剪板機刀具與剪板機的匹配度

剪板機刀具其為(wei) 作用於(yu) 直接或間接安裝在剪板機之上的用以完成工件加工任務的工具，我們(men) 必須考慮其適用於(yu) 所選用的機床，是否適用於(yu) 所選用的工件，以及與(yu) 加工任務相匹配。

而首先是與(yu) 剪板機機床匹配。

各位可能首先想到的，是外形和尺寸的匹配。

的確，外形和尺寸的匹配是剪板機刀具在機床上能夠正確安裝的基礎。沒有這個(ge) 基礎，刀具無法被正確地安裝在機床上，因此也就談不上完成什麽(me) 加工任務。

但是，僅(jin) 有這一點是不夠的。

刀具在被安裝在機床上之後，是需要完成一定的加工任務的。在完成這個(ge) 加工任務的過程中，需要保證加工精度、需要承受和傳(chuan) 遞切削力和切削扭距、需要完成切削熱的承受、傳(chuan) 遞和導出，需要考慮有可能的切削廢棄物(切屑和料頭)甚至是工件的傳(chuan) 輸，以及現代的刀具參數數字化傳(chuan) 遞等等。

這些任務有些雖然不是常見，確也是刀具可能承擔的任務。如果我們(men) 能夠在選擇刀具，考慮刀具與(yu) 機床的匹配性方麵一並考慮，會(hui) 增加我們(men) 解決(jue) 加工問題的思路。

保證加工精度、傳(chuan) 遞切削力和力矩、提供切削液的通道是我們(men) 目前在保證外形和尺寸的匹配後，經常會(hui) 遇到的問題。例如在加工中心上，我們(men) 經常使用圓柱形(通常稱為(wei) 直柄)作為(wei) 夾持方式。那麽(me) 就圓柱形的刀柄，除典型的完整的圓柱形外，還有一些在圓柱形上增加一些其它要素的變化，如削平型直柄(銑刀按直徑分為(wei) 單削平麵和雙削平麵兩(liang) 種，鑽削常見全削平麵，都被稱為(wei) 側(ce) 壓式)，帶2°傾(qing) 斜的斜削平式，帶扁尾的直柄(常用於(yu) 鑽頭)，帶方身的直柄(常用於(yu) 絲(si) 錐和鉸刀)等多種方式。

就這類刀柄與(yu) 機床的聯結方式來說，隻用圓柱部分定位、夾緊的也不在少數。各種壓力角的彈簧套係統，強力夾頭係統，液壓鎖緊係統、熱膨脹裝夾係統、力變形鎖緊係統等都是用於(yu) 鎖緊圓柱刀柄的。但各種夾持方式各有優(you) 點和缺點。就拿最常見的彈簧套係統來說，大的壓力角(此處將壓力角定義(yi) 為(wei) 錐麵鎖緊的正壓力與(yu) 圓柱軸線的夾角)，即大的錐角代表鎖緊行程較短，有利於(yu) 快速地鎖緊與(yu) 鬆開，但在相同的鎖緊力矩下分解到圓柱麵上的正壓力較小，由此產(chan) 生的摩擦力距小，能夠抵抗的切削力距也相應比較小，刀具易在刀柄中產(chan) 生打滑的現象，影響加工過程的平穩性和加工表麵質量;同時此類夾頭可夾持的刀柄直徑變化範圍較大，有利於(yu) 減少彈簧套的庫存，優(you) 化管理。而小的壓力角就相反。小的壓力角的彈簧套可夾持的刀柄直徑範圍較小，夾緊時的鎖緊行程較長，不利於(yu) 快速夾緊與(yu) 鬆開，但其夾持精度稍高，夾緊力大，能承受更大的切削載荷。

液壓鎖緊係統是一種新興(xing) 的夾持係統，它利用高粘度液壓油的不可壓縮性使刀具夾持腔的內(nei) 壁發生彈性變形，從(cong) 而鎖緊刀具。液壓鎖緊係統的精度高，鎖緊與(yu) 鬆開不需要專(zhuan) 門的器械從(cong) 而顯得比較方便，鎖緊力矩通常也優(you) 於(yu) 彈簧套係統，但其內(nei) 壁隻能在彈性變形的範圍內(nei) 工作。一旦超出此範圍，內(nei) 壁就會(hui) 出現不可逆轉的塑性變形，就會(hui) 造成該刀柄裝夾腔的永久性失效。因此，削平型刀柄，尤其是鑽削刀具常用的全削平型刀柄是不能在液壓鎖緊係統中使用的。空腔施壓、刀柄未插到容腔底部等，也是會(hui) 導致該係統損壞失效的常見原因。

熱膨脹裝夾係統則通常需要專(zhuan) 用設備，這樣的設備以能控製加熱、冷卻按多種預定模式進行的為(wei) 佳。非專(zhuan) 業(ye) 的加熱設備(甚至火焰加熱)也許可以使用，但常常由於(yu) 溫度和加熱曲線不能得到良好的控製而對刀柄的其它部分受到影響，甚至改變其金相組織，從(cong) 而使係統很快失效。另外就是熱膨脹裝夾係統的刀具長度難以調整，需要專(zhuan) 門的輔助工具，這給在需要多刀具同步工作的場合增添了一些麻煩。

在另一方麵，刀具夾持方式也可能決(jue) 定著生產(chan) 效率的可能值。

圓柱刀柄和液壓、熱膨脹都是可以適應較高轉速的平衡設計，而削平型的裝夾卻是一種典型的非平衡設計，刀具廠商都將其列入不推薦用於(yu) 高速切削的行列。

就刀柄本身而言，在被銑(或磨)去一部分材料形成壓力麵時，刀柄部分的重心即與(yu) 刀具的回轉中心不重合了。在刀具夾緊的過程中，削平柄被鎖緊螺釘推向已經偏離中心的那一側(ce) ，刀具的重心將進一步偏離刀具在機床上的回轉中心，這些都增加了刀具的不平衡。加上一些使用者在原始的鎖緊螺釘損壞或遺失後隨意配上一個(ge) 螺釘，長度等往往沒有在意，這樣的行為(wei) 也給刀具的平衡性能增加了不確定性。因此，削平型(包括斜削平)都不建議在高速下使用。

但削平型是帶有強製驅動性質的刀柄，它較純圓柱完全依靠摩擦力傳(chuan) 動在高扭距下更為(wei) 可靠。因此，在粗加工(粗加工一般扭距大，但轉速較低)時還是比較合適的。

其次，是刀具與(yu) 被加工工件的適用性。