CN102049539A - 一种快速装夹定位数控镗刀杆刀座 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速装夹定位数控镗刀杆刀座。所述刀座包括刀座体和装刀槽。刀座体包括装夹部件(1)和紧固部件(2)。所述装夹部件(1)用于将刀座固定在车床刀架上；所述装刀槽为穿过紧固部件(2)的水平通孔，分为刀杆定位段(3)和刀杆装夹段(4)。刀杆装夹段(4)的内径与刀杆(5)的外径为间隙式配合；刀杆定位段(3)的内径小于刀杆(5)外径。刀杆(5)从所述刀杆装夹段(4)插入装刀槽，由刀杆定位段(3)与刀杆装夹段(4)之间的抬肩进行定位。利用本刀座可以把进口刀具与国产数控车床成功结合起来，对复杂零件进行精细加工，同时解决了刀架在装刀时，刀杆直径过大装不上或刀杆装在刀塔上中心高不对等技术难题。
Description
技术领域
本发明属于金属加工机械或通用机械、工程机械领域，具体涉及一种快速装夹定位数控镗刀杆刀座。
背景技术
国产数控车床上加工产品零部件(特别是石油固井工具)的内孔时，因有些零部件的内孔较深，国内无较好的内孔刀杆应用，国内有的刀杆长度不够，有的刚性不够，还有的刀杆因在加工时易产生刀杆振动而无法进行加工。因此，在国产数控车床上加工固井工具零部件时一般选用进口防震刀杆。但是，国外的加工工艺与使用刀杆的方法与我国有着很大的差异，因此在使用进口刀杆时会出现刀杆不宜装夹、刀杆中心高偏低以及刀杆不易定位等现象。而且，国内数控车床多是四工位刀架，在加工复杂零件时，需多次进行工件的装夹和刀具的装夹，非常费时费力。
现有技术中，公开号为CN1724196提供了一种有可换刀座的刀具组件，其存在的不足是：制作工艺及其复杂；不适合悬深7倍和10倍的刀杆加工；不适合小孔径的加工，不适合国内数控车床上应用。
因此，目前还没有一种专用数控刀座为国产数控车床应用进口刀杆提供支持。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种快速装夹定位数控镗刀杆刀座，为国产数控车床应用进口刀杆提供支持，且满足精度高、稳定性好、成本低、自动化程度高、使用便捷的要求，把进口刀具和国产数控结合起来，各取所长，发挥各自的优势，提高机械行业的生产效益和产品质量。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种快速装夹定位数控镗刀杆刀座，包括刀座体和设置在刀座体上的装刀槽。
所述刀座体包括装夹部件和紧固部件。
所述紧固部件为一水平放置的长方体结构，该长方体一侧面上设有一水平凸台，构成了所述刀座体的装夹部件，由此刀座体的垂直于水平方向的截面为呈90度旋转后的“T”型结构。
所述装夹部件，为所述刀座与车床刀架的结合部位，用于将所述刀座固定在数控车床的刀架上；装夹部件即水平凸台的下表面与紧固部件的下表面形成的台阶为定位台阶，用于刀座在数控车床刀架上垂直位置的定位？？。
所述装刀槽为穿过所述紧固部件的水平通孔，所述通孔为阶梯孔，小孔径段为刀杆定位段，大孔径段为刀杆装夹段；装刀槽的通孔内壁上，刀杆定位段与刀杆装夹段之间形成抬肩；刀杆装夹段的内直径与进口刀杆的外直径为间隙式配合，间隙配合公差优选为0.05mm-0.1mm。刀杆定位段的内直径小于刀杆的外直径。
所述刀杆定位段是用于对刀杆进行水平定位的。当刀杆从所述刀杆装夹段插入装刀槽时，顶在刀杆定位段与刀杆装夹段之间的抬肩上进行定位。刀杆定位段长度没有特殊要求，一般为5～10mm，能够起到定位作用即可。
所述刀杆装夹段用于直接夹持刀杆。所述紧固部件上表面上对应于装刀槽的刀杆装夹段的位置，垂直开有至少两个紧固定位孔，所述紧固定位孔与所述装刀槽相通，其内壁为螺纹结构，能够通过旋入紧固螺栓或螺钉与插入装刀槽刀杆装夹段的刀杆相接触来紧固刀杆，并通过调整紧固螺拴的旋入深度来调整刀杆顶端的刀具刀尖的位置，以保持刀具刀尖与加工平面的平行。
本发明的这种定位和夹持刀杆的结构设计，能够在加工复杂零件需要多个刀杆替换时，可快速更换、定位，进而来提高效率。
具体来说，所述装夹部件的厚度是根据刀架需要夹持的厚度来确定的，所述定位台阶的高度是根据数控车床的中心高及装夹刀具的刀塔尺寸来确定。
当刀杆插入所述刀座的装刀槽，刀杆直径部位的最低点与所述定位台阶之间的距离用于控制刀杆与数控车床中心高的距离，是根据数控车床的中心高来确定的。
所述紧固螺栓优选为平头紧固螺栓。在所述紧固部件上，所述紧固定位孔为均布。装夹刀杆的直径部位与刀杆用平头紧固螺栓进行紧固，这样由于配合公差，刀杆与刀座的接触面呈“U”形，大大增加了两者的接触面积，有效地增加了刀杆的强度。
所述刀座采用普通圆钢作为材质，并经过淬火处理。这样所述刀座就有较高的韧性和柔性，有效提高了进口刀杆的悬伸长度，把国产数控车床与进口刀杆结合起来。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)适用于机械加工中的所有车床，尤其是数控车床；(2)解决了国产数控车床不能装夹进口镗刀杆的问题，提高了国产数控车床的加工能力；(3)适用于长孔和超长孔小直径有色金属的加工；(4)解决了国产数控车床因刀架工位少，而无法对复杂零件进行加工的问题，可利用刀补对复杂零件内孔车面、切槽、加工螺纹等；(5)解决了刀架在装刀时，刀杆直径过大装不上或刀杆装在刀塔上中心高不对等技术难题；(6)精度高、稳定性好、自动化程度高、制作简单、应用方便、选料容易，成本低。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
图1是本发明快速装夹定位数控镗刀杆刀座的立体图
图2是本发明快速装夹定位数控镗刀杆刀座的局部剖视图
图3是本发明适用的进口数控刀杆示意图
图4是本发明与进口刀杆的结合示意图
具体实施方式
如图1和图2所示，一种快速装夹定位数控镗刀杆刀座，包括刀座体和设置在刀座体上的装刀槽。所述刀座体包括装夹部件1、紧固部件2。本发明所适用的进口数控刀杆5如图3所示。本发明与进口数控刀杆5的结合示意图如图4所示。
如图1和图2所示，刀座体包括装夹部件1和紧固部件2。所述紧固部件2为一水平放置的长方体结构，该长方体一侧面上设有一水平凸台，构成了所述刀座体的装夹部件1。由此刀座体的垂直于水平方向的截面为呈90度旋转后的“T”型结构。
所述装夹部件1，为所述刀座与车床刀架的结合部位，用于将所述刀座固定在数控车床的刀架上。装夹部件1即水平凸台的下表面与紧固部件2的下表面形成的台阶为定位台阶。
所述装刀槽为穿过所述紧固部件2的水平通孔。所述通孔为阶梯孔，小孔径段为刀杆定位段3，大孔径段为刀杆装夹段4。装刀槽的通孔内壁上，刀杆定位段3与刀杆装夹段4之间形成抬肩。刀杆装夹段4的内直径与进口数控刀杆5的外直径为间隙式配合。刀杆定位段3的内直径小于刀杆5的外直径。刀杆5从所述刀杆装夹段4插入装刀槽，顶在所述刀杆定位段3与刀杆装夹段4之间的抬肩上；所述刀杆定位段3用于刀杆5的水平定位。所述刀杆装夹段4用于直接夹持刀杆5。
所述紧固部件上表面上对应于装刀槽的刀杆装夹段4的位置，垂直开有三个紧固定位孔，所述紧固定位孔与所述装刀槽相通，其内壁为螺纹结构，能够通过旋入平头的紧固螺栓与插入装刀槽刀杆装夹段4的5相接触，来紧固刀杆5，并通过调整紧固螺拴的旋入深度来调整刀杆顶端的刀具刀尖的位置，以保持刀具刀尖与加工平面的平行。
具体来说，所述装夹部件的厚度a是由刀架需要夹持的厚度来确定。所述定位台阶的高度b是根据数控车床的中心高及夹持刀杆上刀具的尺寸来确定的。
所述紧固螺栓为平头紧固螺栓；在所述紧固部件上，所述紧固定位孔为均布。具体来说，图2中的紧固定位孔孔距d和紧固定位孔距e相等，c为刀杆定位紧固孔距，是刀杆定位部位与与之最近的紧固定位孔之间的距离。c、d、e的尺寸是根据具体使用的刀杆直径和车床刀架尺寸确定的，使用的刀杆直径越大其尺寸就越大。装夹刀杆的直径部位与刀杆用平头紧固螺栓进行紧固，这样由于配合公差，刀杆与刀座的接触面呈“U”形，大大增加了两者的接触面积，有效地增加了刀杆的强度。
图2中的g为装刀槽的刀杆装夹段4与进口数控刀杆5配合的直径尺寸，所述刀杆装夹段4内径与刀杆外径的配合公差为0.05mm-0.1mm。图1所述刀杆的直径部位的最低点与所述定位台阶之间的距离f用于控制刀杆与数控车床中心高的距离，是根据数控车床的中心高来确定的。
所述刀座采用普通圆钢作为材质，并经过淬火处理。这样所述刀座就有较高的韧性和柔性，有效提高了进口刀杆的悬伸长度，把国产数控车床与进口刀杆结合起来
本发明适合加工悬深7倍、10倍、12倍、14倍的刀杆。因为采用进口刀杆，因此内孔加工可以加工到4倍刀杆直径以上的孔深，即适用于加工小孔径。
下面是在具体实施中，对该实用新型的装置进行实验所达到的效果：
实施例1
在德州机床厂生产的CKD6140数控车床上加工产品，使用本发明结合进口刀具，广泛的加工生产一般的机加工零部件，适用性强，加工尺寸准确，可与多种进口刀杆结合，适合直径较小的进口小刀杆的配合。
实施例2
在大连机床厂生产的CKA6763数控车床上加工产品，根据车床参数和使用进口(瑞士山特维克公司)刀杆参数来制定了a、b、f、g的尺寸，解决了装夹问题，很好的控制了刀尖与机床的中心距，增强了进口刀杆的强度，且装卸方便，定位准确，解决了在国产数控车床上加工深孔台阶和螺纹(悬深为刀杆的10倍)的问题，并解决了加工复杂工件多次装夹的问题。
实施例3
在沈阳机床厂生产的S1-343B管螺纹数控车床上加工产品，根据车床参数和使用进口(瑞士山特维克公司、法国日曼公司)刀杆参数来制定了a、b、f、g的尺寸，解决了装夹问题，很好的控制了刀尖与机床的中心距，增强了进口刀杆的强度，且装卸方便，定位准确，特别是在我公司取法国日曼公司的气密封螺纹WAM-TOP、WAM-E工S等系列扣授权时，根据法国日曼公司提供的刀具，在国产数控车床上根本无法装夹，是在使用了本发明后，才使国产数控车床上，对法国日曼公司的气密封螺纹得以加工。使国产数控车床能加工国外高精端产品。
实施例4
在使用机床厂生产的STC341500数控车床上加工产品，使用本发明结合进口刀具，广泛的加工各种石油套管螺纹、油管螺纹，特别是近几年随着石油开采技术的发展，国内各钢铁公司也相续开发了各种新型石油用螺纹，加工难度也越来越高，使用本发明在STC341500数控车床上相续解决了国内宝钢公司的BGC小偏梯螺纹；天津钢管公司的TP-CQ、TP-FJ、TP-NF等系列螺纹的加工，不仅加工质量好，而且加工效率提高了3倍以上。
实施例5
在加工塔深1井所用的固井工具时，国内刀具无法加工产品深孔台阶、深孔槽、深孔螺纹，使用本发明与进口刀杆结合，很好地解决了这种技术难题，为科学探讨提供了技术保障。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选地，而并不具有限制性的意义。
Claims (5)
1.一种快速装夹定位数控镗刀杆刀座，包括刀座体和设置在刀座体上的装刀槽，其特征在于：
所述刀座体包括装夹部件和紧固部件；所述紧固部件为一水平放置的长方体结构，该长方体一侧面上设有一水平凸台，构成了所述刀座体的装夹部件，由此刀座体的垂直于水平方向的截面为呈90度旋转后的“T”型结构；
所述装夹部件，为所述刀座与车床刀架的结合部位，用于将所述刀座固定在数控车床的刀架上；装夹部件即水平凸台的下表面与紧固部件的下表面形成的台阶为定位台阶，用于刀座在数控车床刀架上垂直位置的定位；
所述装刀槽为穿过所述紧固部件的水平通孔，所述通孔为阶梯孔，小孔径段为刀杆定位段，大孔径段为刀杆装夹段；装刀槽的通孔内壁上，刀杆定位段与刀杆装夹段之间形成抬肩；刀杆装夹段的内直径与刀杆的外直径为间隙式配合；刀杆定位段的内直径小于刀杆的外直径。刀杆从所述刀杆装夹段插入装刀槽，顶在所述刀杆定位段与刀杆装夹段之间的抬肩上；所述刀杆定位段用于在加工复杂零件时利用刀补进行更换多个刀杆，所述刀杆装夹段用于直接夹持刀杆；
所述紧固部件上表面上对应于装刀槽的刀杆装夹段的位置，垂直开有至少两个紧固定位孔，所述紧固定位孔与所述装刀槽相通，其内壁为螺纹结构，能够通过旋入紧固螺栓或螺钉与插入装刀槽刀杆装夹段的刀杆相接触来紧固刀杆，并通过调整紧固螺拴的旋入深度来调整刀杆顶端的刀具刀尖的位置，以保持刀具刀尖与加工平面的平行。
2.根据权利要求1所述的刀座，其特征在于：
在所述紧固部件上，所述紧固定位孔为均布。
3.根据权利要求1所述的刀座，其特征在于：
所述装夹刀杆的直径部位与刀杆的间隙配合公差为0.05mm-0.1mm。
4.根据权利要求1所述的刀座，其特征在于：
所述紧固螺栓为平头紧固螺栓。
5.根据权利要求1～4之任一所述的刀座，其特征在于：
所述刀座采用普通圆钢作为材质，并经过淬火处理。
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