专利名称：工具系统双面接触夹紧方法
技术领域：
本发明与工具系统与机床主轴的连接方法有关。
背景技术：
为了适应高速重载切削加工的需求，工具系统和机床主轴连接的方式由单面接触夹紧/约束原理向双面接触夹紧/约束原理发展，近年国际标准推行的1∶10空心短锥柄HSK工具系统、日本大昭和公司开发的7∶24的BIG-PLUS工具系统均符合双面接触夹紧工作原理；在机床主轴夹紧力的作用下，机床主轴的锥孔内锥面和端面，分别与工具系统柄部的外锥面和端面同时接触。实现双面接触夹紧，要求有很高的几何尺寸和形状精度，同时还要求很高的位置精度，即锥面夹紧接触点和端面之间的位置精度，因此，用于双面接触夹紧的机床主轴和工具系统与传统单面接触夹紧的相比，设计与制造难度加大，制造成本增高。实际上从制造角度来看，仅仅是加工高精度的内、外锥面，保证高精度的锥度公差和母线的直线度已经困难，而还要同时保证锥面夹紧接触点和端面间高精度的位置尺寸公差就更加困难。由于上述制造误差往往较大，因此在机床主轴夹紧时，二个锥面之间和二个端面之间同时接触夹紧的状态(约束状态)变化较大，难以保证工具系统和机床主轴之间达到预期的连接刚性和夹紧的可靠性。
发明的内容本发明的目的是提供一种工具系统双面接触夹紧方法，在降低制造难度和制造成本的情况下能保证工具系统和机床主轴连接的刚性、精度和夹紧的可靠性。
本发明是这样实现的本发明工具系统双面接触夹紧方法，包括如下步骤(1)按照设计要求加工工具系统锥柄的外锥面与主轴内锥面基准直径d2处至锥柄夹紧端面的距离和至主轴夹紧端面的距离，加工完成后，实际测量两锥面基准直径处至锥柄夹紧端面的距离LI实、至主轴夹紧端面的距离L轴实，两者的实际尺寸差h实＝LI实-L轴实，(2)制造补偿环，其厚度h＝h实，其内径与锥柄的柱面配合，将其置于锥柄和主轴的夹紧端面之间后实施夹紧措施。
步骤(2)中的实际测量参照中国机械行业标准“HSK工具圆锥量规”推荐的结构和原理。
所说工具系统为7∶24工具系统或HSK工具系统，所说的基准直径d2，对于带有法兰接触面的空心圆锥接口即HSK工具系统而言，就是国家标准GB/T 19449.1-2004/ISO 12164-12001和国家标准GB/T19449.2-2004/ISO 12164-22001中规定的d2，基准直径d2对于7∶24工具系统就是国家标准GB/T 11854-2003中规定的D2，采用万工显或座标测量机或HSK工具圆锥量规来测定d2和d2与夹紧端面的距离。
所说的工具系统为带法兰的7∶24工具系统或HSK的锥柄刀具。
补偿环的厚度h为2-20mm。
本发明的优点是1，按照双面接触夹紧原理工作的机床主轴和工具系统，在确保具有等同的连接刚度、精度和夹紧可靠性的前提下，由于采用了补偿垫圈，在机床主轴锥孔和工具系统锥柄设计与制造中，降低了锥面和端面之间轴向位置的精度要求，降低了制造难度。
2，根据实际测量得到的机床主轴锥孔的锥面和端面之间的轴向位置尺寸，以及实际测量得到的工具系统锥柄的锥面和端面的轴向位置尺寸，优化选择并确定补偿环的厚度，能高质量满足双面接触夹紧的要求，提高了夹紧刚度和可靠性。
3，对于原有的单面接触夹紧工具系统和机床主轴，加上相应的、适当厚度尺寸的补偿环，就可以实现双面接触夹紧，提高夹紧系统的刚性。
图1为本发明的工具系统之一。
图2为本发明的工具系统之二。
图3为补偿环径向剖视图。
具体实施例方式本发明的工具系统如图1和图2所示，工具1有接触锥面2和接触端面3，锥面2和端面3之间有柱面4。如图1所示，锥面2的顶端有轴向施力构件5。补偿环6与柱面4动配合并位于主轴10接触端面7与工具接触端面3之间。主轴10有内锥面12与锥面2接触。
本发明的工具系统也可如图2所示，工具1的接触锥面2前端有内法兰盘8与主轴内轴向施力构件的爪形组件9的外壁13接触，锥形组件11的锥面与爪形组件9接触对工具1施加轴向力。
按照设计要求加工工具1和主轴10的锥面基准直径处至主轴夹紧端面的距离和至工具锥柄夹紧端面的距离。
加工完成后，测量锥面基准直径处至上述两端面的实际距离L轴实和LI实，补偿环的实测厚度h实＝LI实-L轴实对于图2所示的工具系统，可采用我国机械行业标准“HSK工具圆锥量规”进行测量。对于图1所示或其它类型工具系统，也可参照该标准中推荐的结构和原理测量。
制造或选择已制造好的补偿环，其厚度h＝h实，其内径与锥柄柱面动配合，将补偿环置于锥柄和主轴的两夹紧端面之间后实施夹紧措施。可以根据所要求的锥面和端面双面接触夹紧的状态，来精确修正补偿环的厚度。
已制造好的补偿环可为厚度为2-20mm的系列产品。
权利要求
1.工具系统双面接触夹紧方法，其特征在于包括如下步骤(1)按照设计要求加工工具系统锥柄的外锥面与主轴内锥面基准直径d2处至锥柄夹紧端面的距离和至主轴夹紧端面的距离，加工完成后，实际测量两锥面基准直径处至锥柄夹紧端面的距离LI实、至主轴夹紧端面的距离L轴实，两者的实际尺寸差h实＝LI实-L轴实，(2)制造补偿环，其厚度h＝h实，其内径与锥柄的柱面配合，将其置于锥柄和主轴的夹紧端面之间后实施夹紧措施。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中的实际测量参照中国机械行业标准“HSK工具圆锥量规”推荐的结构和原理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说工具系统为7∶24工具系统或HSK工具系统，所说的基准直径d2，对于带有法兰接触面的空心圆锥接口即HSK工具系统而言，就是国家标准GB/T 19449.1-2004/ISO 12164-12001和国家标准GB/T 19449.2-2004/ISO 12164-22001中规定的d2，基准直径d2对于7∶24工具系统就是国家标准GB/T 11854-2003中规定的D2，采用万工显或座标测量机或HSK工具圆锥量规来测定d2和d2与夹紧端面的距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的工具系统为带法兰的7∶24工具系统或HSK的锥柄刀具。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于补偿环的厚度h为2——20mm。
全文摘要
本发明为工具系统双面接触夹紧方法，为工具系统与机床主轴的连接方法，解决已有的连接方法刚性差，精度低、夹紧不可靠和工具系统制造成本高的问题。工具系统双面接触夹紧方法，包括如下步骤(1)按照设计要求加工工具系统锥柄的外锥面与主轴内锥面基准直径d
文档编号B23B31/02GK1887516SQ20061002143
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年7月21日
发明者谢华锟 申请人:成都工具研究所