CN101585155A - 刀柄主体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种刀柄主体，其构造简单，可自动更换刀具，并且切屑粉的吸引效率高，可防止内部堆积。本发明是一种刀柄主体，其具有可安装刀具的安装孔，并安装于机床的主轴，该刀柄主体具备第2吸引孔及第3吸引孔，该第2吸引孔与在刀具轴心方向上贯通的第1吸引孔连通，在轴心方向上贯通形成，该刀具安装于上述安装孔，该第3吸引孔形成为与该第2吸引孔连通，可吸引来自上述第1吸引孔之吸引空气以外的空气。

Description

刀柄主体
技术领域
本发明涉及一种刀柄主体，具体而言，涉及一种可以改善特别是轻金属加工时产生之粉尘状切削粉的回收效率的刀柄主体。
背景技术
例如在日本专利特表2005-532917号公报中，记载了一种铣削刀具，可以回收对镁合金进行切削加工时产生的粉尘状切削粉。此铣削刀具具有形成于刀柄轴芯的吸出开口，该吸出开口与安装于紧固·供给装置的吸出斗连通。
此外，日本专利特开平10-43988号公报中提出有以下切屑排出构造。该构造是于切断机主体周围设置切屑收纳体，形成切屑排出空间，并将其与吸引机构连通。并且该切屑排出构造是在切屑袋中设置切屑引导部材，使其与切刀的前刀面之间形成空隙，将切屑引导至切屑排出空间。
上述专利文献1所记载的铣削刀具是在紧固·供给装置上安装吸出斗，因此构造复杂，并且其构造上存在无法自动更换刀具的问题。进而当使用上述以往的铣削刀具时，由于吸出斗中的通道面积大于吸出开口的通道面积，因此吸出空气的流速在吸出斗部分会降低，从而也可能在该部分产生切削粉沉淀和堆积的问题。
在上述专利文献2所记载的切屑排出构造中，存在以下问题，即被引导至切屑排出空间中距离吸引机构连接点较远的部分的切屑不易吸引，吸引效率低下。
发明内容
本发明之目的在于提供一种刀柄主体，其构造简单，可自动更换刀具，并且切屑粉的吸引效率高，可防止内部堆积。
本发明是一种刀柄主体，其具有可安装刀具的安装孔，并安装于机床的主轴，该刀柄主体具备第2吸引孔及第3吸引孔，该第2吸引孔与在刀具轴心方向上贯通的第1吸引孔连通，在轴心方向上贯通形成，该刀具安装于上述安装孔，该第3吸引孔形成为与该第2吸引孔连通，可吸引来自上述第1吸引孔之吸引空气以外的空气。
依据本发明，刀柄主体上设有与刀具的第1吸引孔连通、贯通于轴方向而形成的第2吸引孔以及吸引来自第1吸引孔之吸引空气以外的空气的第3吸引孔，因此在将上述刀柄主体安装于主轴，通过夹紧·放松上述刀柄主体的拉刀杆内的吸引孔吸引加工中的切屑时，由于上述刀具的上述第1吸引孔很小，即使在无法确保上述第2吸引孔内吸引空气的流速时，也可以由上述第3吸引孔吸引上述第1吸引孔中吸引空气之外的空气，故而可以提高上述第2吸引孔中吸引空气的流速，防止上述切屑粉在上述刀柄主体或上述拉刀杆内堆积。
此外，由于不需要在刀柄主体的外部设置切屑粉的回收通道等，因此可以通过以往的自动刀具更换装置，毫无障碍地进行刀具的自动更换。
本发明的一个优选实施方式中，上述第3吸引孔为可调整其通道面积的构造。
依据本实施方式，第3吸引孔为可调整此通道面积的构造，因此可以根据刀具第1吸引孔或切屑粉的产生量进而调整通道面积以及吸引空气的流速，防止切屑粉在刀柄主体或拉刀杆内堆积。
在本发明的另一个优选实施方式中，上述第3吸引孔具有吸入部和连通部，该吸入部沿轴方向在安装于刀柄主体、可旋转的环形部材上开口形成，该连通部形成于上述刀柄主体，可将上述吸入部与上述第1、第2吸引孔的连接部附近连通，上述第3吸引孔通过调整上述环形部材的角度位置，可以调整上述第3吸引孔的实质的通道面积。
依据本实施方式，上述第3吸引孔具有吸入部和连通部，该吸入部在安装于刀柄主体、可旋转的环形部材上形成，该连通部可将该吸入部与上述第1、第2吸引孔的连接部附近连通，由此便可通过调整上述环形部材的角度位置，调整上述第3吸引孔的实质的通道面积，使其适合刀具直径或切屑粉的产生量，防止切屑粉的内部堆积。
在本发明之另外一个优选实施方式中，上述刀具通过夹套安装于刀柄主体，上述第3吸引孔形成于上述夹套，位于上述第1吸引孔的径向外侧且在轴方向上贯通。
依据本实施方式，上述第3吸引孔形成于夹套，因此可以预先在夹套上根据刀具的直径以及第1吸引孔的通道面积打开第3吸引孔，由此只需要选择最佳的夹套，便可维持吸引空气的流速，即使上述刀具的上述第1吸引孔通道面积不同，也可以防止第2吸引孔内部堆积。
附图说明
本发明的构造及效果将基于以下附图，通过实施方式进行详细说明。
图1是具备本发明第1实施方式所述刀柄主体的主轴装置的截面侧视图。
图2是上述刀柄主体的截面侧视图。
图3是上述刀柄主体的截面侧视图(沿图2III-III线的截面图)。
图4是上述刀柄主体的立体图。
图5是上述主轴装置的刀柄主体夹具部分的截面侧视图。
图6是上述主轴装置的拉刀杆前部连接部分的截面侧视图。
图7是上述主轴装置的拉刀杆后部连接部分的截面侧视图。
图8是上述拉刀杆后部连接部分的密封机构部分的截面侧视图。
图9是本发明第2实施方式所述的刀具及刀柄主体的部分截面侧视图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。图1～图8是用于说明本发明第1实施方式所述之刀柄主体的图。
图中，符号1代表立式或卧式加工中心等机床所具备的主轴装置。该主轴装置1具备由立柱支撑的主轴头2，由该主轴头2支撑、可自由旋转的主轴3，由该主轴3的前端部支撑的刀具刀柄4，以及将该刀具刀柄4夹紧在主轴3或从主轴3上松开的夹具机构5。
上述主轴3是在轴心上具有贯通孔3a的筒体。该主轴3的前部及后部经由前轴承6a及后轴承6b，通过上述主轴头2支撑，可自由旋转。此外，在上述主轴3的贯通孔3a的前端部形成有锥形孔3b，该锥形孔3b中嵌合固定上述刀具刀柄4。此外，虽然没有图示，但上述主轴3与主轴头2之间配置有旋转驱动该主轴3的电动马达。
上述刀具刀柄4具有刀具12、以及该刀具12经由夹套13被安装于安装孔14d的刀柄主体14。利用与刀具12的直径等相对应的夹套13，可将各种刀具安装于共通的刀柄主体。
上述夹具机构5具有拉刀杆7及驱动机构(汽缸机构)8，该拉刀杆7插入配置于上述主轴3的贯通孔3a，将上述刀具刀柄4夹紧于上述锥形孔3b，或者将上述刀具刀柄4从上述锥形孔3b中松开，该驱动机构(汽缸机构)8使该拉刀杆7向松开方向移动。
上述拉刀杆7具有筒状的卡合驱动部9以及连接于该卡合驱动部9的筒状的拉刀杆主体10，该卡合驱动部9将配置于上述锥形孔3b附近的多个卡合爪11卡合于在上述刀柄主体14后端部形成的卡合段部14a。
上述卡合爪11构造为以其基端部11a为中心，前端爪部11b可在直径方向上扩开。上述卡合驱动部9的前端形成有凸轮9a，该凸轮9a滑接于上述爪部11b的内面，当处于后退位置(图1右方位置)时，使该爪部11b卡合于卡合段部14a，位于前进位置(图1左方位置)时，解除上述卡合。
上述拉刀杆主体10和主轴3的贯通孔3a之间介隔有多个碟形弹簧15。此外，15a是限制碟形弹簧15的轴方向位置的挡圈部材。上述碟形弹簧15使上述拉刀杆7向夹紧方向(图1中的右方向)施加弹力。在此弹力的作用下，卡合驱动部9向夹紧方向移动，于是上述凸轮9a将爪部11b扩开，使其与上述卡合段部14a卡合，将刀柄主体14的锥形部14b牢牢嵌合于上述锥形孔3b。
上述驱动机构8是将活塞18d插入汽缸孔18c内配置而成的构造，该汽缸孔18c由通过螺栓固紧于上述主轴头2之后端部的外壳18a以及外盖部材18b形成。当油腔b被供给油压时，此活塞18d向图1左方移动，通过按压板24使上述拉刀杆7对抗上述碟形弹簧15的弹力而向松开方向(图1左边方向)移动，解除上述刀柄主体14锥形部14b和锥形孔3b的嵌合。
构成上述拉刀杆7前部的卡合驱动部9的后端部9b插入构成后部的拉刀杆主体10的前端部10a内，并旋入其内面。如此，由于卡合驱动部9插入拉刀杆主体10内并旋入，因此无需扩大拉刀杆7的最大直径，即可确保后述第4吸引孔a4的直径较大。
此外，在上述卡合驱动部9的凸轮9a内以同轴的方式插入有连结管17，该连结管17通过螺母部材17a固定于刀柄主体14内。
进而，上述拉刀杆主体10的后端部10b插入于上述驱动机构8的内管16的前端部16a内。此内管16插入于上述外盖部材18b内，且固定于该外盖部材18b。
上述内管16和上述拉刀杆主体10的后端部10b之间设有密封机构21，用于避免空气从外部被吸入内管16内。此密封机构21具备密封圈22、压环23、以及固定环4，该密封圈22由碳制造而成，滑接于上述拉刀杆主体10后端部10b的外周面，该压环23由弹性部材制造而成，使该密封圈22隔着衬垫23a压接于上述内管16的段部16c，该固定环4用于限制该压环23的轴方向位置。在上述弹性部材的弹力作用下，上述密封圈22压接于上述段部16c，且滑接于拉刀杆主体10的外周面，由此防止外部空气进入。此外，密封圈22的外周面和内管16之间设有空隙c。由此，可以避免因拉刀杆主体10和内管16振动而造成密封圈22损伤。
上述连结管17、拉刀杆7以及内管16的轴芯部形成有使这三者于轴方向贯通的第4吸引孔a4。此第4吸引孔a4的上述连结管17内部分、卡合驱动部9内部分、拉刀杆主体10内部分以及内管16内部分均被设定为大致相同的直径。此外，上述内管16的后端部16b上连接有吸引装置，图上未显示。
上述刀具刀柄4的刀具12的轴芯上形成有第1吸引孔a1，该第1吸引孔a1贯通于轴方向。上述刀柄主体14上形成有第2吸引孔a2，该第2吸引孔a2与上述第1吸引孔a1连通，并贯通于轴方向。进而上述刀柄主体14上形成有第3吸引孔a3，该第3吸引孔a3与上述第2吸引孔a2连通。该第3吸引孔a3可吸引上述刀具12上第1吸引孔a1所吸引空气之外的空气，因此提高了第2吸引孔a2的流速，可调整其实质的通道面积。
上述第3吸引孔a3以如下的方式构造而成。在刀柄主体14外周与上述第2吸引孔a2对应的部分，即在刀具12与连结管17之间的部分，安装有环状的环形部材19，该环形部材19可旋转，且可以通过固定螺丝20固定于所需的角度位置。在该环形部材19的内面上，每90°形成有向轴方向的前方开口的槽形吸入部19a。此外，上述刀柄主体14上形成有连通部14c，其可连通上述各吸入部19a和上述第2吸引孔a2。此吸入部19a和连通部14c形成第3吸引孔a3，其可以将上述第1吸引孔a1所吸引的空气之外的空气吸入上述第2吸引孔a2，提高该第2吸引孔a2的流速。此外，通过调整上述环形部材19的角度位置，便可调整上述吸入部19a和连通部14c的连通面积，即可以调整上述第3吸引孔a3实质的通道面积。
如此，在第1实施方式中，是将第1吸引孔a1形成于刀具12，将第2吸引孔a2及第3吸引孔a3形成于刀柄主体14，将第4吸引孔a4形成于拉刀杆7及内管16，并在内管16上连接吸引装置，因此可以利用简单的构造实现粉尘状切屑粉的吸引。
此外，由于还设置有贯通刀具刀柄4和拉刀杆7的吸引孔，因此与将切屑粉回收通道等设置于刀具刀柄外部的以往装置相比，构造简单，并且可以通过以往的自动刀具更换装置毫无障碍地进行刀具的自动更换。
进而，由于在刀柄主体14上不仅形成第2吸引孔a2，还形成有第3吸引孔a3，因此即使刀具直径较小，无法充分确保第1吸引孔a1的通道面积，也可以通过第3吸引孔a3，吸引第1吸引孔a1所吸引空气以外的空气，故而可以提高第2吸引孔a2的流速，可防止切屑粉堆积在刀具刀柄或拉刀杆内。
此外，第3吸引孔a3具有以可旋转的方式安装于刀柄主体14的环形部材19的吸入部19a，以及可连通该吸入部19a和上述第2吸引孔a2的连通部14c，因此可通过调整上述环形部材19的角度位置，调整上述第3吸引孔a3的实质的通道面积，使其适合刀具直径或切屑粉的产生量，防止切屑粉的内部堆积。
图9是用于说明本发明第2实施方式的图，图中，与图3相同的符号表示相同或相当的部分。
本第2实施方式中，在用于将刀具12固定于刀柄主体14的夹套13上，每90°形成有第3吸引孔a3。此第3吸引孔a3位于上述第2吸引孔a2的直径方向外侧，且以贯通于轴方向的方式形成于上述夹套13。此第3吸引孔a3的作用是，通过吸引上述第1吸引孔a1吸引的空气以外的空气，提高上述第2吸引孔a2的流速。
本实施方式2中，由于将第3吸引孔a3形成于夹套13，因此通过预先在夹套13上打开适合刀具直径以及第2吸引孔a2之通道面积等的第3吸引孔a3，只要选择最佳的夹套，即使刀具12的第1吸引孔a1的通道面积不同，亦可维持能够防止第2吸引孔a2内部堆积的吸引空气的流速。

Claims (4)

1.一种刀柄主体，其具有可安装刀具的安装孔，并安装于机床的主轴，该刀柄主体具备第2吸引孔及第3吸引孔，该第2吸引孔与在刀具轴心方向上贯通的第1吸引孔连通，在轴心方向上贯通形成，该刀具安装于上述安装孔，该第3吸引孔形成为与该第2吸引孔连通，可吸引来自上述第1吸引孔之吸引空气以外的空气。
2.如权利要求1所述的刀柄主体，其中，上述第3吸引孔构造为可调整其通道面积。
3.如权利要求2所述的刀柄主体，其中，上述第3吸引孔具有吸入部和连通部，该吸入部沿轴方向在安装于刀柄主体、可旋转的环形部材上开口形成，该连通部形成于上述刀柄主体，可将上述吸入部与上述第1、第2吸引孔的连接部附近连通，上述第3吸引孔通过调整上述环形部材的角度位置，可以调整上述第3吸引孔的实质的通道面积。
4.如权利要求1所述的刀柄主体，其中，上述刀具通过夹套安装于刀柄主体，上述第3吸引孔形成于上述夹套，位于上述第1吸引孔的径向外侧且在轴方向上贯通。
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