刀柄是切削刀具和機(jī)床主軸之間的關(guān)鍵性接口，刀柄失效會(huì)導(dǎo)致刀柄不能發(fā)揮作用，造成刀具壽命變短和切削過(guò)程的不可靠。

典型刀柄失效原因分析

－ 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(xù)的切削力導(dǎo)致刀柄的表面疲勞。

－ 切削力導(dǎo)致的刀柄變形。

－ 切削熱和切削溫度導(dǎo)致刀柄材料結(jié)構(gòu)的相變。

－ 刀柄的氧化和腐蝕。

－ 備件、配件和連接表面的磨損。

如何判斷何時(shí)更換刀柄

最主要的一點(diǎn)：檢查機(jī)床主軸磨損和自動(dòng)換刀裝置對(duì)準(zhǔn)。

磨損的主軸會(huì)導(dǎo)致跳動(dòng)問(wèn)題，影響刀柄的精度，降低可實(shí)現(xiàn)的工件質(zhì)量和加工效率。可以對(duì)機(jī)床主軸的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，比如檢查其T．I．R．（徑向跳動(dòng)）。

保持ATC（自動(dòng)換刀裝置）的對(duì)準(zhǔn)至關(guān)重要。如果ATC 沒(méi)有很好地夾持刀柄，會(huì)對(duì)主軸和刀柄造成損害，而且刀具性能和刀具壽命會(huì)明顯降低。

刀柄磨損的評(píng)估

磨損的刀柄將不能提供良好的精度并且會(huì)迅速磨損刀具，也會(huì)導(dǎo)致加工表面粗糙度差，甚至可能損害機(jī)床主軸。

1．錐面磨損／ 微動(dòng)磨損

檢查定位錐面是否磨損或損壞。錐面的任何問(wèn)題都會(huì)直接影響加工精度，如果錐面有任何缺陷，則應(yīng)該更換刀柄。

如果錐面上有很明顯的痕跡，可能發(fā)生了微動(dòng)磨損。當(dāng)兩個(gè)剛性部件（刀柄和主軸）相互摩擦就會(huì)產(chǎn)生微動(dòng)磨損，微動(dòng)磨損是由于刀柄錐面和主軸間配合不好導(dǎo)致，磨損會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和熱。如果在錐面上會(huì)看見(jiàn)小銅色的凹點(diǎn)或痕跡，這說(shuō)明刀柄正在磨損。微動(dòng)磨損往往容易被誤認(rèn)為是氧化，一旦出現(xiàn)明顯的微動(dòng)磨損，刀柄就應(yīng)該被更換。如果新的刀柄會(huì)迅速發(fā)生微動(dòng)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(dòng)磨損痕跡

當(dāng)?shù)侗迦胫鬏S時(shí)，磨損的錐面會(huì)引起偏心定位，這就是所謂的＂ 跳動(dòng)＂。在加工中跳動(dòng)會(huì)引起刀具的過(guò)早磨損和失效，還會(huì)引起過(guò)度振動(dòng)導(dǎo)致加工表面粗糙度差，此時(shí)就需要額外的加工來(lái)對(duì)其進(jìn)行修正。振動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致主軸的疲勞生熱和主軸軸承的損壞。T．I．R．（徑向跳動(dòng)）用來(lái)測(cè)量在刀柄總成中刀具的軸向變形量，每0．02mm 的跳動(dòng)刀具的壽命會(huì)減少10％。

2．襯套和彈簧夾頭

襯套具有特殊的槽和圖案，能堅(jiān)固地夾緊刀具，因此會(huì)比夾頭更快地磨損。磨損的襯套會(huì)使刀具更早地失效，當(dāng)襯套磨損明顯時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行替換以保持刀具－ 刀柄總成的精度和性能。

由于夾緊力不足導(dǎo)致的襯套上的紋理

如果襯套外徑或內(nèi)徑有任何損傷就應(yīng)該將它替換。刀具在襯套的內(nèi)徑中旋轉(zhuǎn)，會(huì)對(duì)其造成損傷，所以要查看內(nèi)徑中的痕跡，一旦發(fā)生損傷，襯套就不能有效地夾緊刀柄，會(huì)導(dǎo)致夾緊力和精度的降低。

刀柄如何預(yù)防性保養(yǎng)

刀柄不使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)擦干凈并噴涂上有防銹功能的輕涂層。當(dāng)?shù)侗匦峦度胧褂脮r(shí)，在使用前應(yīng)將“油”擦去。冷卻劑應(yīng)使用正確的濃度，這樣不僅能在切削過(guò)程中起到冷卻的效果，還可以預(yù)防刀柄的生銹。

由于刀柄是由金屬制成，所以如果處理不當(dāng)，就會(huì)生銹或產(chǎn)生小坑。如果已磨損或者損壞的刀柄仍在一個(gè)質(zhì)量好的主軸上運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成主軸的過(guò)早失效。

主軸拉釘是個(gè)關(guān)鍵配件，維持主軸與刀柄之間的連接，一旦有問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致刀柄飛出主軸。一些主軸拉釘是空心的，用來(lái)允許冷卻液流經(jīng)刀柄。在使用時(shí)，主軸內(nèi)的夾緊機(jī)構(gòu)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(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。

為了保證刀柄性能，必須維持整體環(huán)境的清潔。刀柄需在微米公差范圍內(nèi)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(tǒng)上都會(huì)引起差的T．I．R．（ 徑向跳動(dòng)），從而導(dǎo)致刀具、刀柄和機(jī)床主軸的過(guò)早磨損。建議作定期的預(yù)防性保養(yǎng)，包括對(duì)機(jī)床主軸和刀柄定期的清洗和檢查，這將會(huì)有助于改善加工性能。

同時(shí)建議對(duì)刀柄總成的T．I．R． 進(jìn)行定期檢查來(lái)驗(yàn)證刀柄是否磨損。需要使用特定的工具組裝設(shè)備正確組裝刀柄總成，從而保持生產(chǎn)車間的安全并防止切削刀具的過(guò)早損壞。合理保養(yǎng)和使用刀柄是提高機(jī)床生產(chǎn)效率、減少停機(jī)時(shí)間并減少不合格工件數(shù)的最經(jīng)濟(jì)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(duì)生產(chǎn)率和成本效益有很大影響。

最后，我們來(lái)總結(jié)一下刀柄保養(yǎng)的實(shí)用準(zhǔn)則：

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(shí)涂一層油防止被氧化。

2．定期卸除Graflex或 Capto總成，進(jìn)行清洗和檢查。

3．在干凈、干燥的地方儲(chǔ)存刀柄。

4．以可視方式查看刀柄的磨損，比如微動(dòng)腐蝕的痕跡。同時(shí)以可視方式查看所有的配件和備件進(jìn)行：襯套、主軸拉釘、螺母等，如果需要?jiǎng)t將其更換。

5．始終使用特定的安裝和拆卸設(shè)備，例如 Tool Boy 卸刀器。

6．切勿過(guò)度扭轉(zhuǎn)螺釘，不能超過(guò)其給定的扭矩限制。如果沒(méi)有扭矩螺釘扳手不能進(jìn)行夾緊。

7．不能超出液壓夾緊系統(tǒng)的推薦的螺桿轉(zhuǎn)數(shù)。定期調(diào)控?fù)碛行?zhǔn)儀表的液壓夾頭的壓力。

8．不要讓夾具過(guò)熱。

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