CN104368861A - 一种高刚度刀柄装置 - Google Patents

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Abstract

一种高刚度刀柄装置，它主要是解决传统的刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统结构刚性不足，使得加工时刀具所能接近工件的深度受到很大的限制，加工精度低等技术问题。其技术方案要点是：它包括刀柄（1）、铣削刀具（4）和刚性套筒（7）；铣削刀具（4）后端通过弹性夹头（2）夹持并由弹性夹头螺母（3）拧紧固定。刚性套筒（7）的外端通过三角螺母（8）对铣削刀具（4）前端进行高精度夹持与固定，刚性套筒（7）内端通过紧固螺钉（5）及调整垫圈（6）固定于刀柄（1）的外环面上。本发明安装简易、易拆分、尺寸容易拓展，互换性好，很好地提升了其作为加工装置的适用性。本发明主要是用于铣削加工工艺过程中的深型腔加工领域。

Description

一种高刚度刀柄装置
技术领域
本发明专利涉及铣削加工研究领域，特别是涉及一种用于铣削加工设备的高刚度刀柄装置。
背景技术
目前，在高速加工行业中，大多数机床上都采用刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统结构，刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统结构虽能满足一般零件高速铣削加工的要求，但受刀具系统刚度的制约，其在加工深型腔结构时刀具所能接近工件的深度受到很大的限制，加工精度低；热缩加长刀柄-刀具式刀具系统结构虽然也能满足高速铣削加工的要求，且能克服大型、深型腔模具高速铣削加工时刀具刚度不足的缺陷，但刀柄与刀具配合缺少柔性，模具复杂多型面加工对刀具多样性的要求势必增加刀柄的投入，而使得加工成本大大提高。因此，需要一种新的方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供了一种高刚度刀柄装置，通过在传统刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统的刀柄外端环面上加工螺纹孔并套装刚性套筒，从而对铣削刀具进行双重夹持，提高铣削刀具刚度和重复定位精度、降低刀具变形、提高加工精度，此装置并未改变刀具系统的自身结构，因此具有很强的适用性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括刀柄1、弹性夹头2、铣削刀具4和刚性套筒7；刀柄1为中空结构，一端与加工中心主轴相配合，另一端为向外张开的锥度空腔结构、且在该端环面上设置有螺纹和螺纹孔；弹性夹头2套装在刀柄1的锥度空腔内；铣削刀具4穿过弹性夹头2中的通孔装入刀柄1中；所述刚性套筒7采用中空薄壁结构，一端套装在铣削刀具4的前端，另一端固定于刀柄1上。
所述弹性夹头2外端套装有弹性夹头螺母3，与刀柄1外端环面的螺纹相配合连接，从而使铣削刀具4与刀柄1固定连接。
所述刀柄1外端环面加工有4个螺纹孔，螺纹孔之间间隔90°。
所述刚性套筒7一端通过三角螺母8采用过盈密封配合套装在铣削刀具4的前端；另一端开有通孔并通过与其通孔相配合安装的紧固螺钉5固定于刀柄1上。
所述紧固螺钉5与刚性套筒7之间套装有调整垫圈6。
所述螺母8采用弹性较好的合金材料。
所述刀柄1与刚性套筒7配合处套装有调整垫圈9，调整垫圈9采用弹性较好的橡胶材料。
所述刚性套筒7设计为锥形薄壁结构，其厚度为0.8～1mm。
本发明的有益效果是：通过刚性套筒与三角螺母的配合对铣削刀具前端进行二次夹持，由于刚性套筒具有很高的抗弯强度，因而可显著提高铣削刀具的刚性；三角螺母的尺寸可根据铣削刀具的直径进行选择使用，适用性好。
同时，本发明中的刀柄、弹性夹头和弹性夹头螺母通过采用标准件，互换性好；刚性套筒通过紧固螺钉与刀柄连接，结构简单可靠，且刚性套筒系列化设计可适用于不同加工环境，而且刚性套筒在加工过程中基本不会被破坏，安装一个刚性套筒比使用热缩刀柄的成本低得多。
附图说明
图1是本发明的总装剖视结构示意图。
图2是本发明的总装外形结构示意图。
图3是刀柄-弹性夹头-刀具系统结构示意图。
图4--图7是刚性套筒结构示意图。
图8--图9是三角螺母结构示意图。
附图标注说明：1-刀柄，2-弹性夹头，3-弹性夹头螺母，4-铣削刀具，5-紧固螺钉，6-调整垫圈，7-刚性套筒，8-三角螺母，9-弹性垫圈。
具体实施方式
为了阐明本发明的技术方案以及特点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1，它包括刀柄1、弹性夹头2、铣削刀具4和刚性套筒7；刀柄1为中空结构，一端与加工中心主轴相配合，另一端为向外张开的锥度空腔结构、且在该端环面上设置有螺纹和螺纹孔；弹性夹头2的内端外形为与刀柄1外端锥度空腔相配合的锥形结构，弹性夹头2套装在刀柄1的锥度空腔内；铣削刀具4穿过弹性夹头2中的通孔装入刀柄1中；所述刚性套筒7采用中空薄壁结构，一端套装在铣削刀具4的前端，另一端固定于刀柄1上。参阅图1至图9。
实施例2，所述弹性夹头2外端套装有弹性夹头螺母3，与刀柄1外端环面的螺纹相配合连接，从而使铣削刀具4与刀柄1固定连接。参阅图1至图9，其余同实施例1。
实施例3，所述刀柄1外端环面加工有4个螺纹孔，螺纹孔之间间隔90°。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
实施例4，所述刚性套筒7一端通过三角螺母8采用过盈密封配合套装在铣削刀具4的前端，刚性套筒7内部设有螺纹，三角螺母8上的螺纹通过与刚性套筒7相配合将铣削刀具4的前端拧紧固定，为提升适用性，在刚性套筒7内端套装三角螺母8与刀具配合，也可将三角螺母8的内径设计成不同尺寸以适应不同直径的铣削刀具4，可根据铣削刀具4的直径选用不同内径的三角螺母8；另一端开有通孔并通过与其通孔相配合安装的紧固螺钉5固定于刀柄1上，紧固螺钉5设置有与刀柄1螺纹孔相配合的螺纹，紧固螺钉5穿过刚性套筒7大端的通孔配合套装在刀柄1螺纹孔内，安装方便且加强了连接的牢固性。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
实施例5，所述紧固螺钉5与刚性套筒7之间套装有调整垫圈6，为改善动平衡，在紧固螺钉5的螺帽与刚性套筒7通孔之间设置有调整垫圈6对紧固螺钉5的位置进行调整，通过调节调整垫圈6的尺寸可以对刚性套筒进行调整。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
实施例6，所述螺母8采用弹性较好的合金材料。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
实施例7，所述刀柄1与刚性套筒7配合处套装有调整垫圈9，调整垫圈9采用弹性较好的橡胶材料，通过调节紧固螺钉5对刚性套筒7的位置进行微调，加强定位精度。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
实施例8，所述刚性套筒7设计为锥形薄壁结构，其厚度为0.8～1mm，刚性套筒7可采用一端渐小的锥形结构，它与传统的刀柄-刀具机构相比，长度和大小是系列化设计的，刚性较好，这使得本发明可很好的根据不同加工环境选用合适尺寸的刚性套筒。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
实施例9，在本发明中，刀柄1、弹性夹头2、弹性夹头螺母3和刀具4也可选用标准件，在完成上述安装后，将刀柄1主轴与加工中心主轴连接。它通过根据不同切削加工工况选用不同长度和尺寸的刚性套筒7与刀柄1配合，增加互换性，从而节省刀柄制造开支。在进行高速加工时，通过弹性夹头2与刚性套筒7对铣削刀具4的双重夹持及定位，从而减少了铣削刀具4因切削力而产生的变形，提高了刀具系统的抗弯强度。参阅图1至图9，其余同上述实施例。

Claims (8)

1.一种高刚度刀杆装置，其特征是：它包括刀柄（1）、弹性夹头（2）、铣削刀具（4）和刚性套筒（7）；刀柄（1）为中空结构，一端与加工中心主轴相配合，另一端为向外张开的锥度空腔结构、且在该端环面上设置有螺纹和螺纹孔；弹性夹头（2）套装在刀柄（1）的锥度空腔内；铣削刀具（4）穿过弹性夹头（2）中的通孔装入刀柄（1）中；所述刚性套筒（7）采用中空薄壁结构，一端套装在铣削刀具（4）的前端，另一端固定于刀柄（1）上。
2.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是：所述弹性夹头（2）外端套装有弹性夹头螺母（3），与刀柄（1）外端环面的螺纹相配合连接，从而使铣削刀具（4）与刀柄（1）固定连接。
3.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是：所述刀柄（1）外端环面加工有4个螺纹孔，螺纹孔之间间隔90°。
4.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是：所述刚性套筒（7）一端通过三角螺母（8）采用过盈密封配合套装在铣削刀具（4）的前端；另一端开有通孔并通过与其通孔相配合安装的紧固螺钉（5）固定于刀柄（1）上。
5.根据权利要求4所述高刚度刀柄装置，其特征是： 所述紧固螺钉（5）与刚性套筒（7）之间套装有调整垫圈（6）。
6.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是：所述螺母（8）采用弹性较好的合金材料。
7.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是：所述刀柄（1）与刚性套筒（7）配合处套装有调整垫圈（9），调整垫圈（9）采用弹性较好的橡胶材料。
8.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是：所述刚性套筒（7）设计为锥形薄壁结构，其厚度为0.8～1mm。
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