工裝夾具可以確保加工作業(yè)的精度和效率

　　若想使五軸加工中心達到最佳的工作狀態(tài)，就應(yīng)該把設(shè)備的換裝時間降到最低。采用高效的工裝夾具，可以實現(xiàn)對工件的快速和高精度的換裝，從而實現(xiàn)μm級的精密加工。

　　采用正確的工裝夾具，五軸加工中心即可成為可為用戶提供高精產(chǎn)品的主流高效生產(chǎn)設(shè)備。位于Lauffen的Schunk專業(yè)夾具技術(shù)公司擁有品種繁多的工裝夾具產(chǎn)品和相應(yīng)的技術(shù)解決方案，可以為生產(chǎn)設(shè)備實現(xiàn)高效生產(chǎn)提供良好的條件。

在加工同時進行換裝作業(yè)

　　采用Unilock零點夾持系統(tǒng)（圖1），可以在生產(chǎn)過程中，即在設(shè)備加工另一個工件的同時，進行換裝作業(yè)。這樣可以提高產(chǎn)量，降低成本，避免在換裝過程中產(chǎn)生的人為錯誤。在設(shè)備上更換工件時，通過采用Unilock接口，即可在數(shù)秒鐘之內(nèi)對校準(zhǔn)完畢的工件進行準(zhǔn)確定位和夾持。由于夾持螺栓采用統(tǒng)一型號，因此工件可以飛速轉(zhuǎn)換到另一種加工狀態(tài)上。定位和固定通過一個短錐體進行。錐體可以確保工裝可重復(fù)更換精度達到小于0.005mm，由此可以為五軸加工中心實現(xiàn)精密加工創(chuàng)造良好的條件。鎖緊采用機械方式，通過彈簧組實現(xiàn)自閉鎖狀態(tài)。夾持力可以達到75000N。金屬加工企業(yè)有很多應(yīng)用實例可以證明，采用這種系統(tǒng)可以使換裝時間最大降低90%。

圖1 Unilock NSL 400型四倍式夾持站被部分裝入到設(shè)備的工作臺上，其操作方式為氣動

針對五軸加工的緊湊型工裝夾具

　　針對五軸加工作業(yè)，工裝夾具應(yīng)該結(jié)實而緊湊，既要實現(xiàn)牢固夾持，又要為工件和主軸運行讓出充足的空間。雙面可操作的Kontec KSK緊湊型對中夾具便是一種專用的工裝夾具（圖2）。這種夾具擁有很大的夾持范圍，既可作為毛坯件的夾具，也可被用作精密夾具，其對中精度可達到0.02mm。由于造型特殊，對中夾具成為五軸加工的理想夾具。采用短的刀具即可進行安全的加工作業(yè)。

圖2 Kontec KSK型對中卡盤既可以被用作毛坯件卡盤，也可以被用作精密件卡盤。

其對中精度可達0.02mm

　　作為世界上首件對中夾具，Kontec KSK采用全封閉方式（圖3），即使在惡劣的環(huán)境下，也可以發(fā)揮正常功能，并確保最大的生產(chǎn)安全性。采用全封閉方式，可以節(jié)省耗時耗力和昂貴的清潔工作。通過采用一種新型的滑塊結(jié)構(gòu)，夾具可以無需基體，便可以直接集成到更換托板上。這種措施在重量、整體高度和成本上均有好處。由于采用模塊化的更換夾鉗系統(tǒng)，因此可以對各種不同大小、不同外形的工件進行牢固的夾持。

圖3 對中夾具完全封閉，確保加工流程安全可靠

　　特別是針對五軸加工作業(yè)，Kontec KSC對中夾具還擁有一種成熟的和面向未來的設(shè)計——實現(xiàn)了高支撐鍔式結(jié)構(gòu)（圖4）。由此，采用標(biāo)準(zhǔn)的刀具即可很好地觸伸到工件的各個加工面。通過強力夾鉗裝置，可以達到35kN的夾持力。力的杠桿原理可以可靠地防止夾鉗在很大的夾持力的作用下猛然發(fā)生倒立現(xiàn)象。

圖4 高的支撐鍔塊可以任意觸及工件的所有五個加工面

　　Rota-S plus固定式手動卡盤為一種針對圓形工件的強力夾具（圖5）。這種夾具操作簡單、安全，擁有很高的夾持力和優(yōu)良的精度，變換能力強，是適用于中小批量加工場合的理想夾具系統(tǒng)。由于采用換向和套裝卡盤，用戶可以任意從外部夾持轉(zhuǎn)換到內(nèi)部夾持，從而可以涵蓋很大的夾持范圍。夾鉗快速更換系統(tǒng)可以把整體卡盤更換的時間縮短到1min。部件各個功能面均接受淬火和磨光處理，因此可以確保<0.02mm范圍內(nèi)的很高的更換重復(fù)精度。由此，車削成型的軟質(zhì)夾鉗可以被反復(fù)使用。剛性極強的卡盤基體在極高的夾持力和徑向載荷作用下，仍能夠保持最大的精度。如同這兩種Kontec夾具一樣，Rota-S plus三爪卡盤也可以與零點夾持系統(tǒng)相結(jié)合使用。

圖5 固定式三爪卡盤使用靈活，它可以替代底座而與Unilock零點夾持系統(tǒng)結(jié)合使用

細(xì)長型刀柄可以伸抵難觸及的部位

　　盡管設(shè)計結(jié)構(gòu)優(yōu)良，但是有時還是無法避免工件上存在的難以伸及的地方。例如在模具制造中，深處凹穴的加工便是亟待解決的問題。在機器制造方面，部件上的細(xì)筋條必須接受銑削，或者難觸及的部位必須接受精密輪廓或細(xì)微鉆孔的加工。常見的刀柄干涉輪廓極大限制了五軸加工設(shè)備的加工能力。而細(xì)長型精密刀柄則可以到達靠后的最深部位。

內(nèi)設(shè)冷卻槽的刀柄延長件

　　一種從經(jīng)濟和技術(shù)角度均有說服力的技術(shù)方案便是Tendo-SVL細(xì)長型液力膨脹夾持延長裝置，如圖6所示。Schunk公司以這項技術(shù)創(chuàng)新，在刀柄延長技術(shù)上確立了一個新的尺度。長150mm或200mm的刀柄延長件完全無需其他輔助設(shè)施，它不受主軸接口的影響，幾乎可以把每個精密刀柄轉(zhuǎn)變成為針對狹小空間的靈活性大的一種專用工具。延長件具備很高的同圓度，小于0.003mm。其優(yōu)越的振動阻尼和內(nèi)置冷卻劑輸送通道可以確保加工到達極佳的效果并獲得很長的刀具使用壽命。

圖6 液力膨脹卡盤延長件是對狹小空間的一種解決途徑，例如針對模具和成型制造

　　Tendo延長件經(jīng)過精細(xì)的動平衡校準(zhǔn)，在刀具上只需通過簡單的六角扳手，即可得到更換。刀柄延長的新穎之處便是側(cè)面徑向操動的夾持螺栓的位置。在鏜孔、研磨和精銑的操作過程中，很大的扭矩可以確保刀具牢固的夾持。無需使用昂貴的特殊刀具或熱裝裝置，只需一個Tendo延長件并根據(jù)不同需要，配備各種不同的標(biāo)準(zhǔn)刀具，即可完成所有加工。

　　所設(shè)計的通用型100mm長的Tribos-SVL刀柄延長件同樣可以適用于對干涉輪廓的加工。它可以與各種不同的卡盤相結(jié)合使用（圖7）。這種一體精密延長件可以涵蓋3~20mm直徑的所有卡盤，其同圓度和更換重復(fù)精度可小于0.003mm。由于延長件上沒有易損件，因此達到近似免維護的狀態(tài)，使用壽命長。

圖7 所設(shè)計的100mm長的通用型Tribos-SVL刀具延長件可以與各種不同的卡盤結(jié)合使用

多個延長件相互夾持

　　如果把多個延長件層疊起來、組合使用，則可以實現(xiàn)不尋常的加工和結(jié)果。例如，延長件配以Sino通用型卡盤，即可適用于對高強度鋁質(zhì)工件的粗加工。有經(jīng)驗的用戶采用這種配備方式，可以實現(xiàn)超長的夾持：它可以夾持多個延長件，但同時仍能使刀片達到優(yōu)異的同圓度。

　　體積更大一些但也更穩(wěn)定一些的是Tendo-LS型延長件。與其他液力卡盤相比，Tendo液力膨脹卡盤在卡鼻上有一個25°的倒角。由此可以減少40%的干涉輪廓。此外，這種精密刀柄的L1尺寸為150mm或200mm。采用這種長柄時，同圓度可以達到優(yōu)異的小于0.003mm范圍內(nèi)，夾持長度為2.5×D。

針對小直徑的液壓膨脹卡盤

　　采用Schunk公司的Tendo E型液壓膨脹卡盤，與傳統(tǒng)的刀柄相比，雖然價格方面稍高，但是它可以逐步提升到精密液力膨脹技術(shù)的層面。它可以達到小于0.003mm的高精同圓度，夾持長度達25×D，可適用于SK40和50、JIS-BT 40和50以及HSK-A 63等接口。SK 50和BT 50的卡盤直徑統(tǒng)一為32mm，而SK 40和BT 40以及HSK 63的卡盤直徑則統(tǒng)一為20mm。較小的刀柄直徑可以通過中間套筒進行夾持。

　　在五軸加工設(shè)備的高性能切割方面，各個刀柄系統(tǒng)之間也存在著很大的差異。具備良好剛性和振動阻尼特性的刀柄自然有明顯的優(yōu)勢。Sino-R通用型卡盤采用了一種高端彈性體作為壓力介質(zhì)。這種夾具系統(tǒng)具有良好的振動阻尼性能，因此可以確保刀片的均勻進給，達到更好的表面加工質(zhì)量。通過這種方式，經(jīng)常在昂貴刀片上出現(xiàn)的微型裂紋的現(xiàn)象可以得到有效遏制。在這里，從主軸直到設(shè)備工作臺的整套系統(tǒng)均可得到很好的保護。

框架式腔體結(jié)構(gòu)可以提高刀柄的阻力力矩

　　Tribos-R精密刀柄是基于一種框架式的腔體結(jié)構(gòu)。與實心構(gòu)造相比，這種框架式結(jié)構(gòu)在相同重量下具有明顯大的阻力力矩。在刀柄的基座上采用了澆鑄銅合金，從而使端面能夠很好地抵抗噴射廢屑的沖擊，此外，還可以起到極好的振動阻尼作用。這種振動阻尼效果要比熱過盈卡盤高約四倍。因此，加工過程極為安靜，工件表面質(zhì)量更好，刀具使用壽命也更長。

　　與小于0.003mm同圓度和旋轉(zhuǎn)對稱結(jié)構(gòu)相結(jié)合，剛性很強的基座是實現(xiàn)高效切削的前提條件。在五軸加工場合中，精密刀柄可以實現(xiàn)安全和強力的刀具張緊。由此可以達到很好的進給和很大的切削量，最終實現(xiàn)工件加工的成本優(yōu)勢。