数控装备设计第11章 数控工具系统

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图 １１．１
ＴＭＧ 工具系统
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（ ３ ） ＴＭＧ 模块型号的表示方法 为了便于书写和订货 ， 也为了区别各种不同 结构接口 ， ＴＭＧ 模块型号的表达内 容依顺序 应为 ： 模块接口 形式 ， 模块所属种类 ， 用途或 有关特征参数 。
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图 １１．２
ＴＭＧ２８ 模块接口结构示意
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１１．２．２
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１１．２
镗铣类数控工具系统
镗铣类数控工具系统是镗铣床主轴到刀具之间 的各种连接刀 柄的总 称 ， 其主要作用 是连接主 轴与刀具 ， 使刀具达到所要求的位臵与精度 ， 传 递切削 所需扭矩及保证刀 具的快速更换 。 １１．２．１ ＴＭＧ 工具系统 模块式工具系统就是把工具的柄部和工作部分 分割开来 ， 制成各种系列化的模块 ， 然后经过不 同规格的中间模块 ， 组成一套套不同用 途 、 不 同规格的模块式工具 。
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（ ３ ） 镗铣类模块式数控工具系统的选用 尽管模块式工具系统有适用性强 、 通用性好 、 便于生产 、 使用和保管等优点 ， 但是 ， 并不 是说整体式工具系统将全部被取代 ， 也不是说都 改用 模块式组合刀 柄就最合理 。 １ ） 模块接口 的连接精度 、 刚度要能满足 使用要求 。 ２ ） 专利产品在未取得生产 许可也 未与 外 商 合 作 生产 的 情 况 下 ， 是 不 能 仿 制 成 商 品 销售 的 。 ３ ） 在机床上使用时 ， 模块接口是否需要拆 卸？ 在重型行业应用时 ， 往往只需更换前部工作 模块 ， 这时要选用侧紧式 ， 而不能选用中心螺钉19 拉紧结构 。
第11章
１１．１ 概述
数控工具系统
很多数控设备特别是加工中心加工内容的多 样性，使其配备的刀具和装夹工具的种类也很多 ，并且要求刀具更换迅速。因此，刀、辅具的标 准化和系列化十分重要。把通用性较强的刀具和 配套装夹工具系列化、标准化，就成为通常所说 的工具较高的换刀精度和定位精度 。 ２ ） 耐用度要求 提高生产率 ， 需要使用高 的切削速度 ， 因此刀具耐用度要求较高 。 ３ ） 刚度要求 数控加工常常大进给量 ， 高 速强力切削 ， 要求工具系统具有高刚性 。 ４ ） 断屑 、 卷屑 和排屑 要求 自 动加工 ， 刀具断屑 、 排屑 性能要好 。 ５ ） 装卸调整要求 工具系统的装卸 、 调整 要方便 。 ６ ） 标准化 、 系列化和通用化 此 “ 三化 ” 便于刀具在转塔及刀库上的安装 。
４ ） ＷＩＤＡＦＬＥＸ ＵＴＳ （ 美国称 Ｋ Ｍ ） 工具系统 ＷＩＤＡＦＬＥＸ ＵＴＳ 工具系统是由德国 ＫＲＵＰＰ 公司 与美国 ＫＥＮＮＡＭＥＴＡＬ 公 司 合作开发的一种新的工具系统 ， 其接口 是用圆 锥定心 （ 锥角 ５°４３′ ）， 采用 端面压紧来保 证轴向 定位精度和加大刚度 。 ５ ） ＭＣ 工具系统 ＭＣ 工具系统是由德国 ＨＥＲＴＥＬ 公司 于 １９８９ 年开发的 ， 其接口 的 定心方式与 ＡＢ Ｓ 相同 ， 夹紧方式相仿 ， 把锥面 、 锥孔接触改 为可转位钢球与夹紧销斜面的面接触 。
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６ ） ＣＡＰＴＯ 工具系统 ＣＡＰＴＯ 工具系统是由瑞典 ＳＡＮＤＶＩ Ｋ 公司 于 １９９０ 年开发的 ， 定心采用弧面的 三棱锥 ， 夹紧是从三棱锥内 部拉紧 ， 使端面紧 密贴合 。 这种接口刚性好 ， 传递扭矩大 。 但制 造时设备要求高 ， 必须用许多数控机床才能实现 。 据介绍 ， 这种工具系统可用于车削 ， 也可用 于镗铣加工 ， 是一种万能型的工具系统 。
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２ ） ＴＭＧ２１ 模块式工具系统 采用 单 圆 柱面定心 ， 径向 销钉锁紧 ， 它的一部分为 孔 ， 而另一部分为轴 ， 两者插入连接构成一个刚性 刀柄 ， 一端和机床主轴连接 ， 另 一端则安装上 各种可转位刀具便构成了 一个先进的工具系统 ， 主要用于重型机械 、 机床等行业 。 ３ ） ＴＭＧ２８ 模块式工具系统 我国开 发的新型工具系统 ， 采用单圆柱面定心 ， 模块接 口 锁紧方式采用与前述 ０ ～ ６ 不同的径向锁紧 方式 （ 用数字 “ ８ ” 表示 ）。
ＴＳＧ 工具系统
图 １１．３
ＴＳＧ８２ 工具系统
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（ １ ） ＴＳＧ 工具系统型号的表示方法 工具系统的型号由五个部分组成 ， 其表示方 法如下 ：
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１ ） 工具柄部形式 工具柄部一般采用 ７∶２４ 圆锥柄 。
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２ ） 柄部尺寸 柄部形式代号后面的数字为柄部尺寸 。 对锥 柄表示相 应的 ＩＳＯ 锥度号 ， 对圆 柱柄表示 直径 。 ３ ） 工具用途代码 用代码表示工具的用途 ， 如 ＸＰ 表示装削平 型铣刀 刀 柄 。 ＴＳＧ８２ 工具系统用 途的代码 和意义见表 １１．２ 。 ４ ） 工具规格 用途代码后的数字表示工具的工作特性 ， 其 含义随工具不同而异 。 ５ ） 工作长度 表示工具的设计工作长度 （ 锥柄大端直径处 14 到端面的距离 ）。
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（ ２ ） 国外镗铣类模块式数控工具系统简介 １ ） ＮＯＶＥＸ 工具系统 ＮＯＶＥＸ 工具系统是由德国 Ｗａｌｔｅｒ 公司 开发的 ， 其接口 形式为 圆锥定心 ， 锥孔 、 锥体与所在模块同轴 ， 轴线上用螺钉拉紧 。 ２ ） ＶＡＲＩＬＯＣＫ 工具系统 ＶＡＲＩＬＯＣＫ 工具系统是由瑞典 ＳＡＮ ＤＶＩＫ 公司 于 １９８０ 年研制成的轴向拉紧工 具系统 ， 它是双圆柱配合 ， 起导向 及定心作用 ， 用中心螺钉拉紧 ， 模块装卸显得不太方便 。 ３ ） ＡＢＳ 工具系统 ＡＢＳ 工具系统是由德国 ＫＯＭＥＴ 公司 开 发的 ， 其接口形式为两模块之间 有一段圆 柱配合 16 ， 起定心作用 。
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１ ） 主柄模块 模块式工具系统中直接与机 床主轴相连接的工具模块 。 ２ ） 中间模块 模块式工具系统中为了加长 工具轴向尺寸和变换连接直径的工具模块 。 ３ ） 工作模块 模块式工具系统中为了装夹 各种切削刀具的模块 。
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（ １ ） ＴＭＧ 数控工具系统的类型及其特点 国内 镗铣类模块式工具系统可用其汉语 “ 镗 铣类 ”“ 模块式 ”“ 工具系统 ” 三个词组的大 写拼 音字头 ＴＭＧ 来表示 。 （ ２ ） 国内 常见的镗铣类模块式工具系统 有 ＴＭＧ１０ 、 ＴＭＧ２１ 和 ＴＭＧ２８ 等 。 １ ） ＴＭＧ１０ 模块式工具系统 采用短 锥定心 ， 轴向用中心螺钉拉紧 ， 主要用于工具组 合后不经常拆卸或加工件具有一定批量的情况 。