CN105171488B - 两种材质的刀柄结构及其加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种两种材质的刀柄结构及其加工设备,包括相互固定连接的刀柄安装部和刀具夹持部,刀柄安装部材料为合金钢,刀具夹持部材料为铝合金,刀柄安装部的一端为与刀座固定的椎体部,另一端为与刀具夹持部固定的焊接部,焊接部面向刀具夹持部的端面轴心设有凹槽,凹槽的槽壁设有多个通孔,凹槽通过通孔与焊接部外部连通,凹槽的槽底设有多个槽口,刀具夹持部面向刀柄安装部的一侧端面设有与凹槽的凸起,通孔和槽口内填充有凸起。从上述结构可知,本发明的两种材质的刀柄结构,将刀柄安装部的材料为合金钢,刀具夹持部的材料为铝合金,不仅能够保证到刀柄的强度,而且还能够降低刀柄的重量,从而减少了刀柄质量对刀具加工精度的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及机床刀柄的领域,具体涉及一种两种材质的刀柄结构及其加工设备。
背景技术
高精密数控加工中心的加工过程中,刀柄的锥部与机床主轴配合并连接在一起,刀柄前端的工具部通过螺钉将刀具安装在刀柄上,刀柄做为加工过程中的关键零件,是加工中心精度控制的最后环节之一,为了使得刀柄具有高硬度、高韧性以保证其在长期使用时必须具有高耐磨性、高尺寸精度稳定性、高耐冲击性,高精密数控加工中心刀柄传统制造方法是由材料是15CrMoA 表面渗碳淬火、其他多道热处理与机械加工相结合,整体制造而成,由于高精密数控加工中心刀柄不同部位的硬度要求不同,使得高精密数控加工中心刀柄的热处理过程复杂、制造难度大、生产周期长、生产成本高,即使这样废品率仍高达50%。为了降低生产难度、缩短生产周期、降低生产成本,急需要一种新的刀柄结构,以及一种新的加工设备来进行生产。
发明内容
本发明的目的在于:克服现有技术的不足,提供一种两种材质的刀柄结构,将刀柄安装部的材料为合金钢,刀具夹持部的材料为铝合金,不仅能够保证到刀柄的强度,而且还能够降低刀柄的重量,从而减少了刀柄质量对刀具加工精度的不良影响;通过摩擦焊的方式将刀柄的刀柄安装部与刀具夹持部固定,保证了固定连接的强度;通过在刀柄的刀柄安装部的凹槽侧壁和槽底分别设有通孔和槽口,并在槽口的槽底处设有环形槽,进一步提高了摩擦焊的连接强度。
还提供一种加工两种材质的刀柄结构的加工设备,实现了两种材质的刀柄结构的连续性加工,提高了生产效率;并且通过滑板的作用,不仅可以保证铝合金圆杆转动不会发生抖动,保证加工质量;还可以适用于不同长度的铝合金圆杆进行加工,提高了设备的适用性;通过顶部所设的备件槽的作用,保证操作工的连续生产,以免操作工频繁的取备件而影响生产效率。
本发明所采取的技术方案是:
两种材质的刀柄结构,包括相互固定连接的刀柄安装部和刀具夹持部,所述刀柄安装部的材料为合金钢,刀具夹持部的材料为铝合金,所述刀柄安装部的一端为与刀座固定的锥体部,另一端为与刀具夹持部固定的焊接部,所述焊接部面向刀具夹持部的端面轴心设有凹槽,所述凹槽的槽壁设有多个通孔,所述凹槽通过通孔与焊接部外部连通,所述凹槽的槽底设有多个槽口,所述刀具夹持部面向刀柄安装部的一侧端面设有与凹槽匹配的凸起,所述通孔和槽口内填充有凸起。
本发明进一步改进方案是,所述槽口的底部侧壁同轴设有环形槽,所述环形槽的直径大于槽口的直径。
本发明更进一步改进方案是,所述槽口以凹槽的轴心为中心成中心对称分布。
本发明更进一步改进方案是,所述通孔均匀分布于焊接部的侧壁表面。
加工上述两种材质的刀柄结构的加工设备,包括基座,所述基座上的一端设有主轴箱,另一端设有刀柄安装部的夹持座,所述主轴箱内转动连接有主轴,所述主轴面向夹持座的一端端部固定有卡盘A,所述卡盘A固定有铝合金圆杆,所述夹持座背向主轴箱的一侧设有活塞,所述活塞通过固定座固定于基座,所述活塞的活塞杆端部与夹持座固定,夹持座在活塞的作用下在主轴箱和活塞之间移动,所述夹持座固定的刀柄安装部与卡盘A同轴设置。
本发明更进一步改进方案是,基座上位于卡盘A与主轴箱之间设有限位座,所述铝合金圆杆的端部穿过限位座,并通过限位座内的卡盘B与限位座转动连接。
本发明更进一步改进方案是,所述限位座通过滑板与基座的顶部滑动连接,所述限位座固定于滑板的顶部,所述夹持座活动连接于滑板的顶部。
本发明更进一步改进方案是,所述滑板顶部一侧、位于限位座与夹持座之间设有加工刀座,所述加工刀座通过滑动鞍座与滑板滑动连接。
本发明更进一步改进方案是,所述卡盘B设有两个,分别设于限位座的两侧壁位置处。
本发明更进一步改进方案是,所述卡盘B通过轴承与限位座转动连接。
本发明更进一步改进方案是,所述主轴箱和固定座的顶部对应设有多个备件放置槽,所述备件放置槽上放置有铝合金圆杆备件。
本发明的有益效果在于:
第一、本发明的两种材质的刀柄结构,将刀柄安装部的材料为合金钢,刀具夹持部的材料为铝合金,不仅能够保证到刀柄的强度,而且还能够降低刀柄的重量,从而减少了刀柄质量对刀具加工精度的不良影响。
第二、本发明的两种材质的刀柄结构,通过摩擦焊的方式将刀柄的刀柄安装部与刀具夹持部固定,保证了固定连接的强度。
第三、本发明的两种材质的刀柄结构,通过在刀柄的刀柄安装部的凹槽侧壁和槽底分别设有通孔和槽口,并在槽口的槽底处设有环形槽,进一步提高了摩擦焊的连接强度。
第四、本发明的加工两种材质的刀柄结构的加工设备,实现了两种材质的刀柄结构的连续性加工,提高了生产效率;并且通过滑板的作用,不仅可以保证铝合金圆杆转动不会发生抖动,保证加工质量;还可以适用于不同长度的铝合金圆杆进行加工,提高了设备的适用性。
第五、本发明的加工两种材质的刀柄结构的加工设备,通过顶部所设的备件槽的作用,保证操作工的连续生产,以免操作工频繁的取备件而影响生产效率。
附图说明:
图1为加工两种材质的刀柄结构的加工设备的主视局部剖视示意图。
图2为图1中铝合金圆杆端部加工结构的主视放大示意图。
图3为图1中刀柄安装部的主视放大示意图。
图4为图1中刀柄安装部的侧视局部剖视放大示意图。
图5为两种材质的刀柄结构的主视放大示意图。
具体实施方式:
结合图2~5可知,本发明包括相互固定连接的刀柄安装部5和刀具夹持部32,所述刀柄安装部5的材料为合金钢,刀具夹持部32的材料为铝合金,所述刀柄安装部5的一端为与刀座固定的锥体部51,另一端为与刀具夹持部32固定的焊接部52,所述焊接部52面向刀具夹持部32的端面轴心设有凹槽53,所述凹槽53的槽壁设有多个通孔54,所述凹槽53通过通孔54与焊接部52外部连通,所述凹槽53的槽底55设有多个槽口56,所述刀具夹持部32面向刀柄安装部5的一侧端面设有与凹槽53匹配的凸起31,所述通孔54和槽口56内填充有凸起31;所述槽口56的底部侧壁同轴设有环形槽57,所述环形槽57的直径大于槽口56的直径;所述槽口56以凹槽53的轴心为中心成中心对称分布;所述通孔54均匀分布于焊接部52的侧壁表面。
如图1可知,加工上述刀柄结构的加工设备,包括基座1,所述基座1上的一端设有主轴箱8,另一端设有刀柄安装部5的夹持座4,所述主轴箱8内转动连接有主轴,所述主轴面向夹持座4的一端端部固定有卡盘A2,所述卡盘A2固定有铝合金圆杆3,所述夹持座4背向主轴箱8的一侧设有活塞6,所述活塞6通过固定座9固定于基座1,所述活塞6的活塞杆端部与夹持座4固定,夹持座4在活塞6的作用下在主轴箱8和活塞6之间移动,所述夹持座4固定的刀柄安装部5与卡盘A2同轴设置;基座1上位于卡盘A2与主轴箱8之间设有限位座7,所述铝合金圆杆3的端部穿过限位座7,并通过限位座7内的卡盘B13与限位座7转动连接;所述限位座7通过滑板10与基座1的顶部滑动连接,所述限位座7固定于滑板10的顶部,所述夹持座4活动连接于滑板10的顶部;所述滑板10顶部一侧、位于限位座7与夹持座4之间设有加工刀座11,所述加工刀座11通过滑动鞍座12与滑板10滑动连接;所述卡盘B13设有两个,分别设于限位座7的两侧壁位置处;所述卡盘B13通过轴承与限位座7转动连接;所述主轴箱8和固定座9的顶部对应设有多个备件放置槽,所述备件放置槽上放置有铝合金圆杆备件14。
本发明设备进行加工的时候,将刀柄安装部5的锥体部51固定于夹持座4,根据铝合金圆杆3的长度,调节滑板10的位置,使夹持座7靠近铝合金圆杆3端部,利用加工刀座11的刀具将铝合金圆杆3的端部加工出凸起31,所述凸起31的直径与刀柄安装部5的凹槽53内径匹配,所述凸起31的凸出距离大于槽口56的槽底与凹槽53的槽口距离;主轴带动铝合金圆杆高速转动,同时活塞6的活塞杆伸出活塞6,使夹持座4向铝合金圆杆3的方向移动,当铝合金圆杆3的凸起31的端面与凹槽53的槽底接触的时候,由于有相对转动,所以凸起31的端面和凹槽53的槽底会产生摩擦而发热,当摩擦发热的达到一定温度之后,材料为铝合金的凸起31开始变软,在活塞6的持续压力作用下,凸起31与凹槽53紧密结合,并且进入槽口56、环形槽57,以及通过通孔54向外挤出;当凸起31全部进入凹槽53之后,主轴停止转动,利用加工刀座11将刀具夹持部32从铝合金圆杆3上切下;最后将刀柄安装部5从夹持座4上取下,夹持座4在活塞杆的作用下回复到起始位置处。
Claims (10)
1.两种材质的刀柄结构,包括相互固定连接的刀柄安装部(5)和刀具夹持部(32),其特征在于:所述刀柄安装部(5)的材料为合金钢,刀具夹持部(32)的材料为铝合金,所述刀柄安装部(5)的一端为与刀座固定的锥体部(51),另一端为与刀具夹持部(32)固定的焊接部(52),所述焊接部(52)面向刀具夹持部(32)的端面轴心设有凹槽(53),所述凹槽(53)的槽壁设有多个通孔(54),所述凹槽(53)通过通孔(54)与焊接部(52)外部连通,所述凹槽(53)的槽底(55)设有多个槽口(56),所述刀具夹持部(32)面向刀柄安装部(5)的一侧端面设有与凹槽(53)匹配的凸起(31),所述通孔(54)和槽口(56)内填充有凸起(31)。
2.如权利要求1所述的两种材质的刀柄结构,其特征在于:所述槽口(56)的底部侧壁同轴设有环形槽(57),所述环形槽(57)的直径大于槽口(56)的直径。
3.如权利要求1或2所述的两种材质的刀柄结构,其特征在于:所述槽口(56)以凹槽(53)的轴心为中心成中心对称分布。
4.如权利要求1所述的两种材质的刀柄结构,其特征在于:所述通孔(54)均匀分布于焊接部(52)的侧壁表面。
5.加工如权利要求1~4其中任意一项所述两种材质的刀柄结构的加工设备,其特征在于:包括基座(1),所述基座(1)上的一端设有主轴箱(8),另一端设有刀柄安装部(5)的夹持座(4),所述主轴箱(8)内转动连接有主轴,所述主轴面向夹持座(4)的一端端部固定有卡盘A(2),所述卡盘A(2)固定有铝合金圆杆(3),所述夹持座(4)背向主轴箱(8)的一侧设有活塞(6),所述活塞(6)通过固定座(9)固定于基座(1),所述活塞(6)的活塞杆端部与夹持座(4)固定,夹持座(4)在活塞(6)的作用下在主轴箱(8)和活塞(6)之间移动,所述夹持座(4)固定的刀柄安装部(5)与卡盘A(2)同轴设置。
6.如权利要求5所述的两种材质的刀柄结构的加工设备,其特征在于:基座(1)上位于卡盘A(2)与主轴箱(8)之间设有限位座(7),所述铝合金圆杆(3)的端部穿过限位座(7),并通过限位座(7)内的卡盘B(13)与限位座(7)转动连接。
7.如权利要求6所述的两种材质的刀柄结构的加工设备,其特征在于:所述限位座(7)通过滑板(10)与基座(1)的顶部滑动连接,所述限位座(7)固定于滑板(10)的顶部,所述夹持座(4)活动连接于滑板(10)的顶部。
8.如权利要求7所述的两种材质的刀柄结构的加工设备,其特征在于:所述滑板(10)顶部一侧、位于限位座(7)与夹持座(4)之间设有加工刀座(11),所述加工刀座(11)通过滑动鞍座(12)与滑板(10)滑动连接。
9.如权利要求6所述的两种材质的刀柄结构的加工设备,其特征在于:所述卡盘B(13)设有两个,分别设于限位座(7)的两侧壁位置处。
10.如权利要求5所述的两种材质的刀柄结构的加工设备,其特征在于:所述主轴箱(8)和固定座(9)的顶部对应设有多个备件放置槽,所述备件放置槽上放置有铝合金圆杆备件(14)。
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