CN111730388A - 一种液压刀柄和机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压刀柄和机床，包括：刀柄本体，设有定位内孔和调压孔；胀套，设在定位内孔中，胀套的两端与刀柄本体密封连接，胀套的外表面设有第一环槽、凸环和第二环槽，凸环与定位内孔过盈配合，第一环槽与定位内孔之间限定出第一液压腔，第二环槽与定位内孔之间限定出第二液压腔，凸环上设有导通第一液压腔和第二液压腔的过油通道；调压组件，与调压孔连接，用于调节第一液压腔和第二液压腔的液压油的压力；多个精度调节螺钉，与刀柄本体连接，多个精度调节螺钉沿定位内孔的周向分布，精度调节螺钉直接或间接抵住凸环。具有刀具夹持精度高、刀具夹持精度可调节、加工精度稳定性优良等特点。

Description

一种液压刀柄和机床

技术领域

本发明用于机械加工领域，特别是涉及一种液压刀柄和机床。

背景技术

刀柄作为机床和刀具的连接体，是影响产品加工质量的关键环节。高精度的刀柄是生产高端产品的重要保障之一。

目前市场上常用的是弹簧夹头刀柄、热装刀柄和液压刀柄，对于弹簧夹头刀柄由于其使用弹簧夹头进行装夹刀具，中间连接部件多，刀柄本体、弹簧夹头、锁紧螺母等层层叠加误差，导致刀具最终表现的加工精度不高、且装夹重复精度一致性差。弹簧夹头刀柄的低加工精度使其无法满足高精度要求的零部加工条件。对于热装刀柄，其有装刀精度高、刚性强等优点，但热装刀柄的缺点也较多，如需配备价格昂贵的专用加热器、刀柄内孔加热时容易积碳导致刀具无法取出、装拆刀具的时间长、加工时刀具磨损量大等。对于液压刀柄，其组合精度略差于热装刀柄；对于长时间使用而精度降低的机床主轴，使用市面上的液压刀柄或其他类型刀柄时表现出来的组合精度同样无法满足加工要求。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种液压刀柄和机床，具有刀具夹持精度高、刀具夹持精度可调节、加工精度稳定性优良等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种液压刀柄，包括：

刀柄本体，设有定位内孔和调压孔；

胀套，设在所述定位内孔中，所述胀套的两端与所述刀柄本体密封连接，所述胀套的外表面设有第一环槽、凸环和第二环槽，所述凸环位于所述第一环槽和第二环槽之间，所述凸环与所述定位内孔过盈配合，所述第一环槽与所述定位内孔之间限定出第一液压腔，所述第二环槽与所述定位内孔之间限定出第二液压腔，所述凸环上设有导通所述第一液压腔和第二液压腔的过油通道，所述调压孔通过液压油通道与所述第一液压腔和第二液压腔接通；

调压组件，与所述调压孔连接，用于调节所述第一液压腔和第二液压腔的液压油的压力；

多个精度调节螺钉，与所述刀柄本体连接，多个所述精度调节螺钉沿所述定位内孔的周向分布，所述精度调节螺钉直接或间接抵住所述凸环。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述刀柄本体沿所述定位内孔的周向设有多个精度调节孔，所述精度调节孔内设有所述精度调节螺钉和垫块。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述精度调节孔为盲孔，所述刀柄本体于所述精度调节孔的孔底形成与所述凸环配合的弹性壁。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述精度调节孔为通孔，所述垫块抵住所述凸环，所述精度调节孔内部设有密封件。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一环槽与胀套外圆由斜面连接，所述第二环槽与胀套外圆由斜面连接，所述胀套的内孔中设有若干清洁环槽。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述胀套的一端设有第一焊料环槽，另一端设有第二焊料环槽，所述第一焊料环槽和所述第二焊料环槽内设有将所述胀套与所述定位内孔焊接固定的焊料。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述刀柄本体设有内螺孔，所述内螺孔中设有

装刀深度调节螺钉，用于调节刀具在所述胀套内的安装深度。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述刀柄本体具有第一通孔，所述内螺孔位于所述第一通孔与所述定位内孔之间，还包括：

刀柄拉钉，连接在所述第一通孔的一端；

其中，所述刀柄拉钉、所述装刀深度调节螺钉均具有第二通孔，所述刀柄拉钉、刀柄本体和装刀深度调节螺钉内部形成贯通的冷却介质流道。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述刀柄本体上设有密封孔，所述密封孔与所述第一液压腔和第二液压腔接通，还包括：

密封组件，包括锁紧螺钉和密封球；

其中，所述密封孔具有接触斜面，所述锁紧螺钉将所述密封球锁紧，所述密封球与所述接触斜面紧密配合，并密封所述密封孔。

第二方面，一种机床，包括第一方面中任一实现方式所述的液压刀柄。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：胀套设计有合理厚度的第一环槽、第二环槽，当胀套的第一环槽、第二环槽受到第一液压腔和第二液压腔内液压油的压力时，产生均匀的弹性变形，表现为胀套内孔收缩，从而夹紧刀具。其中，对精度调节螺钉施加力矩，使之挤压凸台，迫使胀套产生微量的弹性变形，从而使刀具的精度改变，实现刀具精度的可调节功能，并且由于胀套是弹性变形，当撤去精度调节螺钉的力矩时，胀套会回复初始状态，从而保证了液压刀柄精度的一致性，本发明的技术方案具有刀具夹持精度高、刀具夹持精度可调节、加工精度稳定性优良等特点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明液压刀柄的一个实施例结构示意图；

图2是图1中A-A处截面图；

图3是图1中B-B处截面图；

图4是图1中C-C处截面图；

图5是图3中D-D处截面图；

图6是图1所示的一个实施例中胀套结构示意图；

图7是图6中E-E处截面图；

图8是图2中I处局部放大图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的实施例提供了一种液压刀柄，液压刀柄与机床主轴配合安装形成整机系统，参见图1、图2、图6、图7，液压刀柄包括刀柄本体1、胀套2、调压组件和多个精度调节螺钉3。其中，刀柄本体1设有定位内孔11，胀套2设在定位内孔11中，胀套2的两端与刀柄本体1密封连接，胀套2的外表面设有第一环槽21、凸环22和第二环槽23，凸环22位于第一环槽21和第二环槽23之间，凸环22与定位内孔11过盈配合，第一环槽21与定位内孔11之间限定出第一液压腔24，第二环槽23与定位内孔11之间限定出第二液压腔25，凸环22上设有导通第一液压腔24和第二液压腔25的过油通道20。胀套2设计有合理厚度的第一环槽21、第二环槽23，当胀套2的第一环槽21、第二环槽23受到第一液压腔24和第二液压腔25内液压油的压力时，产生均匀的弹性变形，表现为胀套2内孔收缩，从而夹紧刀具。

胀套2通过第一液压腔24和第二液压腔25形成双液压腔，产生两点夹持效果，避免了单液压腔夹持时中间位置鼓起而引起的装刀偏摆不稳定，使夹持精度更稳定、吸振效果更好；同时在双液压腔中间位置设计有1个凸环22，凸环22和定位内孔11过盈配合，凸环22的结构和配合方式增加了涨套2的刚性，进而提高了此结构液压刀柄的刚性，并且凸环22轴向设计有若干条过油通道，过油通道可采用凹槽、通孔等结构形式，过油通道连通两个液压腔，使两个液压腔中的液压油均匀分布并且压强相同。

可以理解的是，环槽和液压腔不限于两个，胀套2还可以设置3个或更多环槽，形成更多3个或更多液压腔。

参见图1、图3、图5，刀柄本体1设有调压孔12，调压孔12通过液压油通道13与第一液压腔24和第二液压腔25接通，调压组件与调压孔12连接，调压组件用于调节第一液压腔24和第二液压腔25的液压油的压力。其中，液压油通道13根据刀柄本体1的内部结构和外部形状合理设置，通过设计合理的液压油通道13，避免液压油通道13破边或干涉，使液压油通道13密封。

参见图3，调压组件包括调压螺钉41、刚性活塞42和弹性活塞43，通过对调压螺钉41施加力矩，使调压螺钉41推动刚性活塞42运动，而刚性活塞42又推动弹性活塞43运动，进而弹性活塞43压缩第一液压腔24和第二液压腔25中的液压油，使液压油的压强增大，当对调压螺钉41反向施加力矩时，压强较大的液压油会对弹性活塞43施加推力，使弹性活塞43和刚性活塞42运动，从而实现了液压油压强的调节。在此过程中，弹性活塞43一直与调压孔12处于过盈配合状态，并且弹性活塞43本身具有较好的弹性，在受推力运动时会有一定的弹性变形，进一步提高了液压油加压结构的密封能力，保证刀具的夹持力不会衰减。可以理解的是，调压组件中调压螺钉41、刚性活塞42可以是分体结构或整合为一个整体。

参见图1、图2、图4，多个精度调节螺钉3与刀柄本体1连接，多个精度调节螺钉3沿定位内孔11的周向分布，精度调节螺钉3直接或间接抵住凸环22。对精度调节螺钉3施加力矩，使之挤压凸台，迫使胀套2产生微量的弹性变形，从而使刀具的精度改变，实现刀具精度的可调节功能，并且由于胀套2是弹性变形，当撤去精度调节螺钉3的力矩时，胀套2会回复初始状态，从而保证了液压刀柄精度的一致性，本发明的技术方案具有刀具夹持精度高、刀具夹持精度可调节、加工精度稳定性优良等特点。对精度调节螺钉3可以调节刀具的夹持精度。最终保证此液压刀柄每一次夹持刀具的精度都可以实现≤0.001mm。

精度调节螺钉3与刀柄本体1直接或间接连接，例如在图4所示的实施例中，刀柄本体1沿定位内孔11的周向设有多个精度调节孔13，多个精度调节孔13均匀或非均匀分布，即精度调节螺钉3能够从多个方向对胀套2内部的刀具角度进行调节，精度调节能力更佳。精度调节孔13内设有精度调节螺钉3和垫块31，精度调节螺钉3与精度调节孔13螺纹配合，对精度调节螺钉3施加力矩，通过垫块31将作用力传递至凸台，迫使胀套2产生微量的弹性变形，从而使刀具的精度改变，实现刀具精度的可调节功能。

在一些实施例中，参见图2、图4，精度调节孔13为盲孔，刀柄本体1于精度调节孔13的孔底形成与凸环22配合的弹性壁14。对精度调节螺钉3施加力矩，使之推动垫块31，而垫块31又会挤压刀柄本体1弹性壁14产生弹性变形，由于凸环22和刀柄本体1定位内孔11是过盈配合，所以弹性变形的刀柄本体1弹性壁14会迫使胀套2产生微量的弹性变形，从而使刀具的精度改变，实现刀具精度的可调节功能，并且由于刀柄本体1弹性壁14和胀套2都是弹性变形，当撤去精度调节螺钉3的力矩时，刀柄本体1弹性壁14和胀套2都会回复初始状态，从而保证了液压刀柄精度的一致性。由于胀套2和刀柄本体1是钎焊、过盈复合配合的刚性连接，所以刀具夹持精度调节后依然可以保持较高的加工精度稳定性。

精度调节孔13也可以设置为通孔，例如在一些实施例中，精度调节孔13为通孔，垫块31直接抵住凸环22，为了保证第一液压腔24和第二液压腔25的密封性，精度调节孔13内部设有密封件，以避免液压油经由精度调节孔13泄漏，保证刀具的夹持力不会衰减。

在一些实施例中，参见图6，第一环槽21与胀套2外圆由斜面26连接，第二环槽23与胀套2外圆由斜面26连接，即第一环槽21、第二环槽23与胀套2外圆通过斜面26过渡连接，斜面26与轴线的倾角为30°-60°，斜面26有效避免了受液压油压力变形时应力集中引起的撕裂。

在一些实施例中，参见图7，胀套2的内孔中设有若干清洁环槽27，用于收纳装刀时刀具上携带的油污、杂质等，保证了刀具的夹持精度，在拆卸刀具后可用毛刷清理出清洁环槽27内的垃圾。

胀套2可通过焊接、螺纹连接、过盈配合等方式限定于定位内孔11中。例如在一些实施例中，参见图2、图6、图7，胀套2的一端设有第一焊料环槽28，另一端设有第二焊料环槽29，第一焊料环槽28和第二焊料环槽29内设有将胀套2与定位内孔11焊接固定的焊料，胀套2两端的外圆面和刀柄本体1定位内孔11为小间隙配合，配合间隙为0.02-0.05mm，通过钎焊的方式将胀套2外圆和刀柄本体1定位内孔11进行焊接固定，并且使液压腔形成密封；胀套2上的凸环22与刀柄本体1定位内孔11为小过盈配合。上述的钎焊及过盈配合保证了液压刀柄的使用寿命及夹持精度稳定性。

在一些实施例中，参见图2、图5，刀柄本体1设有内螺孔15，内螺孔15中设有装刀深度调节螺钉5，装刀深度调节螺钉5用于调节刀具在胀套2内的安装深度。换言之，装刀深度调节螺钉5与内螺孔15螺纹配合，对装刀深度调节螺钉5施加力矩，可以调节装刀深度调节螺钉5伸入胀套2内孔的长度，从而调节刀具夹持深度，实现加工过程标准化操作。

进一步的，参见2、图5，刀柄本体1具有第一通孔16，内螺孔15位于第一通孔16与定位内孔11之间，还包括刀柄拉钉6，刀柄拉钉6连接在第一通孔16的一端，刀柄拉钉6用于将液压刀柄快速连接于机床的主轴上。其中，刀柄拉钉6、装刀深度调节螺钉5均具有第二通孔，刀柄拉钉6、刀柄本体1和装刀深度调节螺钉5内部形成贯通的冷却介质流道，使用时，配合有通孔的刀具，就可实现整机系统的中心水冷加工，提高加工效率。

其中，刀柄本体1可以采用多种形式的接口，例如锥形、连接螺纹、直面等，从而可以适应各个类型的机床。

参见图2，为了方便将液压油注入第一液压腔24和第二液压腔25，刀柄本体1上设有密封孔17，密封孔17与第一液压腔24和第二液压腔25接通，即第一液压腔24和第二液压腔25通过密封孔17和调压孔12形成两个端口，向第一液压腔24和第二液压腔25密封孔17注入液压油时，一个端口作为注油口，另一端口作为排气孔。

进一步的，参见图8，为了保证在注油后第一液压腔24和第二液压腔25的密封性，还包括密封组件，密封组件包括锁紧螺钉71和密封球72，密封球72例如钢珠，其中，密封孔17具有接触斜面18，锁紧螺钉71将密封球72锁紧，密封球72与接触斜面18紧密配合，并密封密封孔17。换言之，通过锁紧螺钉71对密封球72施加压力，迫使密封球72挤压密封孔17，并使密封孔17与密封球72接触的接触斜面18变形，密封球72与密封孔17接触斜面18由线接触变为面接触，从而使密封孔17完全密封，保证刀具的夹持力不会衰减。

本发明的实施例提供了一种机床，包括以上任一实施例的液压刀柄。液压刀柄主要通过将立铣刀、硬质合金钻头、铰刀等夹持完成刀具在机床上的连接，加工精度要求高的零部件；可用于加工高精度的深孔、深腔类型零部件；也可用于长时间使用而精度降低的机床主轴，通过此液压刀柄的夹持精度调节功能，使此类机床达到高精度的加工要求，延长了机床的使用寿命，提升了机床的性能。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种液压刀柄，其特征在于，包括：

刀柄本体，设有定位内孔和调压孔；

胀套，设在所述定位内孔中，所述胀套的两端与所述刀柄本体密封连接，所述胀套的外表面设有第一环槽、凸环和第二环槽，所述凸环位于所述第一环槽和第二环槽之间，所述凸环与所述定位内孔过盈配合，所述第一环槽与所述定位内孔之间限定出第一液压腔，所述第二环槽与所述定位内孔之间限定出第二液压腔，所述凸环上设有导通所述第一液压腔和第二液压腔的过油通道，所述调压孔通过液压油通道与所述第一液压腔和第二液压腔接通；

调压组件，与所述调压孔连接，用于调节所述第一液压腔和第二液压腔的液压油的压力；

多个精度调节螺钉，与所述刀柄本体连接，多个所述精度调节螺钉沿所述定位内孔的周向分布，所述精度调节螺钉直接或间接抵住所述凸环。

2.根据权利要求1所述的液压刀柄，其特征在于，所述刀柄本体沿所述定位内孔的周向设有多个精度调节孔，所述精度调节孔内设有所述精度调节螺钉和垫块。

3.根据权利要求2所述的液压刀柄，其特征在于，所述精度调节孔为盲孔，所述刀柄本体于所述精度调节孔的孔底形成与所述凸环配合的弹性壁。

4.根据权利要求2所述的液压刀柄，其特征在于，所述精度调节孔为通孔，所述垫块抵住所述凸环，所述精度调节孔内部设有密封件。

5.根据权利要求1所述的液压刀柄，其特征在于，所述第一环槽与胀套外圆由斜面连接，所述第二环槽与胀套外圆由斜面连接，所述胀套的内孔中设有若干清洁环槽。

6.根据权利要求1所述的液压刀柄，其特征在于，所述胀套的一端设有第一焊料环槽，另一端设有第二焊料环槽，所述第一焊料环槽和所述第二焊料环槽内设有将所述胀套与所述定位内孔焊接固定的焊料。

7.根据权利要求1所述的液压刀柄，其特征在于，所述刀柄本体设有内螺孔，所述内螺孔中设有：

装刀深度调节螺钉，用于调节刀具在所述胀套内的安装深度。

8.根据权利要求7所述的液压刀柄，其特征在于，所述刀柄本体具有第一通孔，所述内螺孔位于所述第一通孔与所述定位内孔之间，还包括：

刀柄拉钉，连接在所述第一通孔的一端；

其中，所述刀柄拉钉、所述装刀深度调节螺钉均具有第二通孔，所述刀柄拉钉、刀柄本体和装刀深度调节螺钉内部形成贯通的冷却介质流道。

9.根据权利要求1所述的液压刀柄，其特征在于，所述刀柄本体上设有密封孔，所述密封孔与所述第一液压腔和第二液压腔接通，还包括：

密封组件，包括锁紧螺钉和密封球；

其中，所述密封孔具有接触斜面，所述锁紧螺钉将所述密封球锁紧，所述密封球与所述接触斜面紧密配合，并密封所述密封孔。

10.一种机床，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的液压刀柄。

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