CN101279379B - 车床类可调式刀具简式工具系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车床类可调简式刀具系统，这种刀具系统利用内接圆直经变化等级于3mm的不同形状的可转位刀片调换量大，刀片刀口几何角度调整幅度大，刀头自锁，自保可靠性强，刀片转位、调换、重磨简便、定位可靠，刀头通过刀杆与方形夹持套连接刚度高，便于调整前后角，适应范围较广的一种车床类可调简式刀具系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械加工的工具系统，适用于车、铣、刨等机床。
技术背景
中国专利公开了一种“浮动上压自保可调刀具”(专利号：zl 03262432.8)，虽然对车床类刀具的转位、可调、重磨、调换功能相对“切削力紧固自保可调式刀具”(专利号：zl 92244244.4)有了较大程度提高，但刀具的各主模块——刀杆、刀套；工作模块——弧形压板、浮动压垫、弧形档板及微调楔块接口的相对独立功能均不强，不能形成相应的模块系统，也不能充分适应现代化的多品种、小批量的生产状况。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种车床类可调式刀具简式工具系统。这种工具系统能调换内接圆直径变化等于3mm的不同形状的可转位刀片，重磨量为1mm，刀片刀口几何角度(γo、αo、Кγ)调整幅度大，刀头自锁，自保可靠性强，刀片转位、调整、重磨、调换简便、定位、夹持可靠，刀杆、方形夹持套连接刚度高，是一种具有功能复合性强，便于调整，操作简便，适应范围较广的车床类可调式刀具简式工具系统。
本发明的目的和综合功能通过以下措施实现：
一种车床类可调式刀具简式工具系统，由刀头、刀杆、方形夹持套组成。刀头包括刀台、可转位刀片、偏心弧形侧面刀垫，通过钩头弧形球尾复合压板、刀片浮动压垫、力片压垫六角头螺栓，弧形球面档板、档板浮动压垫和弧形球面档板内六角螺栓、微调楔块，微调楔块六角头螺栓，配合刀片定位销将可转位刀片固定在刀台上；钩头弧形球尾复合压板的前端部弧面压在可转位刀片上，并用刀片压垫六角头螺栓紧固，在钩头弧形球尾复合压板的尾部和调整斜台间设置弧形球面档板和微调楔块，弧形球面档板与微调楔块分别用弧形球面档板内六角螺栓和微调楔块六角头螺栓通过刀片浮动压垫和档板浮动压垫紧固；刀头与刀杆为固定连接；刀台与可转位刀片的结合面呈倾斜或水平平直面，内侧为内圆弧面台阶；偏心弧形侧面刀垫内侧设有与刀台内侧弧面相配合的外圆弧面；钩头弧形球尾复合压板前端面底部为外圆弧，后端面为外球面，上部设有圆弧槽，并与刀片浮动压垫圆柱面配合，用刀片压垫六角头螺栓紧固；钩头弧形球尾复合压板后端面的外球面与弧形球面档板前端的内球面相配合，并用弧形球面档板内六角螺栓紧固；调整斜台设有与弧形球面档板后端相同倾角的斜面；微调楔块两侧面带有相同的斜角，弧形球面档板被钩头弧形球尾复合压板与微调楔块同时挤压并紧；刀杆前部为短盲孔圆锥套，中部为空心圆柱套，短盲孔圆锥套与空心圆柱套为固定连接，并套入与其紧密配合的方形夹持套内，刀头后侧端面与方形夹持套前端面呈完全接触，并通过刀杆尾部的螺母、弹簧垫圈紧固，刀杆尾部螺纹内孔由带气孔的堵头销封闭。
上述的刀台倾斜角为5°～20°，宽度为10～16mm，刀台后侧设有半径R为9～13mm的圆柱面。
上述的钩头弧形球尾复合压板的尾部和弧形球面档板前端的配合面为弧形球面，半径R为20～26mm。
上述的钩头弧形球尾复合压板前端面底部为外圆弧状，其半径R为2～6mm。
上述的刀杆内设有盲孔，孔径为φ6-10mm。
上述的钩头弧形球尾复合压板、弧形球面档板、微调楔块上设有刀片浮动压垫、档板浮动压垫和微调楔块浮动压垫；刀片压垫六角头螺栓、弧形球面档板内六角螺栓、移动槽孔的长度为10～16mm；微调楔块六角头螺栓移动量为2～3mm。
上述的钩头弧形球尾复合压板的尾部与弧形球面档板接触面的球面半径R为20～26mm。
上述的弧形球面档板上设有两个导向止动螺钉18、18′，其底部一为圆柱销头、另一为菱形销头，并在刀头的相应部位设有两导向槽19、19′，弧形球面档板弧面圆心角为65°～80°。
上述的钩头弧形球尾复合压板、弧形球面档板、调整楔块均设有圆弧槽，并与刀片浮动压垫、档板浮动压垫、微调楔块浮动压垫的相应圆弧面配合，分别用刀片压垫六角头螺栓、弧形球面档板内六角螺栓和微调楔块六角头螺栓紧固，并与可转位刀片上表面压紧。
上述的偏心弧形侧面刀垫，其偏心圆弧半径R为11～13mm、偏心距δ为2～3mm。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、我国至今尚无独立和完整的车床类工具系统。本工具系统以刀片为独立模块，并影响本系统的功能。通过调换内接圆直径变化在一定范围内的可转位刀片和相应的定位销及偏心弧形侧面刀垫、钩头弧形球尾复合压板，形成独立的工艺加工系统，并能通过它们相应接口的变化实现刀具的多功能集成。
2、弧形球面档板与钩头弧形球尾复合压板相配合，不仅具有调整刀片主偏角(Κγ)变化的功能，而且增加了因调整可转位刀片，法后角(αN)变化后，对可转位刀片后面的定位夹紧的可靠功能。
3、本工具系统的锥面调整楔块，使调整可转位刀片在刃口背吃刀量矢径方向上与重磨后的进退量方便、可靠，而且确保了定位、夹紧的精度标准。
4、本工具系统的方形夹持套与中空刀杆配合紧密，并通过刀架夹持的弹性变形力能有效平衡中等切削用量下的扭矩；刀杆和方形夹持套同时与端面、圆孔双向接触，配合刚度高，能有效防止切削过程中方形夹持套的弹性变形。
5、本工具系统初步实现可转位刀片技术与刀头切削部位以及刀杆技术的集成，刀具几何角度调整量大，能综合发挥先进刀具材料的有效作用。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2的A-A′剖视图。
图4是图2的E-E′剖视图。
图5是图2的B-B′剖视图。
图6是图2的F-F′剖视图。
图7是图2的D-D′剖视图。
图8是图2的G-G′剖视图。
图9是图2的刀台俯视图。
图10是刀台H-H′剖视图。
图11是图2弧形球面档板的俯视图。
图12是图11的I-I′剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案再作进一步的描述：
一种车床类可调式刀具简式工具系统，由刀头1、刀杆、方形夹持套20组成。刀头1包括刀台2、可转位刀片7、刀垫8、钩头弧形球尾复合压板5，通过弧形球面档板11、档板浮动压垫10和弧形球面档板内六角螺栓9、微调楔块14，微调楔块六角头螺栓12，配合刀片定位销6将可转位刀片7固定在刀台2上，钩头弧形球尾复合压板5、弧形球面档板11、微调楔块14上设有刀片浮动压垫3、档板浮动压垫10和微调楔块浮动压垫13；刀片压垫六角头螺栓4、弧形球面档板内六角螺栓9、微调楔块六角头螺杆12移动槽孔的长度为14mm，以满足调换内径圆直径16、19mm刀片及重磨量为1mm时的螺杆的紧固偏移量。钩头弧形球尾复合压板5的前端部压在可转位刀片7上，并用刀片压垫六角头螺栓4紧固，在钩头弧形球尾复合压板5的尾部和调整斜台15间设有弧形球面档板11和微调楔块14，弧形球面档板11与微调楔块14分别用弧形球面档板内六角螺栓9和微调楔块六角头螺栓12紧固；刀头1与刀杆为固定连接；刀台2与可转位刀片7结合面的倾斜角为15°，宽度为14mm，刀台后侧设有半径为12mm的内圆弧面台阶；偏心弧形侧面刀垫8，其偏心圆弧半径R为12mm、偏心距δ为3mm。偏心弧形侧面刀垫8内侧设有与刀台2内侧弧面相配合的外圆弧面；钩头弧形球尾复合压板5前端面底部为外圆弧，其半径R为4mm，后端面为外球面，上部设有内圆柱面，并与刀片浮动压垫3圆柱面配合，用刀片压垫六角头螺栓4紧固；钩头弧形球尾复合压板5后端面的外球面与弧形球面档板11的内球面相配合，钩头弧形球尾复合压板5和弧形球面档板11配合面为弧形球面，球半径R为24mm，弧形球面档板11用弧形球面内六角螺栓(9)紧固；调整斜台15设有与弧形球面档板11后端相同倾角的斜面；微调楔块14两侧面带有相同的斜角，弧形球面档板11与钩头弧形球尾复合压板5被微调楔块14同时挤压并紧；刀杆前部为短盲孔圆锥套21；中部为空心圆柱套22，盲孔23孔径为φ8mm；短盲孔圆锥套21与空心圆柱套22为固定连接，并套入与其紧密配合的方形夹持套20内，形成弹性变形，夹持后进一步加大，能可靠平衡中等切削用量下切削力所形成的扭矩。刀头1后侧端面与方形夹持套20前端面呈完全接触，并通过刀杆尾部的螺母25弹簧垫圈24紧固，螺纹尾部孔由带气孔27的堵头销26封闭。
该工具系统由刀头1与刀杆及方形夹持套组成。可转位刀片7分别为TNMM27.5FNMM22-27 WNMM10-13 SNMM15-19 CNMM16-19DNM15-19 VNMA22(国标GB2076-87，生产厂家为株州硬质合金厂)或沉孔可转位硬质合金同类A、B、C、D(刀片法后角分别为3°、5°、7°、15°)各类型刀片。通过设有R＝11～13、偏心距δ＝2-3mm、小于上述各类型可转位刀片7内接圆直径1-2mm的偏心刀垫8和相配刀片(直头、沉头与弯头)定位销6，固定在设有倾斜的刀台面上，并通过钩头弧形球尾复合压板5，与刀片7不同形状的夹角(180°、160°、145°、123°、100°、90°)相配，由刀片压垫六角头螺栓4调节紧固。其后端为弧形球面，与由弧形球面档板内六角螺栓9紧固在刀头1中部的弧形球面档板11前端的弧形球面相配合(参照图3)。弧形球面档板11上设有两止退导向螺钉18、18′，其下端一为圆柱销、另一为菱形销，并在刀头1中部相应部位设有两导向槽19、19′(参照图7-8)，弧形球面档板11弧面圆心角为65°～80°(参照图11)。钩头弧形球尾复合压板5、弧形球面档板11、调整楔块14均设有圆弧槽，并与刀片浮动压垫3、档板浮动压垫10、微调楔块浮动压垫13的相应圆弧面相配合，分别用刀片压垫六角头螺栓4、弧形球面档板内六角螺栓9和微调楔块六角头螺栓12紧固，使钩头弧形球尾复合压板5与刀片7上表面接触并压紧，并通过档板浮动压垫10用弧形球面档板内六角螺栓9调整夹持面的水平度并紧固，以防止刀头1在切削过程中震动(此时装配筒式方形夹持套)。刀头1伸出较长时，相配带托架的方形夹持套20(见图1)。刀头1和方形夹持套20，通过刀杆尾部的弹簧垫圈24、螺母25紧固。刀头1底部为与刀杆为同心圆弧，以保证刀头底部与方形夹持套20底部夹持基面的平直水平度，以利于调整刀片前、后角后，方形夹持套的夹持需要。弧形球面档板11与刀头1后侧斜面之间设有的调整楔块14，通过微调楔块浮动压垫13，微调楔块六角头螺栓12控制弧形球面档板11因调换可转位刀片7和重磨后，由钩头弧形球尾复合压板的六角头螺杆导向槽16与弧形球面档板的内六角螺杆导向槽17控制的进退量。钩头弧形球尾复合压板5与刀片浮动压垫3相配，能对刀片实施可靠有效的接触并压紧。刀头1通过刀杆能调整前、后角(γo、αo)18°，钩头弧形球尾复合压板5能对可转位刀片7法后角的变化调整±20°，并能调整主偏角(Кγ)，加之调换不同形状的可转位刀片，主偏角能从30°变化到90°，同时调整前、后角(γo、αo)，相应刃倾角(λs)也能在±10°内变化。
Claims (10)
1.一种车床类可调式刀具简式工具系统，由刀头(1)、刀杆、方形夹持套(20)组成，刀头(1)包括刀台(2)、可转位刀片(7)、偏心弧形侧面刀垫(8)，通过钩头弧形球尾复合压板(5)、刀片浮动压垫(3)、刀片压垫六角头螺栓(4)，弧形球面档板(11)、档板浮动压垫(10)和弧形球面档板内六角螺栓(9)、微调楔块(14)，微调楔块六角头螺栓(12)，配合刀片定位销(6)将可转位刀片(7)固定在刀台(2)上，钩头弧形球尾复合压板(5)的前端部弧面压在可转位刀片(7)上，并用刀片压垫六角头螺栓(4)紧固，其特征是在钩头弧形球尾复合压板(5)的尾部和调整斜台(15)间设置弧形球面档板(11)和微调楔块(14)，弧形球面档板(11)与微调楔块(14)分别用弧形球面档板内六角螺栓(9)和微调楔块六角头螺栓(12)通过刀片浮动压垫(3)和档板浮动压垫(10)紧固；刀头(1)与刀杆为固定连接；刀台(2)与可转位刀片(7)的结合面呈倾斜或水平平直面，内侧为内圆弧面台阶；偏心弧形侧面刀垫(8)内侧设有与刀台(2)内侧弧面相配合的外圆弧面；钩头弧形球尾复合压板(5)前端面底部为外圆弧，后端面为外球面，上部设有圆弧槽，并与刀片浮动压垫(3)圆柱面配合，用刀片压垫六角头螺栓(4)紧固；钩头弧形球尾复合压板(5)后端面的外球面与弧形球面档板(11)前端的内球面相配合，并用弧形球面档板内六角螺栓(9)紧固；调整斜台(15)设有与弧形球面档板(11)后端相同倾角的斜面；微调楔块(14)两侧面带有相同的斜角，弧形球面档板(11)被钩头弧形球尾复合压板(5)与微调楔块(14)同时挤压并紧；刀杆前部为短盲孔圆锥套(21)，中部为空心圆柱套(22)，短盲孔圆锥套(21)与空心圆柱套(22)为固定连接，并套入与其紧密配合的方形夹持套(20)内，刀头(1)后侧端面与方形夹持套(20)前端面呈完全接触，并通过刀杆尾部的螺母(25)、弹簧垫圈(24)紧固，刀杆尾部螺纹内孔由带气孔(27)的堵头销(26)封闭。
2.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是刀台(2)倾斜角为5°～20°，宽度为10～16mm，刀台后侧设有半径为9～13mm的圆柱面。
3.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是钩头弧形球尾复合压板(5)和弧形球面档板(11)前端的配合面为弧形球面，半径R为20～26mm。
4.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是钩头弧形球尾复合压板(5)前端面底部为外圆弧状，其半径R为2～6mm。
5.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是刀杆内设有盲孔(23)，孔径为φ6-10mm。
6.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是钩头弧形球尾复合压板(5)、弧形球面档板(11)、微调楔块(14)上分别设有刀片浮动压垫(3)、档板浮动压垫(10)和微调楔块浮动压垫(13)；刀片压垫六角头螺栓(4)和弧形球面档板内六角螺栓(9)的移动槽孔的长度为10～16mm；微调楔块六角头螺栓(12)移动量为2～3mm。
7.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是钩头弧形球尾复合压板(5)的尾部与弧形球面档板(11)接触面的球面半径为20～26mm。
8.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是所述弧形球面档板(11)上设有两个导向止动螺钉(18、18′)，其底部一为圆柱销头、另一为菱形销头，并在刀头的相应部位设有两导向槽(19、19′)，弧形球面档板(11)弧面圆心角为65°～80°。
9.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是所述钩头弧形球尾复合压板(5)、弧形球面档板(11)、微调楔块(14)均设有圆弧槽，并分别与刀片浮动压垫(3)、档板浮动压垫(10)、微调楔块浮动压垫(13)的相应圆弧面配合，分别用刀片压垫六角头螺栓(4)、弧形球面档板内六角螺栓(9)和微调楔块六角头螺栓(12)紧固，并与可转位刀片(7)上表面压紧。
10.根据权利要求1所述的一种车床类可调式刀具简式工具系统，其特征是偏心弧形侧面刀垫(8)，其偏心圆弧半径R为11～13mm、偏心距δ为2～3mm。
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