ISO 26623-2:2014 — 多边形锥度接口 — 第2部分:接收器的尺寸与命名

机床主轴多边形锥度接口接收器的标准化尺寸和夹紧力要求

1. 多边形锥度接收器的标准化尺寸

ISO 26623-2:2014规定了用于机床(如车床、钻床、铣床、车铣复合中心和磨床)自动和手动换刀的多边形锥度接口接收器(刀柄座)的尺寸。这种带法兰接触面的多边形锥度接口(PSC)通过形状锁合而非摩擦传递扭矩,相比传统陡锥(BT/SKT)或中空锥柄(HSK)接口具有更高的重复定位精度和更大的扭矩传递能力。本标准由ISO/TC 29(小工具技术委员会)制定,为第二版,替代ISO 26623-2:2008并进行了技术修订,包括更新尺寸公差和扩展接收器尺寸范围。

标准定义了七种公称尺寸:32、40、50、63、80、80X和100 mm。每种尺寸规定了关键参数,包括多边形大径(Dm)、基准长度(l2)、锥度长度(l3)和多边形曲线偏移量(e)。尺寸公差遵循ISO 2768-1的m级,几何公差遵循ISO 2768-2的K级。多边形轮廓由理论曲线定义,实际研磨曲线具有+0.015/+0.005 mm的偏移量以确保精密配合。多边形轮廓由三个等距凸瓣组成,提供三点定心和360度全接触扭矩传递,这是与传统双平面或键槽设计的根本区别。

公称尺寸 (mm) Dm (mm) l2 (mm) l3 (mm) e (mm) 夹紧力 (kN)
32 25.2 2 22 0.7 15
40 31.6 2.5 28 0.9 20
50 39.2 3 35 1.12 25
63 48.5 4 44 1.4 30
80 60.8 5 55 2 40
80X 60.8 5 55 2 40
100 79.4 6 72 2.8 60

2. 夹紧力要求与命名体系

夹紧系统必须提供足够的力以确保法兰接触和锥度弹性变形实现正确就位。推荐夹紧力从尺寸32的15 kN递增到尺寸100的60 kN。这些值确保总夹紧力中至少80%作用于法兰表面,这对接口弯曲刚度至关重要。轻载精加工可使用公差范围内较低的夹紧力,而重载粗加工需要上限值以防止法兰接口处出现任何微滑移。

制造商应提供各接收器尺寸的许用转速、扭矩传递容量和弯曲载荷限值信息。标准明确指出,偏离规定夹紧力范围可能导致定位精度下降、多边形轮廓加速磨损,极端情况下可能导致重切削时刀具脱出。锥面接口的适当润滑对保持夹紧力一致性和防止法兰接触面微动腐蚀至关重要。

标准化命名格式为:POLYGON-RECEIVER ISO 26623-2 — PSC [公称尺寸]。例如,32 mm接收器命名为POLYGON-RECEIVER ISO 26623-2 — PSC 32。这种系统性命名确保了全球工具制造商和最终用户之间的明确沟通。
80X尺寸与80尺寸具有相同的Dm(60.8 mm),但设计用于需要更大刀柄直径(100 mm)的高扭矩应用。这种特殊规格的引入是为了满足介于80和100尺寸之间的中型重载加工需求。

3. 机床主轴的工程设计洞察

多边形锥度接口代表了传统刀柄系统的重大进步。与陡锥(如ISO 40/50)或HSK中空锥柄接口不同,PSC设计使用具有定义偏移曲线(e)的研磨多边形轮廓,通过形状锁合传递扭矩。这消除了仅依赖摩擦的局限性,降低了重切削负载下的滑移风险,提高了自动化加工单元的工艺可靠性。三瓣多边形轮廓提供固有的自定心能力,在基准线处的典型跳动精度可小于3微米。

附录A提供了许用转速、扭矩容量和弯曲载荷的推荐信息。法兰接触面对弯曲刚度至关重要,夹紧力必须设计为在所有公差条件下保持至少80%的力作用于法兰上。多边形锥度设计相比传统接口还提供了更好的跳动精度,有助于在精密加工中获得更优的表面光洁度和更长的刀具寿命。多边形轮廓的对称三点力分布使径向切削力下的变形最小化,这对于长悬伸刀具应用具有显著优势。

从制造角度,多边形轮廓需要使用CBN或金刚石砂轮进行精密磨削,以达到规定的表面光洁度和偏移公差。研磨曲线偏移量+0.015/+0.005 mm要求在加工过程中进行严格的工艺控制和频繁测量。多边形轮廓的表面粗糙度规格通常为Ra 0.4微米或更好,通过粗磨和精磨的连续加工工序配合受控的空磨行程实现。建议定期检查多边形轮廓磨损、验证夹紧力并清洁法兰接触面。运行期间应保护接收器孔免受切屑和冷却液侵入,防止精密研磨表面受损。

某些设计中可以省略定位销,但必须仔细考虑防旋转要求。表面光洁度要求须在接收器制造过程中使用轮廓仪或光学表面测量进行验证。

4. 常见问题

问1:ISO 26623-1和ISO 26623-2有何区别?
第一部分规定了刀柄(刀具侧)的尺寸和命名,第二部分规定了接收器(主轴侧)的尺寸和命名。两者需结合使用,第一部分定义的刀柄尺寸必须与第二部分的接收器精确匹配。
问2:PSC接口能否替代现有机床的HSK或陡锥?
可改造但需修改主轴并评估原机床的转速和扭矩能力。PSC接口提供更高的扭矩传递和更好的重复定位精度,特别适用于刀具保持可靠性至关重要的高精度和重载加工中心。
问3:80X特殊尺寸的意义是什么?
80X使用100 mm刀柄直径但保持80尺寸的多边形轮廓,提供80和100之间的中间能力,专为全尺寸100接口显得过大的特定重载应用而开发。
问4:PSC接收器是否需要特殊维护?
建议定期检查多边形轮廓磨损、验证夹紧力并清洁法兰接触面。应定期检查定位销和锥面是否有损伤。运行期间应保护接收器孔免受切屑和冷却液侵入。

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