何成云 霍红梅 胡广强 王凤山 李国海

（青海一机数控机床有限责任公司，青海西宁 810018）

数控机床的切削刀具一般采用碟形弹簧拉紧在主轴锥孔上，拉刀力的大小直接影响刀具定位的可靠性。如果拉刀力过大，将引起主轴锥孔的弹性扩张，切削加工的精度和效率将大幅下降，同时松刀力也会随之变大，这将影响主轴的精度和寿命。如果拉刀力小于规定值，主轴锥孔与刀具的连接刚性不足，轻则降低了重复定位精度和换刀精度，影响加工质量，严重的会造成机床事故，甚至人身伤害事故。为确保主轴部件的寿命及对工件的加工精度，必须要对刀具的拉紧力大小制定更严格的要求和检测。设计本装置的目的，主要是为了测量主轴拉刀系统拉刀力的大小。并能够适时监控主轴内部拉刀机构的工作状态，从而有效地保证生产加工过程的安全可靠及加工精度的要求。

1 拉刀力检测装置设计和应用的必要性

高性能的高速主轴部件从设计到零件制造、组装及性能检测，每一过程都是环环相扣，缺一不可。事实上，主轴实际的拉刀力与设计理论计算的拉刀力并不一致。主要是由碟形弹簧的实际特性与理论载荷特性的差异、碟形弹簧之间及碟形弹簧与导向件之间存在的摩擦力等因素所致。此外由于机械的疲劳，比如碟形弹簧的磨损、破损等问题，会使主轴拉刀力下降到一个特定的值，由此可能引发一系列的后果:①主轴磨损增加;②主轴振动，从而影响工件的表面粗糙度;③微动，影响主轴锥度和拉紧力;④意外磨损;⑤使用寿命减少;⑥机床操作者的安全性。……