一种7∶24锥柄刀具夹持孔跳动检具的设计

　　1前 言

　　数控机床与工具系统联接部分的结构简称为机床与工具系统的接口，目前的工具系统接口形式主要有7:24锥柄、HSK及CAPTO刀柄三种形式。近些年来，随着数控机床应用数量的不断增加，使数控刀柄被大规模使用刀柄作为连接机床主轴与刀具的关键功能部件，对机加的加工状态及机床性能的发挥都具有十分重要的意义。

　　目前，加工中心和数控镗铣床与工具系统最主要的接口是7:24锥度接口。锥形刀柄是一种非常精密的加工工具，在整个切削过程中承担着将主轴的旋转运动及转矩传递给切削刀具的重要责任，其质量要求是极其严格的，即使是很微小的误差，也将直接影响到被加工工件的最终质量。

　　作为连接机床和刀具的纽带，对锥形刀柄而言,要检验的参数很多, 其中刀具夹持孔的跳动公差就是很重要的一项，特别是大批量生产过程中，夹持孔随着刀具直径的不同而大小不一，最小的为3mm，使用通用量具很难检测，而且费时费力，使产品精度和生产效率受到阻碍。为此，本文针对7:24锥柄刀具夹持孔的跳动公差检验，介绍一种检验7:24锥柄刀具夹持孔跳动公差的检具，这种检具能够有效地控制操作者的自检及检查员的序间检验，大幅提高生产效率和检测水平。

　　2结构设计

　　该检具结构简单，操作方便，如图1所示，主要由底座、立柱、两个90°V型架、定位圆柱、垫块及钢球组成，钢球与刀柄尾孔和立柱之间形成三点定位，V型架配合定位圆柱形成点接触定位(如图2)，两个V型架用定位螺栓固定在底座的T型槽内，能够实现前后移动调节，以适合不同标准和不同长度刀柄的检测需要，适合各种JT/BT/ST/WST等标准锥柄刀具夹持孔跳动值的检测，其他类似产品的检验也可用其完成，具有一定的普适性。

　　3工件在检具上的定位方式

　　工件在检具上的有效定位是实现检验数值是否准确的重要一步，为了满足检具设计中检验基准与加工基准、装配基准尽可能重合的原则，我们仍采用7:24刀柄的锥面作为检具的主要定位面，通过锥面的定位和钢球与立柱的接触点找正工件的轴线，进而实现刀具端夹持孔跳动的测量。

　　我们知道，一个物体的定位需要限制6个方向的自由度，分别为X、Y、Z方向的正负移动和转动，在实际运用中，我们会根据实际设计的需要限制我们不需要的自由度，以实现工件在夹具上的定位。

　　为了更好地说明该夹具的定位方式，我们为检具建立坐标，X、Y、Z轴方向如图3所示。锥面在检具上定位方式为5点定位，分别为钢球与立柱的接触点限制X轴负方向的自由度，两个V型架上分别装进两个圆柱体，使锥柄与V型架接触为点接触，即接触方式为4个点接触，这样就限制了Y轴和Z轴的转动和Y、Z轴负方向的平动，X轴正方向和Z轴正方向需要加外力来限制，X轴的转动是我们需要的，不需要限制。这样定位方式是为了利用这5个点形成一个虚拟的锥孔，以实现工件轴线与钢球球心重合，找正工件轴线，2个V型架用螺栓固定在底座的T型槽内，可实现水平方向上的调节，用来满足不同标准刀柄长度定位的需要。