數控機床刀柄壽命短，經常壞，咋回事

鑫機緣

軸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揮作用，造成刀具壽命變短和切削過程的不可靠。

1. 典型的刀柄失效形式

-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。

2. 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。

（刀柄錐面微動磨損痕跡）

如果錐面上有很明顯的痕跡，可能發生了微動磨損。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。

- 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。

3. 刀柄預防性保養

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。

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，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。

4. 檢查主軸磨損和換刀裝置對準

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。

5. 刀柄保養建議

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℃。

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