CN103128319A - 一种车床用快速落刀装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车床用快速落刀装置，包括车刀，其特征在于，还包括夹具体、下拉紧调节架、下拉紧弹簧、上拉紧调节架、上拉紧弹簧、肋板搭扣、楔形滑块。本发明的一种车床用快速落刀装置，加工时间短，加工质量高，装夹稳定可靠，换刀快捷方便，操作安全，落刀冲击力小，不破坏装置配件，可重复利用，有效降低加工实验成本。

Description

一种车床用快速落刀装置

技术领域

本发明涉及一种车床用装置，具体涉及一种车床用快速落刀装置。

背景技术

车床用快速落刀装置是是研究切屑变形过程的一种常用装置，其是通过外力击打，使快速落刀装置上的刀具在切削过程中瞬时急速脱离工件，从而获得与工件相连的切屑根部标本，供研究者研究在切削过程中刀具与切屑和已加工表面的相关现象，如积屑瘤、鳞刺、切削刃前区的金属变形、切屑的变形和刃区对已加工表面影响等。为了使获得的标本更加符合落刀前的实际切削状态，车床用快速落刀装置应该使刀具与工件的脱离过程尽可能地快，时间尽可能短，即刀具被击打后必须产生相当大的加速度，在瞬间与工件脱离，停止切削。

目前通常采用的车床用快速落刀装置有手锤式快速落刀装置、枪击式快速落刀装置、爆炸式快速落刀装置。手锤式快速落刀装置在手锤敲击时震动较大，影响刀具切削，且对机床精度有影响；枪击式快速落刀装置是利用射钉枪作为击发动力源，利用射钉弹中火药的爆发力推动活塞杆和装入枪筒中的钢钉高速运动，高速运动的活塞杆和子弹撞击与车刀固联的落刀块实现快速落刀，其缺点是操作危险系数高。爆炸式快速落刀装置由于操作复杂，爆炸用药量和断销所需的剪切力难以计算准确，且安全性较差以及噪音较大等原因难于推广。此外，上述快速落刀装置都对刀具装夹的零件具有破坏性，且需要改变车床刀架的装夹结构，重复切削试验时装置换刀时间长，装置互换性差。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车床用快速落刀装置。 

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种车床用快速落刀装置，包括车刀，其特征在于，还包括夹具体、下拉紧调节架、下拉紧弹簧、上拉紧调节架、上拉紧弹簧、肋板搭扣、楔形滑块，夹具体固定设置在车床上，夹具体包括两个侧板、一固定连接所述侧板的连接部以及一与所述侧板和连接部固定相连的底部，侧板、连接部和底部构成一刀具槽，刀具槽具有一倾斜的槽底面，夹具体的侧板上开设有下拉紧调节圆柱销滑道和后拉紧圆柱销滑道，下拉紧调节圆柱销滑道安装有前压紧圆柱销，后拉紧圆柱销滑道安装有后拉紧圆柱销，下拉紧弹簧的一端连接前压紧圆柱销，下拉紧弹簧的另一端连接下拉紧调节架，上拉紧弹簧的一端连接后拉紧圆柱销，上拉紧弹簧的另一端连接上拉紧调节架，上拉紧调节架固定设置在夹具体的上侧，下拉紧调节架固定设置在夹具体的下侧，夹具体两个侧板上均安装有肋板搭扣，肋板搭扣通过肋板固定螺钉与夹具体的侧板转动连接，肋板搭扣上开设有滑槽，后拉紧圆柱销通过滑槽与肋板搭扣相互搭接，楔形滑块设置在刀具槽的槽底面上，车刀设置在刀具槽内，车刀的下表面与楔形滑块相接触，前压紧圆柱销和后拉紧圆柱销设置在车刀的上表面一侧，楔形滑块连接有滑块调节螺钉。

前述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，还包括一装夹面，所述夹具体与装夹面固定连接，夹具体通过装夹面固定设置在车床上。

前述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，夹具体的两个侧板上均开设有肋板固定螺钉孔，肋板固定螺钉穿过肋板固定螺钉孔。

前述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，下拉紧调节架上设置有下拉紧调节螺钉，上拉紧调节架上设置有上拉紧调节螺钉，下拉紧调节架通过下拉紧调节螺钉与下拉紧弹簧连接，上拉紧调节架通过上拉紧调节螺钉与上拉紧弹簧连接。

前述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，肋板搭扣上至少设置有一个肋板搭扣间隔螺钉。

前述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，滑块调节螺钉穿过连接部与楔形滑块相接触。

前述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，上拉紧调节架与夹具体的连接部固定连接，下拉紧调节架与夹具体的底部固定连接。

本发明的有益之处在于：本发明的一种车床用快速落刀装置加工时间短，加工质量高，装夹稳定可靠，换刀快捷方便，不需要改变车床刀架结构，操作安全，落刀冲击力小，不破坏装置配件，可重复利用，有效降低加工实验成本。

附图说明

图1是本发明一种车床用快速落刀装置中包括夹具体和装夹面的一种立体结构示意图；

图2是本发明一种车床用快速落刀装置中包括夹具体和装夹面的主视图；

图3是本发明一种车床用快速落刀装置中包括夹具体和装夹面，且部分剖开的左视图；

图4是本发明一种车床用快速落刀装置中包括夹具体和装夹面的俯视图；

图5是本发明一种车床用快速落刀装置的一种安装示意图；

图6是图2中去掉肋板搭扣后的局部剖视图。

图中附图标记的含义：

1、下拉紧调节螺钉，2、下拉紧弹簧，3、上拉紧调节螺钉，4、上拉紧弹簧，5、前压紧圆柱销，6、后拉紧圆柱销，7、楔形滑块，8、滑块调节螺钉，9、车刀，10、下拉紧圆柱销滑道，11、夹具体，12、肋板搭扣，13、肋板固定螺钉，14、后拉紧圆柱销滑道，15、滑槽，16、肋板搭扣间隔螺钉，17、楔形滑块与车刀接触点，18、装夹面，19、肋板固定螺钉孔，20、下拉紧调节架，21、上拉紧调节架，22、刀具槽，23、侧板，24、连接部，25、底部，26、槽底面。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1至图6所示，本发明一种车床用快速落刀装置，包括车刀9、夹具体11、下拉紧调节架20、下拉紧弹簧2、上拉紧调节架21、上拉紧弹簧4、肋板搭扣12、楔形滑块7，夹具体11固定设置在车床上，起到本发明一种车床用快速落刀装置的装夹定位作用。但是本发明并不限制其更具体的固定方式和在车床上的固定位置，本领域技术人员可以根据实际加以选择。比如，夹具体11可以装夹在车床的刀架上。另外，作为进一步优选，本发明的车床用快速落刀装置还可以包括一装夹面18，夹具体11与装夹面18固定连接，夹具体11通过装夹面18固定设置在车床上，如图1至图3所示。实际运行时，可以通过车床刀架上的压紧螺钉压紧装夹面18的上表面，其装夹面18的下表面可以垫厚度不等的垫片来调整实验车刀9的刀尖高度。

本发明的夹具体11包括两个侧板23、一固定连接侧板23的连接部24以及一与侧板23和连接部24固定相连的底部25，本发明中，两个侧板23、连接部24和底部25固定结合成为一体，侧板23、连接部24和底部25构成一刀具槽22，刀具槽22具有一倾斜的槽底面26。图6给出了槽底面26的具体形状，本发明并不限制槽底面26倾斜的角度，本领域技术人员可以根据实际加以选择。

本发明的夹具体11的侧板23上开设有下拉紧调节圆柱销滑道10和后拉紧圆柱销滑道14。本发明并不限制下拉紧调节圆柱销滑道10和后拉紧圆柱销滑道14具体形状、尺寸及在夹具体11上的具体位置，但作为一种优选，如图2和图3给出了下拉紧调节圆柱销滑道10和后拉紧圆柱销滑道14的相对位置示意图。图2中的下拉紧调节圆柱销滑道10与夹具体11的一个侧边平行，当然也可以成一定角度，后拉紧圆柱销滑道14相对下拉紧调节圆柱销滑道10呈一定角度。

此外，作为进一步改进，夹具体11的侧板23上可以开设肋板固定螺钉孔19，肋板固定螺钉13穿过肋板固定螺钉孔19，此时肋板搭扣12通过肋板固定螺钉13与夹具体11转动连接。

本发明中下拉紧调节圆柱销滑道10安装有前压紧圆柱销5，后拉紧圆柱销滑道14安装有后拉紧圆柱销6，这样一来，前压紧圆柱销5只能够沿着下拉紧调节圆柱销滑道10移动，而后拉紧圆柱销6只能沿着后拉紧圆柱销滑道14移动。本发明下拉紧弹簧2的一端连接前压紧圆柱销5，下拉紧弹簧2的另一端连接下拉紧调节架20，上拉紧弹簧4的一端连接后拉紧圆柱销6，上拉紧弹簧4的另一端连接上拉紧调节架21，上拉紧调节架21固定在夹具体11的上侧，下拉紧调节架20固定在夹具体11的下侧。本发明中上拉紧调节架21、下拉紧调节架20能够分别固定连接上拉紧弹簧4、下拉紧弹簧2的一端，并分别拉长或压缩上拉紧弹簧4、下拉紧弹簧2的长度，以此调节上拉紧弹簧4、下拉紧弹簧2的弹性力。本发明并不限制上拉紧调节架21、下拉紧调节架20调节上拉紧弹簧4、下拉紧弹簧2的弹性力的具体方式，作为一种优选，其可以如图5、图6所示一样。

图5、图6中，下拉紧调节架20设置有下拉紧调节螺钉1，上拉紧调节架21上设置有上拉紧调节螺钉3，下拉紧调节架20通过下拉紧调节螺钉1与下拉紧弹簧2连接，上拉紧调节架21通过上拉紧调节螺钉3与上拉紧弹簧4连接。实际操作时，可以通过旋转下拉紧调节螺钉1，调节下拉紧弹簧2的长度，从而改变下拉紧弹簧2的弹性力。同样，也可以通过旋转上拉紧调节螺钉3，调节上拉紧弹簧4的长度，从而改变上拉紧弹簧4的弹性力。

当然，也可以采用其他任何可行的方式，实际运行时，本发明并不进一步限制上拉紧调节架21、下拉紧调节架20的更具体的尺寸、形状等参数，只要上拉紧调节架21、下拉紧调节架20能够通过拉长或压缩上拉紧弹簧4、下拉紧弹簧2的长度，以此调节上拉紧弹簧4、下拉紧弹簧2的弹性力，即满足本发明对上拉紧调节架21、下拉紧调节架20的要求。

此外，作为优选，本发明中上拉紧调节架21可以与夹具体11的连接部24固定连接，下拉紧调节架20可以与夹具体11的底部25固定连接。这样设置能够使得上拉紧调节架21固定在夹具体11的上侧，下拉紧调节架20固定在夹具体11的下侧。如图5和图6给出了相应的示意图。当然，本领域技术人员可以采取其他不同的固定方式。

本发明的夹具体两个侧板上均安装有肋板搭扣，因此本发明中肋板搭扣有两个，肋板搭扣12通过肋板固定螺钉13与夹具体11转动连接，肋板搭扣12一侧开设有滑槽15，后拉紧圆柱销6通过滑槽15与肋板搭扣12相互搭接，楔形滑块7设置在刀具槽22的槽底面26上，车刀9设置在刀具槽22内，车刀9的下表面与楔形滑块7相接触，前压紧圆柱销5和后拉紧圆柱销6设置在车刀9的上表面一侧，楔形滑块7连接有滑块调节螺钉8。

本发明并不限制肋板搭扣12的具体形状、尺寸等参数，图5中给出了后拉紧圆柱销6通过滑槽15与肋板搭扣12相互搭接的情形。如果将肋板搭扣12向上翻起，那么后拉紧圆柱销6就可以脱离滑槽，从而与肋板搭扣12相互分离。作为进一步改进，肋板搭扣12上至少设置有一个肋板搭扣间隔螺钉16。本发明并不限制肋板搭扣间隔螺钉16在肋板搭扣12上的位置，作为优选，如图5给出的肋板搭扣12中包括两个肋板搭扣间隔螺钉16。此时，如果要将肋板搭扣12向上翻起，只需快速向上敲击肋板搭扣间隔螺钉16的前面伸出部分。

本发明可以通过调节滑块调节螺钉8，使楔形滑块7沿着斜面上升或下降，带动车刀9升高或降低，从而做到与前压紧圆柱销5和后拉紧圆柱销6一起压紧车刀9或松开压紧的车刀9作用，还可以起到调节刀尖高度作用。本发明并不限制滑块调节螺钉8的尺寸位置等参数，但作为优选，滑块调节螺钉8穿过连接部24与楔形滑块7相连。如图6所示。这种设置方式能够使得滑块调节螺钉8调节楔形滑块7的过程更加均匀。

本发明的一种车床用快速落刀装置可以适用于普通车床，也可以适用于数控车床，本发明也并不限制车床的具体型号。本发明并不限制车刀9的具体类型，作为优选，其特别适合左偏或右偏外圆车刀、端面车刀、小螺距螺纹车刀，割断刀等多种外圆车刀，可见本发明的车床用快速落刀装置加工范围广，适应性强。

本发明的一种车床用快速落刀装置的运行原理是：在弹簧弹性力作用下，车床用快速落刀装置让车刀9以很高的加速度运动，使其沿切削速度方向快速下落，令刀具尽快脱离切削区，从而为研究者获得与工件相连的切屑根部标本。

实际运行时，可以参照以下步骤进行：首先将本发明的一种车床用快速落刀装置装夹在车床上；参照图6所示， 松开下拉紧调节螺钉1和上拉紧调节螺钉3，使得下拉紧弹簧2和上拉紧弹簧4恢复弹性，使得前压紧圆柱销5和后拉紧圆柱销6位于初始位置；接着将肋板搭扣12向上掀开，使得后拉紧圆柱销6与肋板搭扣12相互分离；接着调整滑块调节螺钉8，调整楔形滑块7至适当位置，在刀具槽22中放置车刀9，调整滑块调节螺钉8，加载预紧力，使得车刀9的上表面和前压紧圆柱销5以及后拉紧圆柱销6压紧，如图6所示；接着将肋板搭扣12向下放下，使得后拉紧圆柱销6抵住滑槽15的顶部，使得后拉紧圆柱销6与肋板搭扣12相互搭接在一起；接着调整滑块调节螺钉8，增加预紧力，使楔形滑块7上移，车刀9在夹具体11中被压紧，压紧力满足切削加工要求；调节下拉紧调节螺钉1和上拉紧调节螺钉3，使得下拉紧弹簧2和上拉紧弹簧4拉紧，拉紧力足够大，满足落刀要求，此时开始切削加工实验。

当加工过程中需要落刀时，快速向上敲击肋板搭扣12，如果有肋板搭扣间隔螺钉16，快速向上敲击肋板搭扣间隔螺钉16前面螺钉伸出部分，使得肋板搭扣12向上掀开，滑槽15脱离后拉紧圆柱销6，上拉紧弹簧4收紧，拉动后拉紧圆柱销6沿着后拉紧圆柱销滑道14向上滑动，车刀9尾部压紧端失去后拉紧圆柱销6压紧力，此时前压紧圆柱销5受下拉紧弹簧2向下拉的作用力，受力点在车刀9的刀头前部，楔形滑块与车刀接触点17与车刀9前部拉力作用方向形成一定距离的力臂，产生力矩，在下拉紧弹簧2向下拉的作用力下，促使车刀9随着前压紧圆柱销5在下拉弹簧作用力下快速下落，此时车刀9的刀头切削刃和工件的切削区域脱离，工件切削区域得到与工件相连的切屑根部标本，完成一次快速落刀装置切削实验。

由于本发明的前压紧圆柱销5不能滑落出下拉紧调节圆柱销滑道10，因此本发明的一种车床用快速落刀装置能够避免车刀9因瞬时弹簧拉紧而飞出，误伤工件或实验操作人员。本发明的一种车床用快速落刀装置在进行初次装夹后，可以多次装夹不同角度的车刀9对工件实验加工，整个加工短时间完成，加工质量高，装夹稳定可靠，装刀快捷方便，操作安全，节省辅助时间，提高了工作效率，本发明不破坏装置配件，不改变车床现有结构，可重复利用，有效降低加工实验成本，通过调节弹簧弹力达到快速落刀速度，减轻操作者劳动强度。此外，本发明的落刀冲击力小，有效保护机床及刀架精度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1. 一种车床用快速落刀装置，包括车刀，其特征在于，还包括夹具体、下拉紧调节架、下拉紧弹簧、上拉紧调节架、上拉紧弹簧、肋板搭扣、楔形滑块，夹具体固定设置在车床上，夹具体包括两个侧板、一固定连接所述侧板的连接部以及一与所述侧板和连接部固定相连的底部，侧板、连接部和底部构成一刀具槽，刀具槽具有一倾斜的槽底面，夹具体的侧板上开设有下拉紧调节圆柱销滑道和后拉紧圆柱销滑道，下拉紧调节圆柱销滑道安装有前压紧圆柱销，后拉紧圆柱销滑道安装有后拉紧圆柱销，下拉紧弹簧的一端连接前压紧圆柱销，下拉紧弹簧的另一端连接下拉紧调节架，上拉紧弹簧的一端连接后拉紧圆柱销，上拉紧弹簧的另一端连接上拉紧调节架，上拉紧调节架固定设置在夹具体的上侧，下拉紧调节架固定设置在夹具体的下侧，夹具体两个侧板上均安装有肋板搭扣，肋板搭扣通过肋板固定螺钉与夹具体的侧板转动连接，肋板搭扣上开设有滑槽，后拉紧圆柱销通过滑槽与肋板搭扣相互搭接，楔形滑块设置在刀具槽的槽底面上，车刀设置在刀具槽内，车刀的下表面与楔形滑块相接触，前压紧圆柱销和后拉紧圆柱销设置在车刀的上表面一侧，楔形滑块连接有滑块调节螺钉。

2. 根据权利要求1所述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，还包括一装夹面，所述夹具体与装夹面固定连接，夹具体通过装夹面固定设置在车床上。

3. 根据权利要求1所述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，夹具体的两个侧板上均开设有肋板固定螺钉孔，肋板固定螺钉穿过肋板固定螺钉孔。

4. 根据权利要求1所述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，下拉紧调节架上设置有下拉紧调节螺钉，上拉紧调节架上设置有上拉紧调节螺钉，下拉紧调节架通过下拉紧调节螺钉与下拉紧弹簧连接，上拉紧调节架通过上拉紧调节螺钉与上拉紧弹簧连接。

5. 根据权利要求1所述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，肋板搭扣上至少设置有一个肋板搭扣间隔螺钉。

6. 根据权利要求1所述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，滑块调节螺钉穿过连接部与楔形滑块相接触。

7. 根据权利要求1所述的一种车床用快速落刀装置，其特征在于，上拉紧调节架与夹具体的连接部固定连接，下拉紧调节架与夹具体的底部固定连接。

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