CN102211315A - Hsk刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具 - Google Patents

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本发明公开了一种HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，包括与机床主轴连接的法兰和HSK调整机构，HSK调整机构包括凸形块，凸形块沿中心轴设置空腔，凸形块左侧的空腔内设置HSK拉刀爪，朝向底块右端面的空腔为与HSK刀柄适配的锥形；所述法兰包括法兰盘和法兰盘左侧水平固设的连接轴，所述法兰盘右端面设有凹腔，凸形块的凸起位于凹腔内，底块的左端面与法兰的右端面相对，凸起周圈的法兰盘上装配有径向调节顶丝，径向调节顶丝的底端与凸起的外表面相抵；凸形块的底块上装配有轴向调节顶丝，轴向调节顶丝的底端与法兰的右端面相抵。本发明有效地提高刀柄与机床主轴的结合刚度，大大提高了重复定位精度，具有良好的高速锁紧性。

Description

HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具
技术领域
本发明专利属于机械加工技术领域，尤其涉及一种HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具。
背景技术
高速切削加工已成为机械加工制造技术重要的环节，刀柄的定位精度和联接刚度是衡量工具系统的两个重要指标，在磨削加工过程中，刀柄的定位精度的精准和联接刚度的提高是刀具整体加工精度的保障。HSK刀柄锥的结构形式与常用的BT刀柄不同，它是一种新型的高速锥型刀柄，采用锥面与端面双重定位的方式，在足够大的拉紧力作用下，HSK 1：10空心工具锥柄和相连的1：10锥孔之间在整个锥面和支承平面上产生摩擦，提供封闭结构的径向定位。平面夹紧定位防止刀柄的轴向窜动。通常情况下，HSK刀柄直接安装在机床主轴上，缺少加工专用夹具，所以机床主轴易磨损且造成机床装夹精度的降低，换刀动作慢且不利于实现自动控制系统的高速化。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效地提高刀柄与机床主轴的结合刚度，大大提高了重复定位精度，并且自动换刀动作快，有利于实现自动控制系统的高速化，具有良好的高速锁紧性的HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，包括与机床主轴连接的法兰轴和HSK调整机构，HSK调整机构包括横向设置的凸形块，凸形块沿中心轴设置空腔，凸形块分为左侧的凸起和右侧的底块，朝向底块右端面的空腔为与HSK刀柄适配的锥形，底块上设有轴向调节顶丝孔；所述法兰轴包括法兰盘和法兰盘左侧水平固设的连接轴，连接轴为空心轴，凸形块、法兰盘与连接轴同心设置，法兰盘沿周圈设置径向调节顶丝孔，所述法兰盘右端面设有凹腔，连接轴的空腔与法兰盘的凹腔相连通，凸形块的凸起位于凹腔内，底块的左端面与法兰盘的右端面相对，径向调节顶丝孔内装配有径向调节顶丝，径向调节顶丝的底端与凸起的外表面相抵；轴向调节顶丝孔内装配有轴向调节顶丝，轴向调节顶丝的底端与法兰盘的右端面相抵；所述连接轴的空腔以及凸形块左侧的空腔内设置HSK拉刀爪。
所述连接轴的左端部分设有连接螺纹，连接螺纹右侧的连接轴外表面上设有一段轴向的键槽，设置键槽的连接轴部分直径大于设置连接螺纹的连接轴部分的直径，键槽右侧的连接轴靠近法兰盘的右端设有锥面，并且锥面的小端朝向连接轴的左侧。
所述凸形块的底块与法兰盘通过均布在凸形块底块周圈的轴向的锁紧螺丝连接。
轴向调节顶丝孔朝向法兰盘的端部设有锪孔，锪孔内设置橡胶垫圈，轴向调节顶丝的底端通过橡胶垫圈与法兰盘的右端面相抵。
所述径向调节顶丝为沿法兰盘周圈均布设置的四个，锁紧螺丝与轴向调节顶丝沿凸形块底块周圈间隔均布设置且两者均为四个。
本发明的有益效果为：
1、定位精度
HSK刀柄的定位精度包括轴向定位精度和径向定位精度。
轴向定位精度：HSK调节机构有4个螺纹联接调节轴向定位，与HSK刀具接触端面轴向限制刀具定位，该端面的全跳动度为0.002mm，相对于轴向中心线垂直度为0.002mm。利用调刀仪检验达到定位精度。
径向定位精度：（1）、与机床主轴联接的法兰利用锥面和螺纹连接。确保与机床主轴一致。（2）、待HSK调节机构与主轴联接法兰通过螺纹连接后，通过调节法兰上的4个径向调节螺母，利用调刀仪检验，确保与HSK刀柄联接的锥孔的全跳动为0.002mm。
通过定位精度的调节，该夹具达到加工要求精度并确保了重复安装精度，当HSK刀具装夹后可以保证加工切削精度。而当一把HSK刀具装卸后换另一把刀具时候，无需调整检验精度，直接可以装夹加工，这样节省安装和调整精度时间，有利于换刀，实现加工的高速化。
2、联接刚度
HSK刀柄与机床主轴的联接刚度与HSK刀柄锥面与联接锥孔的配合状况以及刀柄、刀柄端面与调节机构接触端面的拉紧状况紧密相关。
除此之外，本发明夹具联接机床和HSK刀具，加固了HSK刀柄和机床主轴的联接刚度，使刀具系统性能更稳定。
本发明避免了机床主轴和HSK刀具刀柄的直接联接，减少机床主轴的磨损而造成机床装夹精度的降低。
刀柄的定位精度和联接刚度是衡量工具系统的两个重要指标。本发明专利是HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，有效地提高刀柄与机床主轴的结合刚度。由于从径向和轴向进行双面定位，大大提高了重复定位精度，并且自动换刀动作快，有利于实现自动控制系统的高速化，具有良好的高速锁紧性。本发明HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具使HSK工具系统在系统刚度、全跳动精度、重复安装精度、夹紧可靠性等方面都具有优越性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A视图；
图3是与机床主轴连接的法兰轴的结构示意图；
图4是图3中的B-B视图；
图5是图3的右视图；
图6是HSK调节机构的结构示意图；
图7是图5中的C-C视图。
具体实施方式
由图1-图7所示的HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，包括与机床主轴连接的法兰轴和HSK调整机构，HSK调整机构包括横向设置的凸形块，凸形块沿中心轴设置空腔13，所述空腔13为凸形块内的通孔，凸形块分为左侧的凸起4和右侧的底块6，空腔13中朝向底块6右端面的空腔部分为与HSK刀柄适配的锥形并由此形成锥形面12，锥形面12为了以后与HSK刀柄相配合，HSK刀柄连接HSK刀具17。底块6上设有轴向调节顶丝孔；所述法兰轴包括法兰盘2和法兰盘2左侧水平固设的连接轴1，连接轴1为空心轴，凸形块、法兰盘2与连接轴1同心设置， 所述连接轴1的左端部分设有连接螺纹8，连接螺纹8为外螺纹，连接螺纹8右侧的连接轴1外表面上设有一段轴向的键槽15，设置键槽15的连接轴1部分直径大于设置连接螺纹8的连接轴1部分的直径。位于键槽15右侧的连接轴1靠近法兰盘2的右端部分设有锥面10，并且锥面10的小端朝向连接轴1的左侧。法兰盘2沿周圈设置径向调节顶丝孔，所述法兰盘2右端面设有凹腔11，连接轴1的空腔9与法兰盘2的凹腔11相连通, 凸形块的凸起4位于凹腔11内，底块6的左端面与法兰的右端面相对，凸起4外侧的法兰盘2周圈设置的径向调节顶丝孔内装配有径向调节顶丝3，径向调节顶丝3的底端与凸起4的外表面相抵，实现对HSK刀具17径向定位；凸形块的底块6上的轴向调节顶丝内装配有轴向调节顶丝5，轴向调节顶丝孔朝向法兰盘2的端部设有锪孔，锪孔内设置橡胶垫圈18，橡胶垫圈18位于轴向调节顶丝5的底端与法兰盘2的右端面之间，轴向调节顶丝5的底端通过橡胶垫圈18与法兰盘2的右端面相抵，实现对HSK刀具17轴向定位。凸形块的底块6与法兰盘2通过均布在凸形块底块6周圈的轴向的锁紧螺丝14连接。所述径向调节顶丝3为沿法兰盘2周圈均布设置的四个，锁紧螺丝14为轴向设置，锁紧螺丝14与轴向调节顶丝5沿凸形块底块6周圈间隔均布设置且两者均为四个。所述连接轴1的空腔9以及凸形块左侧的空腔13内设置HSK拉刀爪7。HSK拉刀爪7包括刀爪轴部分和膨胀拉紧部分，刀爪轴部分位于连接轴1的空腔9内，膨胀拉紧部分位于凸形块左侧的空腔13，并且凸形块左侧的空腔13内设有用于与膨胀拉紧机构配合的内螺纹。刀爪轴与机床主轴联接，拉紧刀爪轴，膨胀拉紧部分就涨开拉紧HSK刀具17，放松刀爪轴，膨胀拉紧部分就缩回来了，所述HSK拉刀爪7为拉紧刀柄的常用现有技术，为市购标准件，故不详细叙述。
连接轴1和机床主轴联接的时候，锥面10起到定位作用，键槽15联接防止连接轴1旋转，连接螺纹8联接机床主轴起到锁紧作用。
夹具和HSK刀具的安装调节顺序如下：
1、首先是与机床主轴联接的法兰轴，法兰轴的连接轴1与机床主轴以锥面10和连接螺纹8联接锁紧。
2、安装与法兰联接的HSK调节机构，以四个锁紧螺丝14联接锁紧。
3、安装联接机床与HSK刀具17的HSK拉刀爪7，这是一个标准件，一端联接机床主轴，机床控制系统的作用下足够大的拉紧力拉紧机构，连接头部可以膨涨，轴向拉紧HSK刀具17；机床控制系统的作用下拉紧力消失，拉紧机构膨涨部分收缩，取出加工后的HSK刀具17。
4、调节主轴联接法兰的四个径向调节螺母3，校准径向精度；调节HSK调节机构上的四个轴向调节螺母5，校准轴向精度，使整体精度达到要求标准。
5、调整好后，把HSK刀具17以锥面12定位安装在已调整精度后的HSK调节机构内，在机床足够大的拉紧力作用下，膨涨拉紧机构轴向拉紧HSK刀具17，HSK刀具17与接触面16即HSK调节机构的底块6右端面限制了刀具的轴向窜动，膨涨部分在刀柄内部使1:10锥柄与调整好的调节机构紧密贴合，封闭径向定位。
6、夹紧后，可以对HSK刀柄的刀具刀头进行磨削,或使用该刀具加工切削。

Claims (5)

1.一种HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，其特征在于：包括与机床主轴连接的法兰轴和HSK调整机构，HSK调整机构包括横向设置的凸形块，凸形块沿中心轴设置空腔，凸形块分为左侧的凸起和右侧的底块，朝向底块右端面的空腔为与HSK刀柄适配的锥形，底块上设有轴向调节顶丝孔；所述法兰轴包括法兰盘和法兰盘左侧水平固设的连接轴，连接轴为空心轴，凸形块、法兰盘与连接轴同心设置，法兰盘沿周圈设置径向调节顶丝孔，所述法兰盘右端面设有凹腔，连接轴的空腔与法兰盘的凹腔相连通，凸形块的凸起位于凹腔内，底块的左端面与法兰盘的右端面相对，径向调节顶丝孔内装配有径向调节顶丝，径向调节顶丝的底端与凸起的外表面相抵；轴向调节顶丝孔内装配有轴向调节顶丝，轴向调节顶丝的底端与法兰盘的右端面相抵；所述连接轴的空腔以及凸形块左侧的空腔内设置HSK拉刀爪。
2.如权利要求1所述的HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，其特征在于：所述连接轴的左端部分设有连接螺纹，连接螺纹右侧的连接轴外表面上设有一段轴向的键槽，设置键槽的连接轴部分直径大于设置连接螺纹的连接轴部分的直径，键槽右侧的连接轴靠近法兰盘的右端设有锥面，并且锥面的小端朝向连接轴的左侧。
3.如权利要求1所述的HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，其特征在于：所述凸形块的底块与法兰盘通过均布在凸形块底块周圈的轴向的锁紧螺丝连接。
4.如权利要求5所述的HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，其特征在于：轴向调节顶丝孔朝向法兰盘的端部设有锪孔，锪孔内设置橡胶垫圈，轴向调节顶丝的底端通过橡胶垫圈与法兰盘的右端面相抵。
5.如权利要求1、3、4任一项所述的HSK刀柄系列刀具的磨削加工专用夹具，其特征在于：所述径向调节顶丝为沿法兰盘周圈均布设置的四个，锁紧螺丝与轴向调节顶丝沿凸形块底块周圈间隔均布设置且两者均为四个。
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