HSK-verktygshållare: Analys av HSK-verktygshållarens roll i CNC-bearbetning

Meiwha HSK Verktygshållare

I den mekaniska bearbetningsvärlden som strävar efter ultimat effektivitet och precision revolutionerar HSK-verktygshållaren allt i tysthet.

Har du någonsin besvärats av vibrationer och noggrannhetsproblem vid höghastighetsfräsning? Längtar du efter ett verktyg som kan frigöra maskinens prestanda fullt ut? HSK-verktygshållaren (Hollow Shank Taper) är precis lösningen för detta.

Som det faktiska verktygshållarsystemet från 90-talet, utvecklat av Tekniska universitetet i Aachen i Tyskland och numera en internationell standard (ISO 12164), ersätter HSK gradvis de traditionella BT-verktygshållarna och har blivit det föredragna valet inom höghastighets- och högprecisionsbearbetning.

HSK-verktygshållare

I. Jämförelse mellan HSK-verktygshållare och traditionell BT-verktygshållare (kärnfördelar)

Meiwha HSK/BT Verktygshållare

Kärnfördelen med HSK-verktygshållaren ligger i dess unika design med "ihåligt koniskt handtag + ändytekontakt", som övervinner de grundläggande bristerna hos traditionella BT/DIN-verktygshållare vid höghastighetsbearbetning.

Egenhet HSK-verktygshållare Traditionell BT-verktygshållare
Designprincip Ihålig kort kon (kona 1:10) + Ändplatta med dubbelsidig kontakt Solid lång kon (kona 7:24) + ensidig kontakt med konytan
Klämmetod Den koniska ytan och flänsens ändyta kommer samtidigt i kontakt med huvudaxelanslutningen, vilket resulterar i överpositionering. Bara genom att ha den koniska ytan i kontakt med huvudaxeln är det en enpunktspositionering.
Höghastighetsstyvhet Extremt hög. Detta beror på att centrifugalkraften gör att HSK-verktygshållaren håller verktyget tätare, vilket resulterar i en ökning av dess styvhet snarare än en minskning. Dålig. Centrifugalkraften gör att huvudaxelhålet expanderar och skaftkonens yta lossnar ("huvudaxelexpansionsfenomen"), vilket resulterar i en betydande minskning av styvheten.
Upprepad noggrannhet Extremt hög (vanligtvis < 3 μm). Ändytekontakten säkerställer extremt hög axiell och radiell repeterbar positioneringsnoggrannhet. Lägre. Med endast konisk ytmontering är noggrannheten benägen att påverkas av slitage på de koniska ytorna och damm.
Verktygsbyteshastighet Mycket snabb. Kort konisk design, med kort slaglängd och snabbt verktygsbyte. Långsammare. Den långa koniska ytan kräver ett längre dragstiftslag.
Vikt Väger mindre. Ihålig struktur, särskilt lämplig för höghastighetsbearbetning för att uppfylla kraven på lättvikt. BT-verktygshållaren är solid, så den är tyngre.
Användningshastighet Mycket lämplig för höghastighets- och ultrahöghastighetsbearbetning (>15 000 varv/min) Den används vanligtvis för låg- och medelhastighetsbearbetning (< 15 000 varv/min)

II. Detaljerade fördelar med HSK-verktygshållare

HSK-verktygshållare
CNC HSK-verktygshållare

Baserat på ovanstående jämförelse kan fördelarna med HSK sammanfattas enligt följande:

1. Extremt hög dynamisk styvhet och stabilitet (den viktigaste fördelen):

Princip:Vid rotation med hög hastighet orsakar centrifugalkraften att huvudaxelns hål expanderar. För BT-verktygshållare resulterar detta i en minskning av kontaktytan mellan den koniska ytan och huvudaxeln, och orsakar till och med att den hänger upp, vilket orsakar vibrationer, vilket allmänt kallas "verktygsfall" och är extremt farligt.

HSK-lösning:Den ihåliga strukturen hosHSK-verktygshållarekommer att expandera något under centrifugalkraftens inverkan, och den kommer att passa tätare mot det expanderade spindelhålet. Samtidigt säkerställer dess kontaktfunktion mot änden extremt stabil axiell positionering även vid höga rotationshastigheter. Denna "tätare rotationshastighet"-egenskap gör den betydligt styvare än BT-verktygshållare vid höghastighetsbearbetning.

2. Extremt hög repeterbar positioneringsnoggrannhet:

Princip:Flänsändytan på HSK-verktygshållaren är tätt fäst vid spindelns ändyta. Detta ger inte bara axiell positionering utan förbättrar också den radiella vridmotståndskraften avsevärt. Denna "dubbla begränsning" eliminerar osäkerheten som orsakas av det koniska passningsgapet i BT-verktygshållaren.

Resultat:Efter varje verktygsbyte är verktygets rundgång (jitter) extremt liten och stabil, vilket är avgörande för att uppnå hög ytjämnhet, säkerställa måttnoggrannhet och förlänga verktygets livslängd.

3. Utmärkt geometrisk noggrannhet och låg vibration:

Tack vare sin inneboende symmetriska design och precisa tillverkningsprocess har HSK-verktygshållaren utmärkt dynamisk balansprestanda. Efter att ha genomgått noggrann dynamisk balanskorrigering (upp till G2.5 eller högre nivåer) kan den perfekt uppfylla kraven för höghastighetsfräsning, minimera vibrationer i största möjliga utsträckning och därigenom uppnå spegelblanka yteffekter av högre kvalitet.

4. Kortare verktygsbytestid och högre effektivitet:

HSK:s kortkoniska 1:10-design innebär att verktygshandtagets rörelsesträcka in i spindelhålet är kortare, vilket resulterar i ett snabbare verktygsbyte. Den är särskilt lämplig för bearbetning av komplexa arbetsstycken med ett stort antal verktyg och frekventa verktygsbyten, vilket effektivt minskar hjälptiden och förbättrar den totala utrustningens effektivitet.

5. Större borrhål (för modeller som HSK-E, F, etc.):

Vissa HSK-modeller (som HSK-E63) har en relativt stor ihålig borrning, som kan utformas som en intern kylkanal. Detta gör att högtryckskylvätska kan sprutas direkt genom den inre delen av verktygshandtaget på skäreggen, vilket avsevärt förbättrar effektiviteten och spånbrytningsförmågan vid djup kavitetsbearbetning och bearbetning av svåra material (som titanlegeringar).

III. Användningsscenarier för HSK-verktygshållare

HSK-verktygshållaren är inte universell, men dess fördelar är oersättliga i följande scenarier:

Höghastighetsbearbetning (HSC) och ultrasnabbbearbetning (HSM).
Femaxlig precisionsbearbetning av formar i hårdlegering/härdat stål.
Kombinerat bearbetningscenter för hög precisionsvarvning och fräsning.
Flyg- och rymdindustrin (bearbetning av aluminiumlegeringar, kompositmaterial, titanlegeringar etc.).
Medicintekniska produkter och tillverkning av precisionsdelar.

IV. Sammanfattning

Fördelarna medHSK-verktygshållarekan sammanfattas enligt följande: Genom den innovativa designen av "ihålig kort kon + ändyta dubbelkontakt" löser den fundamentalt kärnproblemen med traditionella verktygshållare, såsom minskad styvhet och noggrannhet under höghastighetsförhållanden. Den ger oöverträffad dynamisk stabilitet, repeterbarhetsnoggrannhet och höghastighetsprestanda och är det oundvikliga valet för moderna avancerade tillverkningsindustrier som strävar efter effektivitet, kvalitet och tillförlitlighet.


Publiceringstid: 26 augusti 2025