电热夹紧：提高刀具夹持力的性能

　　电热夹紧式刀具采用大直径、加长的配合面可提高刀具夹持力的性能。

　　虽然有关于电热式夹紧刀具的标准，但是这些标准只涉及到电热式夹紧刀具的外部形式。对于电热夹紧刀具的内部结构，即直接与铣刀柄接触的部位，到目前为止也没有出台相应的规定。有人很早就建议，希望统一电热式夹紧刀具的内部结构、尺寸，但是，一直没有最终结果。因此，各个刀具生产厂家生产的电热夹紧刀具中，尽管外表相似，但内部结构各有千秋。这些种种不同不仅出现在电热夹紧装置上，即使是在刀具锥柄孔的尺寸、结构上也有很大区别。因此，刀具夹紧力的差别也很大。

　　刀具的夹持力过小，在铣刀的铣削过程中可能会出现刀具松脱的现象，如果生产厂家不标明其生产的刀具夹紧力的大小规格，那么用户最好小心从事。作为刀具夹紧装置的专业生产厂家，Haimer公司设计生产的电热夹紧刀具夹持器的夹紧力是其同行的3倍。他们的产品之所以有如此高的夹紧力，关键是与铣刀刀柄相配合的孔有关——电热夹紧刀具夹持器孔的配合长度尽可能延长，所选择的配合公差尽可能小。因为该生产厂家生产的电热夹紧刀具夹持器在铣刀安装的入口处增加了长度为5～10mm的引入导向倒角。在这5～10mm的长度上，不对铣刀实施夹持，从而也没有刀具夹紧力矩。与此相类似，在刀具配合孔的末端，刀柄配合孔的配合为间隙配合，且选择的间隙较大。这样，刀柄与孔配合的长度尺寸相对减少。而在Haimer公司生产的电热夹紧式刀具夹持器中，他们选择的配合公差较其他生产厂家的要小，可进一步提高夹持器夹紧力的性能。采取了减少引入倒角长度、缩短末端间隙配合长度及更小的配合公差三项措施后， Haimer公司生产的6mm铣刀的夹紧力矩高达20Nm；20mm铣刀的夹紧力矩高达500Nm。

　　安装引入倒角的长度尺寸较小时，对电热夹紧式刀具的安装没有影响。铣刀在操作者的手中仅仅停留几秒钟，直至达到一定的加热温度为止，然后夹持器就会牢牢地将铣刀夹紧。安装引入倒角的尺寸较大时，虽然有利于刀具的安装，但是也增加了夹紧力矩的负担。

　　只有采用合适的电热装置才能保证顺利的装夹、拆卸刀具。为了保证整个配合长度能均匀加热，电热装置与其电热线圈必须具有特别的结构形式，而10kW的Power-Clamp电热装置可以在2～10s内（视刀具尺寸）将电热夹紧夹持器的整个配合长度均匀加热。

　　电热夹持器内的长度调节螺栓也经过了三次结构尺寸优化：

　　A. 调节螺栓由普通螺纹改为细牙螺纹

　　铣刀热装冷却后，与机床形成一个整体。如果调节螺栓采用的是普通螺纹，则螺纹间隙较大，可能出现螺栓微小的歪斜，这会引起铣刀拉紧后圆跳动不理想。采用细牙螺纹后则不再出现这种情况。

　　B. 调节螺钉有两个内六方

　　如果铣刀切削正常，双内六方优点是体现不出来的。但当铣刀在电热式夹持器中折断时，断裂在夹持器中的残留刀柄则挡住了普通的内六方扳手头，使断损的刀柄无法取出。在这种情况下，另一端的内六方头就发挥作用了，将夹持器插入加热装置加热后,用另一端的内六方扳手头就可顶出折断的刀柄。

　　C. 调节螺栓有两个铣削加工的小平面

　　采用内冷方式冷却铣刀时，冷却液可通过这两个小平面直达铣刀刀尖。在铣刀工作时，调节螺栓与铣刀之间的空腔中的冷却液不会带来什么影响。但是在加热退出刀具时，电热装置的电热线圈的加热温度可达350℃。在这样高的温度下，积留在空腔中的冷却液就会急剧膨胀，当夹紧力矩不再能“抓牢”铣刀时，铣刀会像子弹一样射出。但当调节螺栓上有了这两个铣削的小平面后，会使积留的冷却液受热后从两个铣削平面形成的通道中流出，从而可防止意外情况的发生。

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