数控镗铣床加工的工具系统

3.1.2　数控镗铣床加工的工具系统

1．数控镗铣加工用的工具系统

工具系统是针对数控机床要求与之配套的刀具必须可快换和高效切削而发展起来的，是刀具与机床的接口。它除了刀具本身外，还包括实现刀具快换所必需的定位、夹紧、抓拿及刀具保护等机构。20世纪70年代工具系统以整体结构为主，20世纪80年代初开发出了模块式结构（车、铣、钻等万能接口）的工具系统。模块式工具系统将工具的柄部和工作部分分割开来，制成各种系统化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组成一套套不同规格的工具。目前世界上模块式工具系统有几十种结构，其区别主要在于模块之间的定位方式和锁紧方式不同。

目前，不少国家或公司都已制定出自己的标准化工具系统。为满足工业发展的需要，我国制定了“镗铣类整体数控工具系统”标准（按汉语拼音，简称为TSG工具系统）和“镗铣类模块式数控工具系统”标准（简称为TMG工具系统），它们都采用GB10944—89（JT系列刀柄）为标准刀柄。考虑到事实上日本的MAS/BT403刀柄的机床目前在我国使用的数量较多，TSG及TMG也将BT系列作为非标准刀柄首位推荐，即TSG、TMG系统也可按BT系列刀柄来制作。

2．工具系统的分类

金属切削刀具系统从其结构上可分为整体式与模块式两种，如图3-9所示。整体式刀具系统基本上由整体柄部和整体刃部（整体式刀具）两者组成，传统的钻头、铣刀、铰刀等就属于整体式刀具。整体式刀具由于不同品种和规格的刃部都必须和对应的柄部相连接，致使刀具的品种、规格繁多，给生产、使用和管理带来诸多不便，有些使用频率极低但又需用的刀具也不得不备置，这相当于闲置大量的资金。为了克服整体式刀具系统的这些弱点，各国相继开发了各式各样的高性能模块式刀具系统。模块式刀具系统是把整体式刀具系统按功能进行分割，做成系列化的标准模块（如刀柄、刀杆、接长杆、接长套、刀夹、刀体、刀头、刀刃等），再根据需要快速地组装成不同用途的刀具，当某些模块损坏时可部分更换。这样既便于批量制造、降低成本，也便于减少用户的刀具储备、节省开支，因此模块式刀具系统在FMS中备受推崇。但是，模块式刀具系统也有刚性方面不如整体式好，一次性投资偏高的不足之处。

图3-9　TSG整体式、TMG模块式工具系统

3．工具系统型号表示方法

我国工具系统型号的表示方法如下：

其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ项表示的含义分别是：

Ⅰ项表示柄部形式及尺寸。其中：JT表示采用国际标准ISO7388号加工中心机床用锥柄柄部（带机械手夹持槽），其后数字为相应的ISO锥度号，如50和40分别代表大端直径为69.85和44.45的7∶24锥度；BT表示采用日本标准MAS403号加工中心机床用锥柄柄部（带机械手夹持槽），其后数字为相应的ISO锥度号，如50和40分别代表大端直径为69.85 和44.45的7∶24锥度。最常用的是40号和50号刀柄，几乎占了95%的比例，刀柄大端直径越大，则刚性就越好。

Ⅱ项表示刀柄用途及主参数。其中：XD表示装三面铣刀刀柄；MW表示无扁尾莫氏锥柄刀柄；XS表示装三面刃铣刀刀柄；M表示有扁尾莫氏锥柄刀柄；Z（J）表示装钻夹头刀柄（贾式锥度加J）；G表示攻螺纹夹头；T表示镗孔刀具；XP表示装削平柄铣刀刀柄。用途后的数字表示工具的工作特性，其含义随工具不同而异，有些工具该数字为其轮廓尺寸D 或L；有些工具该数字表示应用范围。

Ⅲ项表示工作长度。

图3-10　TSG82工具系统

4．TSG82工具系统图

如图3-10所示为TSG82工具系统图。该系统是一个连接镗、铣类数控机床的主轴与刀具之间的辅助系统，它包含多种接杆和刀柄，也有少量刀具（如镗刀头），可用来完成铣削平面、斜面、曲面、沟槽及钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等多种加工工艺。该系统的各类辅具和刀具具有结构简单、使用方便、装卸灵活和调整迅速等特点。该图表示了TSG82工具系统中各种工具的组合形式，各种工具尺寸系列见JB/GQ5010—83。例如，表3-1列出了接长杆刀柄和弹簧刀柄与接长杆的各种组合形式及用途，表3-2列出了有扁尾莫氏锥孔刀柄与其接杆、刃具的各种组合形式及用途。

表3-1　弹簧夹头刀柄与接杆和卡簧的各种组合形式及用途

表3-2　有扁尾莫氏锥孔刀柄与其接杆、刃具的各种组合形式及用途