HSK工具系统的特点简介

HSK工具系统以其定位精度高,静、动态刚度高,尺寸小、重量轻、结构紧凑,适合高速切削等优点,已成为高速加工中最有发展潜力与应用最广泛的高速加工工具系统标准,国际标准化组织最终确定以HSK为新型工具系统的国际标准,并于2001年颁布了该项ISO标准(ISO 12164)。我国的成都工具研究所与江苏大学等单位合作,对HSK工具系统高速回转状态下的共性基础技术进行了系统的研究分析。通过对HSK工具系统结构特性的有限元分析和数值模拟、仿真计算,系统地研究了HSK工具系统的工作机理、建立了力学模型、动平衡数学模型和动平衡失稳性的数学模型;通过HSK工具系统的高速切削实验研究,初步提出了高速加工中切削能与加工质量的关系、动平衡精度的实际意义与原则;开发出UJS-HSK工具系统的专家知识系统及专用软件,建立了HSK工具系统综合性能试验数据库;研究开发了HSK刀柄技术及相关产品,系统地设计了HSK32、HSK40、HSK50、HSK63、HSK80、HSK100六个规格的HSK中空短锥柄的部分产品图样,建立了HSK工具系统标准图库及其产品图库。

HSK工具系统最突出的特点就是端面和锥面同步接触。夹紧时,由于锥部有过盈,所以锥面受压产生弹性变形,同时刀柄向主轴锥孔轴向位移,以消除初始间隙,实现端面之间的贴合,这样就实现了双面同步夹紧。就其本身的定位而言,这种保证锥面和端面同时定位的方式实质上是过定位。HSK接口的径向精度是由锥面接触特性决定的,这一点与BT锥柄一致(二者的径向精度均可达到0.2μm)。HSK接口的轴向精度由接触端面决定,这与BT锥柄明显不同,中空结构是HSK刀柄的一个重要特征。要实现双面接触,锥面必须产生弹性变形,与实心柄相比,空心柄产生弹性变形容易得多,所消耗的夹紧力也小得多,而当主轴高速回转时,空心薄壁的径向膨胀量与主轴内锥孔相差不大,有利于在较大转速范围内保持锥面的可靠接触。HSK刀柄的空心柄部还为夹紧机构提供了安装空间,以实现由内向外的夹紧。这种夹紧方式可以把离心力转化为夹紧力,使刀柄在高转速下工作时的夹紧更为可靠。此外,HSK刀柄的空心柄部还使内部切削液的供应成为可能。

HSK工具系统具备很高的轴向和径向重复精度,在锥柄与平面接触面之间的二维配合实现了主轴与工具间的绝对紧密接触,因此,其重复精度小于±0.001mm。(www.xing528.com)

HSK工具系统适于高转速,由内向外地夹紧保证了整个工具锥柄与主轴的接触,也增加了在主轴和工具法兰间的接触压力;高速旋转产生的离心力增加了夹紧力,因此保证了极其可靠的夹紧。