/1型刀柄安装在DIN 69871型锥孔的机床上是没有问题的，但将DIN 69871 型刀柄安装在ISO 7388/1型机床上则有可能会发生干涉。
4、MAS BT（日本标准）MAS BT日本标准型（简称 BT）BT型是日本标准，安装尺寸与 DIN 69871、IS0 7388/1 及ANSI 完全不同，不能换用。
BT型刀柄的对称性结构使它比其它三种刀柄的高速稳定性要好。
5、ANSI/ASME（美国标准）ANSI B5.50美国标准型（简称 CAT），安装尺寸与 DIN 69871、IS0 7388/1 类似，但由于少一个楔缺口，所以ANSI B5.50型刀柄不能安装在DIN69871和IS0 7388/1机床上，但 DIN 69871和IS0 7388/1 刀柄可以安装在ANSI B5.50型机床上。
1 数控机床常用刀柄的分类
1 数控机床常用刀柄的分类与普通加工方法相比，数控加工对刀具的刚度、精度、耐用度及动平衡性能等方面要求更为严格。
刀具的选择要注重工件的结构与工艺性分析，结合数控机床的加工能力、工件材料及工序内容等因素综合考虑。
数控加工常用刀柄主要分为钻孔刀具刀柄、镗孔刀具刀柄、铣刀类刀柄、螺纹刀具刀柄和直柄刀具类刀柄(立铣刀刀柄和弹簧夹头刀柄)。
2 数控机床常用刀柄的选择刀柄结构形式数控机床刀具刀柄的结构形式分为整体式与模块式两种。
整体式刀柄其装夹刀具的工作部分与它在机床上安装定位用的柄部是一体的。
这种刀柄对机床与零件的变换适应能力较差。
为适应零件与机床的变换，用户必须储备各种规格的刀柄，因此刀柄的利用率较低。
模块式刀具系统是一种较先进的刀具系统，其每把刀柄都可通过各种系列化的模块组装而成。
针对不同的加工零件和使用机床，采取不同的组装方案，可获得多种刀柄系列，从而提高刀柄的适应能力和利用率。
刀柄结构形式的选择应兼顾技术先进与经济合理：①对一些长期反复使用、不需要拼装的简单刀具以配备整体式刀柄为宜，使工具刚性好，价格便宜(如加工零件外轮廓用的立铣刀刀柄、弹簧夹头刀柄及钻夹头刀柄等)；②在加工孔径、孔深经常变化的多品种、小批量零件时，宜选用模块式刀柄，以取代大量整体式镗刀柄，降低加工成本；③对数控机床较多尤其是机床主轴端部、换刀机械手各不相同时，宜选用模块式刀柄。
由于各机床所用的中间模块(接杆)和工作模块(装刀模块)都可通用，可大大减少设备投资，提高工具利用率。
刀柄规格数控刀具刀柄多数采用7：24 圆锥工具刀柄，并采用相应型式的拉钉拉紧结构与机床主轴相配合。
刀柄有各种规格，常用的有40 号、45 号和50 号。
目前在我国应用较为广泛的有ISO7388-1983、GB10944-1989、MAS403-1982、ANSI/ASME B5.50-1985 等，选择时应考虑刀柄规格与机床主轴、机械手相适应。
刀柄的规格数量整体式的TSG 工具系统包括20 种刀柄，其规格数量多达数百种，用户可根据所加工的典型零件的数控加工工艺来选取刀柄的品种规格，既可满足加工要求又不致造成积压。
数控机床的工作原理及工作过程
数控机床的工作原理及工作过程数控机床是一种通过计算机控制的自动化机械设备，它能够根据预先编程的指令，精确地控制工件在加工过程中的运动和加工参数，实现高精度、高效率的加工。
本文将详细介绍数控机床的工作原理及工作过程。
一、工作原理数控机床的工作原理可以简单概括为：通过计算机控制系统将加工程序转化为控制信号，通过伺服系统控制各个轴向的运动，驱动刀具在工件上进行加工。
1. 计算机控制系统：数控机床的核心是计算机控制系统。
它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括主机、控制卡、输入输出设备等，软件包括操作系统、控制程序等。
计算机控制系统能够实现加工程序的输入、编辑、存储和管理，以及控制信号的生成和输出。
2. 伺服系统：伺服系统是数控机床实现运动控制的关键。
它由伺服电机、编码器、伺服放大器等组成。
伺服电机通过接收伺服放大器输出的控制信号，实现对机床各个轴向的运动控制。
编码器用于反馈实际位置信息，确保机床的运动精度。
3. 刀具系统：刀具系统包括刀具和刀具刀柄。
刀具是进行加工的工具，刀具刀柄则是将刀具安装在机床上的装置。
数控机床的刀具系统能够实现刀具的自动换刀和自动校准。
二、工作过程数控机床的工作过程主要包括以下几个步骤：加工程序的编写、程序的输入和编辑、机床的设置和调试、自动加工和加工结果的检验。
1. 加工程序的编写：加工程序是数控机床进行加工的指令集合。
它由一系列指令组成，包括刀具的选择、切削速度、进给速度、切削深度等。
加工程序可以通过计算机辅助设计（CAD）软件进行绘制，也可以手动编写。
2. 程序的输入和编辑：将编写好的加工程序输入到计算机控制系统中。
通过输入设备（如键盘、鼠标等）将加工程序输入到计算机中，然后进行编辑和存储。
编辑过程中可以对加工参数进行修改和优化。
3. 机床的设置和调试：在进行自动加工之前，需要对机床进行设置和调试。
设置包括安装刀具、夹紧工件、调整工件坐标系等。
调试包括对伺服系统进行参数调整、刀具刀柄的校准等。
数控刀柄标准
数控刀柄标准本文有爱数控 提供一．国内应用的数控机床工具柄部及配用拉钉标准１．国家标准GB10944－89《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄》这个国家标准规定的柄部，在型式与尺寸上与国际标准ISO7388／1完全相同。
详见图7.3-1和7.3-1。
与ISO7388／1相比，增加了一些必要的技术要求，标注了表面粗糙度及形位公差，以保证刀柄的制造质量，满足自动加工中刀具的重复换刀精度要求。
它主要应用于镗铣类加工中心机床的各种刀柄。
２．国家标准所规定的拉钉，《自动换刀机床用7:24圆锥工具柄部40、45和50号圆锥柄用拉钉》这个国家标准所规定的拉钉，在型式与尺寸上与ISO7388／Ⅱ相同。
可与前述标准GB10944－89中所规定的柄部配合使用。
３．日本标准JIS B6339-1986《加工中心机床用工具柄部及拉钉》这个标准只适用于日本进口的加工中心机床及过去几年我国的部分机床厂与日本合作设计和生产的加工中心机床。
它是在日本机床工业协会标准MAS403－1982的基础上制订出来的，在日本得到广泛的应用。
我国1985年以后设计的加工中心机床已改用新的国家标准GB10994和GB10945。
４．国家标准GB3837－83《机床工具7:24圆锥联结》这种锥柄主要用于手动换刀数控机床及重型镗铣床等。
二．整体式工具系统标准JB/GQ5010-1983《TSG工具系统型式与尺寸》TSG工具系统中的刀柄,其代号(按1990年国家标准报批稿)由四部分（JT-45-Q32-120）组成，各部分的含义如下：JT-表示工具柄型代码。
45-对圆锥柄表示锥度规格。
Q32-表示工具的规格。
120-表示刀柄的工作长度。
它所表示的工具为：自动换刀机床用7:24圆锥工具柄(GB10944)，锥柄为45号，前部为弹簧夹，最大夹持直径32mm，刀柄工作长度(锥柄大端直径φ57.15mm处到弹簧夹头前端面的距离)为120mm。
数控刀柄安装基本原理
数控刀柄安装基本原理数控刀柄是数控机床上的一种常用工具系统，用于在机床上固定切削刀具。
正确认识和掌握数控刀柄的安装基本原理对于保证机床工作质量，提高工作效率具有重要意义。
下面将从数控刀柄的选择、安装精度和安装顺序三个方面展开对数控刀柄安装基本原理进行详细阐述。
首先，在选择数控刀柄时需要考虑以下几个因素：1.切削刀具的类型和尺寸：根据不同的切削任务选择不同类型和尺寸的数控刀柄，如铣刀柄、钻头柄等，以及其相应的刀柄规格。
2.刀柄的刚性和稳定性：刀柄需要能够承受切削力和振动，保证加工过程的稳定性和切削质量，所以要选择刚性好的数控刀柄。
3.刀柄的夹持方式：夹持方式有直接夹持和抱紧式两种，根据具体情况选择，直接夹持适用于小型刀柄，抱紧式夹持适用于大型刀柄。
4.刀柄的装夹方式：装夹方式有机械卡盘装夹和液压装夹两种，根据切削条件和精度要求选择。
要根据具体的加工任务和机床的要求，综合考虑这些因素，选择合适的数控刀柄。
其次，在数控刀柄的安装过程中需要注意保证其安装精度，主要包括以下几点：1.刀柄的处置面要无毛刺和凸起，保证刀柄安装时的密封性和稳定性。
2.刀柄的装夹面和对应的刀座安装面要保持清洁，无杂质和油污，以确保夹持力和传递力的准确传递。
3.刀柄装夹时要保证夹紧力的均匀，避免出现偏心力或附加力导致的刀具偏移或失稳。
4.安装刀柄时需要校正刀柄的轴线和机床的坐标轴线是否匹配，避免产生刀具倾斜或切削偏移。
最后，在数控刀柄安装过程中要遵循一定的安装顺序，以确保安装质量和效率：1.清洗刀柄和刀座，同时检查是否有损坏或磨损的部分，必要时更换。
2.将切削刀具安装在刀柄上，保持良好的夹持。
3.调整刀柄的位置，确保刀具合适地安装在机床工作区域。
4.选择正确的夹紧方式和刀具夹持力度，根据要求进行刀柄的装夹。
5.进行刀具的校正和对中，使用专用工具进行刀具装校。
6.进行刀柄和机床坐标轴的联立调试，使刀柄的安装位置与工件加工要求相符。
综上所述，数控刀柄安装基本原理是选择合适的刀柄，保证刀柄的安装精度，遵循正确的安装顺序。
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数控刀具之—刀柄系统编著：吴光辉第四章刀柄系统刀柄系统的选择是数控机床配置中的重要内容之一，其直接影响着产品的加工质量以及产品加工效率，根据不同的机床性能和产品加工工艺要求，合理的配置刀柄系统可以使产品的加工质量和加工效率的到有效的提高。
5.1 刀柄系统的分类刀柄系统根据不同的加工中心主轴锥孔通常分为两大类，即锥度为7:24的通用系统和1:10的HSK真空系统。
1. 7:24锥度的通用刀柄锥度为7:24的通用刀柄通常有五种标准和规格，即NT（传统型）、DIN 69871（德国标准）、IS0 7388/1（国际标准）、MAS BT（日本标准）以及ANSI/ASME（美国标准）。
NT型刀柄德国标准为DIN 2080，是在传统型机床上通过拉杆将刀柄拉紧，国内也称为ST；其它四种刀柄均是在加工中心上通过刀柄尾部的拉钉将刀柄拉紧。
目前国内使用最多的是DIN 69871型（即JT）和MAS BT 型两种刀柄。
DIN 69871型的刀柄可以安装在DIN 69871型和ANSI/ASME主轴锥孔的机床上， IS0 7388/1型的刀柄可以安装在DIN 69871型、IS0 7388/1 和ANSI/ASME主轴锥孔的机床上，所以就通用性而言，IS0 7388/1型的刀柄是最好的。
（1）DIN 2080型（简称 NT或ST）DIN 2080（见图5.1.1）是德国标准，即国际标准ISO 2583 ，是我们通常所说NT型刀柄，不能用机床的机械手装刀而用手动装刀。
（2）DIN 69871 型（简称JT、SK、DIN、DAT或DV）DIN 69871 型（见图5.1.2）分两种，即DIN 69871 A/AD型和 DIN 69871 B型，前者是中心内冷，后者是法兰盘内冷，其它尺寸相同。
（3）ISO 7388/1 型（简称 IV或IT）其刀柄安装尺寸与DIN 69871 型没有区别，但由于ISO 7388/1型刀柄的D4值小于DIN 69871型刀柄的D4值，所以将ISO 7388/1型刀柄安装在DIN 69871型锥孔的机床上是没有问题的，但将DIN 69871 型刀柄安装在ISO 7388/1型机床上则有可能会发生干涉。
（4）MAS BT 型（简称 BT）BT型（见图5.1.3）是日本标准，安装尺寸与 DIN 69871、IS0 7388/1 及ANSI 完全不同，不能换用。
BT型刀柄的对称性结构使它比其它三种刀柄的高速稳定性要好。
（5）ANSI B5.50型（简称 CAT）ANSI B5.50型是美国标准，安装尺寸与 DIN 69871、IS0 7388/1 类似，但由于少一个楔缺口，所以ANSI B5.50型刀柄不能安装在DIN69871和IS0 7388/1机床上，但 DIN 69871和IS0 7388/1 刀柄可以安装在ANSI B5.50型机床上。
7:24的通用刀柄是靠刀柄的7:24锥面与机床主轴孔的7:24锥面接触定位连接的，在高速加工、连接刚性和重合精度三方面有局限性。
2. 1:10的HSK真空刀柄HSK真空刀柄的德国标准是DIN69873，有六种标准和规格，即、HSK-B、 HSK-C、 HSK-D、 HSK-E和HSK-F，常用的有三种：HSK-A (带内冷自动换刀) 、 HSK-C (带内冷手动换刀) 和HSK-E(带内冷自动换刀，高速型)。
HSK真空刀柄靠刀柄的弹性变形，不但刀柄的1:10锥面与机床主轴孔的1:10锥面接触，而且使刀柄的法兰盘面与主轴面也紧密接触，这种双面接触系统在高速加工、连接刚性和重合精度上均优于7:24的HSK刀柄有A型、B型、C型、D型、E型、F型等多种规格，其中常用于加工中心(自动换刀)上的有A型、E型和F型。
A型和E型的最大区别就在于：（1）A型有传动槽而E型没有。
所以相对来说A型传递扭矩较大，相对可进行一些重切削。
而E型传递的扭矩就比较小，只能进行一些轻切削。
（2）A型刀柄上除有传动槽之外，还有手动固定孔、方向槽等，所以相对来说平衡性较差。
而E型没有，所以E型更适合于高速加工。
（3）E型和F型的机构完全一致，它们的区别在于：同样称呼的E型和F型刀柄(比如E63和F63)，F型刀柄的锥部要小一号。
也就是说E63和F63的法兰直径都是φ63，但F63的锥部尺寸只和E50的尺寸一样。
所以和E63相比， F63的转速会更快。
另外根据刀柄所需夹持的刀具不同，可分为钻孔类刀柄，铣刀类刀柄，螺纹刀具刀柄，镗孔类刀柄和直柄刀具类刀柄。
日进公司主营加工中心常用刀柄有直结式钻夹头刀柄（SPU）、弹性夹头刀柄（ER）、直筒式强力铣刀柄（MLC）、侧固式刀柄（SLN）、平面铣刀柄（FMA、FMB）、莫氏锥孔刀柄（MTA、MTB）、侧铣刀柄（SCA）、伸缩攻牙刀柄（ETP）等等，下文将对这些刀柄做一些详细的介绍。
5.2 加工中心常用刀柄5.2.1直结式钻夹头刀柄（SPU、SPH）直结式钻夹头刀柄（见图5.2.1）的夹紧机构与普通的三爪定心的原理一样。
通过内部传动，使夹爪伸出闭合，缩进张开夹紧普通直柄刀具。
其主要用与在其夹紧范围之内的钻头类刀具的夹紧，亦可用于直柄铣刀、铰刀、丝锥等小切削力刀具的夹紧。
夹紧范围主要有0~8、1~13、2~16三种，根据刀具的直径选择合适的刀柄。
相对于其他产品而言，其夹持范围比较广，单款可以夹持多种不同柄径的刀具，但由于夹紧力较小，夹紧精度低，所以通常采用于直径在φ16一下的普通钻头的夹紧。
型号例：BT40×SPU13－100表示：主轴接口×夹紧范围（1～13）－长度视频：直结式钻夹头刀柄的安装使用方法（5.2.1）5.2.2弹性夹头刀柄及筒夹（ER）弹性夹头刀柄（见图5.2.2）主要用于钻头、铣刀、铰刀、丝锥等直柄刀具的装夹；其夹紧机构由刀柄内锥孔、弹性夹头和螺帽组成。
由螺帽将夹头向内压入，和刀柄内孔锥度配合的夹头收缩完成夹紧过程。
根据工件的加工需求不同，弹性夹头刀柄还有加长型、薄壁型等，为满足不同的机床需求也有各种不同的型号与之配套，例如：莫氏柄、直柄等。
根据所需夹持刀具的大小也分为ER16、ER20、ER25、ER32、ER40、ER50等。
弹性筒夹：是配合弹性筒夹刀柄用，一般有三种精度，普通型A级0.02mm、标准型AA级0.01mm和精密型AAA级0.005mm，在常用的是AA级的。
其型号根据刀柄的型号进行选择，夹持能力为：ER16——0.5～10.0 ER20——1.0～13.0ER25——1.0～16.0 ER32——2.0～20.0ER40——3.0～26.0 ER50——6.0～34.0可夹持范围为1mm，孔径2.5以下为0.5mm（为单一型号夹头的夹持范围，例：ER32-15～16）；ER16和ER20的夹头根据要求制作内孔D+0.5mm的筒夹；螺帽：为了适应各种不同的加工和安装环境，还可给刀柄配置各种不同的螺帽，以得到不同的用途，下图中就是几种不同的螺帽（图5.2.2b）。
A型螺帽一般使用于ER20、ER16、ER11普通刀柄上因其直径较小，所以设计成六角形式便于制作和装卸；M型螺帽专用于M型ER刀柄，这种刀柄专用于细长直径容易干涉处，所以其螺帽设计和刀柄部直径是一样的，所以这种也叫薄壁型或者小径型。
其不可用于普通ER刀柄。
UM/RD型螺则用于ER25以上的普通刀柄，是通用的标准螺帽，也可用于其他场合。
除了以上几种螺帽以外，还有强力型螺帽、高速型螺帽等。
为保证夹紧扭距和防止人为损坏，各种螺帽必须使用专用扳手，需要注意：安装时应先将筒夹置入螺帽内放正，再一并置入刀柄本体。
在选择刀柄与筒夹时，需要首先确认机床接口和所夹持刀具的柄部直径，然后选择筒夹和刀柄。
在加工过程中不发生干涉的情况下，应尽量选择ER32的刀柄，这样通用性比较好一点。
ER夹头基本厂家的都是通用的，只要按照规格进行配置就可以，因其具有弹性收缩功能，夹持范围广，而且适应种类多变的刀具安装，所以ER刀柄和夹头应用范围相当广。
不过，也由于其夹持力较小，夹持精度较低，所以不适合于高精度和切削力较大的场合。
刀柄型号例：BT40×ER32—70 表示为：机床主轴接口×夹头规格－长度夹头型号例：ER32－12～13 表示为：夹头规格－夹持范围根据加工需求不同，强力铣刀柄也分为MLC20、MLC32、MLC42等不同型号。
由于需夹持刀具柄部直径不同，每种刀柄也配置了不同型号的夹头。
具体型号如下：5.2.3直筒式强力铣刀柄及筒夹（MLC ）直筒式强力铣刀柄（见图5.2.3a ）主要使用于铣刀等直柄刀具的夹紧，因为其夹紧力比较大，夹紧精度较好，所以在一般的加工中心机械加工中都是比较常用的。
SSC20－6、8、10、12、16SSC32－3、4、5、6、8、10、12、14、15.6、16 19、20、24、25SSC42－6、8、10、12、16、20、25、32强力铣刀柄也可以不使用筒夹安装刀具。
但由于这种刀柄夹紧时的收缩量比较小，所以对刀具柄部的直径公差要求比较高，一般在0到－0.02mm 。
跟ER 刀柄同样，选择强力铣刀柄时，在工件无干涉和刀具柄部直径允许的情况下尽量采用MLC32的刀柄，因为MLC32的刀柄通用性比较好，不仅可以给客户节约成本，如果损坏需要维修，配件也相对容易购买。
安装方法：将刀具置入直线夹头，保证刀具柄部必须超出夹头的有效夹持长度，然后将刀具与直线夹头一并置入刀柄，用钩形扳手旋紧。
在刀具可以直接与刀柄配合的时候，可以不使用直线夹头。
刀柄型号例：BT40×MLC32－90 表示：机床主轴接口×夹头直径－长度 夹头型号例：SSC32－20 表示：夹头规格－刀具柄部直径视频： 侧固式刀柄（见图5.2.4a ）应用与削平柄刀具的夹持。
其结构简单，相对装夹原理也很简单。
因其为直径配合侧面螺丝锁固式夹紧，所以对所夹持刀具柄部直径要求比较严而且柄部应为削平式结构。
适合装夹快速钻、铣刀、粗镗刀等削平刀柄的装夹，不使用于精、高精加工刀具的装夹。
直筒式强力铣刀柄的安装使用方法（5.2.3）5.2.4侧固式刀柄（SLN ）侧固式刀柄有DIN1835和JIS 两种标准型，两种刀柄的没有什么功能性差异。
DIN1835刀柄内孔φ20以内为1只螺丝锁紧，φ25以上为2只螺丝锁紧；而JIS 标准刀柄无论大小均为2只螺丝锁紧；DIN1835刀柄前部外圆直径比较大，而JIS 型刀柄前部外圆直径比较小。
所以相比较而言夹持同样刀具的两种刀柄JIS 型相对DIN1835型较轻便，而DIN1835型较JIS 型刚性较好。
安装方法：将刀具置入刀柄内，将削平平面对准锁紧螺钉，拧紧锁紧螺钉。
刀柄型号例：BT40×SLN32－105表示：机床主轴接口×内孔直径－长度 JIS 刀柄型号例：BT40－SLN32－100JIS表示：机床主轴接口×内孔直径－长度JIS 型平面铣刀柄（见图5.2.5a ）主要使用于套式平面铣刀盘的装夹，采用中间心轴和两边的定位键定为，采用端面内六角螺丝锁紧的。