CN112894437A - 一种筒夹式刀具结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种筒夹式刀具结构，包括阶梯杆及扣接杆，所述阶梯杆包括第一杆体及第二杆体，所述第一杆体上设有用于安装刀杆的第一通道，所述第二杆体上设有与刀具主轴的内锥孔相适配的锥形结构，所述第二杆体内设有螺纹孔，所述扣接杆的上部设有与刀具主轴内的退刀扣爪相配合的扣接槽，所述扣接杆上设有与所述螺纹孔相适配的外螺纹。所述扣接杆内设有第二通道。所述扣接杆上设有止水螺丝，所述止水螺丝设置在所述第二通道的下端。所述阶梯杆上设有便于扳手工具操作的凹槽部。该筒夹式刀具结构简单，操作方便，无需使用刀柄，便可以配合CNC工具机的ATC刀库进行金属切削加工及自动换刀的目的，从而提高了金属加工的作业效率。

Description

一种筒夹式刀具结构

技术领域

本发明涉及一种筒夹式刀具结构，属于刀具夹持技术领域。

背景技术

CNC全名为Computer Numeric Control，即为计算机数值控制，数控加工中心机(MACHINE CENTER)，即为计算机数值控制的一种CNC工具机；简单来说，就是运用一把带旋转的刀具，按照计算机程序的指令，把所需的材料工件切削为需要的形状。

通常，数控加工中心机系在其刀具主轴的旁边会设有一ATC刀库(Automatic ToolChanger，简称ATC)，如公告号为TWM481784U的名称为一种CNC中心加工机换刀装置所揭示，其中该刀库会配属有各式各样的面铣刀、端铣刀、大小钻头等，另在该刀库、该刀具主轴7之间会设有一自动换刀装置8，如图8-图10所示；其中，该自动换刀装置8系由一驱动装置82接设并驱动一换刀爪81，而该换刀爪81的两端分别设为一取刀端811，而该两取刀端811会分别抓取该刀库、该刀具主轴7的刀具9，然后以180度旋转而相互置换交换；特别一提，上述能配合加工机自动换刀装置进行换刀的刀具9是由一刀杆91及一刀柄92所构成。

另外，在该刀具9在进行180度旋转自动换刀之前，该刀具主轴7会进行退刀动作；换言之，在该刀杆91与该刀具主轴7之间设有一退刀机构，即该退刀机构在该刀具主轴7内部设有一扣爪71，对应该扣爪71则在该刀柄92的尾端则设有一扣接端921，若该扣爪71紧紧扣住该刀柄92的扣接端921并会因拉伸弹簧而被朝上地拉动时，该刀柄92与该刀具主轴7之间推拔面形成紧密接合，以使该刀具主轴7与该刀柄92一起连动旋转并进行工件切削；若该扣爪71紧紧扣住该刀柄92的扣接端921朝下地推动并作退刀时，则会松开该刀柄92与该刀具主轴7内锥孔72的推拔面，以利于该换刀爪81取走该刀具9。

而对于如图11所示者，系为第一种筒夹式刀具9a，且该第一种筒夹式刀具9a系设为在一刀柄92a的前端装设有第一筒夹10，然后以一螺帽盖93来迫紧该筒夹10来夹紧一端铣刀或钻头即刀杆91，然而该第一种筒夹式刀具9a无法运用于上述的刀具主轴7的自动上刀及退刀，致使该第一种筒夹式刀具9a亦无法运用于CNC工具机的ATC刀库之自动换刀，必须以人工进行换刀，影响加工机的工作效率。

现有的还有不使用该螺帽盖93的第二种筒夹式刀具9b，配合如图12所示者，该第二种筒夹式刀具9b系使用一螺丝94及一垫块95来对第二筒夹10b进行迫紧并结合于其刀柄92，筒夹为热缩型筒夹，必须以人工操作方式来锁合该第二筒夹10b及一刀杆91，致使该第二种筒夹式刀具9b无法运用于该刀具主轴7的自动上刀及退刀，亦即该第二种筒夹式刀具9b无法运用于CNC工具机的ATC刀库之自动换刀。综上所述，现有的筒夹式的刀具由于受其结构本身影响，仅能人工上刀及退刀，不具有配合CNC加工机自动上刀及退刀的换刀功能。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，操作方便，无需使用刀柄，能够配合CNC加工机的退刀机构实现自动换刀的筒夹式刀具结构。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种筒夹式刀具结构，包括阶梯杆及扣接杆，所述阶梯杆包括第一杆体及第二杆体，所述第一杆体上设有用于安装刀杆的第一通道，所述第二杆体上设有与刀具主轴的内锥孔相适配的锥形结构，所述第二杆体内设有螺纹孔，所述扣接杆的上部设有与刀具主轴内的退刀扣爪相配合的扣接槽，所述扣接杆上设有与所述螺纹孔相适配的外螺纹。

本发明的有益效果是：刀杆可安装在阶梯杆的第一通道上，扣接杆与阶梯杆螺纹连接，阶梯杆的外侧有与CNC加工机的刀具主轴的内锥孔相配合的锥形结构，扣接杆上有能扣接刀具主轴的扣爪的扣接槽，将筒夹式刀具安装在刀具主轴内，具体刀具主轴的扣爪扣住扣接槽，第二杆体与刀具主轴的内锥孔紧密配合，从而实现自动上刀，当扣爪进行朝下推动扣接杆作退刀时，自动换刀装置的换刀爪的取刀端与阶梯杆连接后，扣爪卸离该刀具结构，从而完成自动换刀程序，该筒夹式刀具结构简单，操作方便，无需使用刀柄，便可以配合CNC工具机的ATC刀库进行金属切削加工及自动换刀的目的，从而提高了金属加工的作业效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述扣接杆内设有中空状的用于供给冷却液的第二通道。

采用上述进一步方案的有益效果是，冷却液可通过第二通道进入刀具结构内用于冷却刀具和/或所加工工件。

进一步的，所述扣接杆上设有止水螺丝，所述止水螺丝设置在所述第二通道的下端。

采用上述进一步方案的有益效果是，该止水螺丝则连接于该扣接杆的第二通道的一端，其中该止水螺丝系作为封闭冷却液出水之作用。

进一步的，所述第一杆体的外径小于所述第二杆体的外径，所述第一杆体与所述第二杆体为一体结构。

采用上述进一步方案的有益效果是，不仅实现刀杆的安装及与刀具主轴的内锥孔相适配，而且增加阶级杆的支撑强度。

进一步的，所述螺纹孔与所述第一通道连通，所述螺纹孔的孔径大于所述第一通道的孔径，所述螺纹孔与第一通道形成阶梯孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，刀杆及扣接杆连接方便快捷，同时保证阶梯杆的自身强度。

进一步的，所述阶梯杆上设有便于扳手工具操作的凹槽部。

采用上述进一步方案的有益效果是，一方面便于与CNC加工及的换刀爪的取刀端稳定的连接，另一方面筒夹式刀具结构的阶梯杆与扣接杆连接操作方便，可通过扳手握持凹槽部实现扣接杆与阶梯杆之间的连接。

进一步的，所述凹槽部的底部为六角部。

采用上述进一步方案的有益效果是，六角部能与现有的扳手匹配，操作方便快捷。

进一步的，所述第二通道与所述第一通道连通形成用于供给冷却液的出水通道，所述出水通道至少设有一个。

采用上述进一步方案的有益效果是，当需要冷却液冷却刀具时，则可将止水螺丝卸下，冷却液会通过连通的第二通道、第一通道通向刀杆从而达到对刀杆进行冷却降温的目的。

进一步的，所述阶梯杆上还设有用于刀具定位的三角边部。

采用上述进一步方案的有益效果是，便于自动换刀装置的换刀爪的取刀端与筒夹式刀具结构稳定的连接定位。

进一步的，所述阶梯杆采用热缩型筒夹制作而成。

采用上述进一步方案的有益效果是，利用杆体与刀杆的热膨胀系数之差来强力且高精度夹紧刀具，从而得到强力稳定的夹持力，从而保证刀杆的高精度定位。

附图说明

图1为本发明筒夹式刀具结构的立体结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图3为图2中沿a-a方向的结构示意图；

图4为图2中沿b-b方向的剖视结构示意图；

图5为本发明筒夹式刀具结构与刀具主轴配合状态的结构示意图；

图6为本发明筒夹式刀具结构自动换刀之装刀状态的结构示意图；

图7为本发明筒夹式刀具结构自动换刀之卸刀状态的结构示意图；

图8为现有的自动换刀装置的结构示意图；

图9为图8中沿c-c方向的结构示意图；

图10为带有刀柄的刀具与刀具主轴自动上刀或退刀状态的结构示意图；

图11为现有的第一种筒夹式刀具的结构示意图；

图12为现有的第二中筒夹式刀具的结构示意图；

图中，1、阶级杆；10、第一通道；11、第一杆体；12、第二杆体；121、第一连结部；122、凹槽部；123、六角部；124、三角边部；13、肩部；131、内弯弧角；2、扣接杆；20、第二通道；21、扣接槽；22、第二连结部；3、止水螺丝；7、刀具主轴；71、扣爪；72、内锥孔；8、自动换刀装置；81、换刀爪；811、取刀端；82、驱动装置；9、刀具；9a、第一种筒夹式刀具；9b、第二种筒夹式刀具；91、刀杆；92、刀柄；921、扣接端；93、螺帽盖；94、螺丝；95、垫块；10、第一筒夹；10b、第二筒夹。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-图7所示，一种筒夹式刀具结构，包括阶梯杆1及扣接杆2，所述阶梯杆1包括第一杆体11及第二杆体12，所述第一杆体上设有用于安装刀杆的第一通道10，所述第二杆体上设有与刀具主轴的内锥孔相适配的锥形结构，所述第二杆体内设有螺纹孔，所述扣接杆2的上部设有与刀具主轴内的退刀扣爪相配合的扣接槽21，所述扣接杆上设有与所述螺纹孔相适配的外螺纹。

所述扣接杆内设有中空状的用于供给冷却液的第二通道20。冷却液可通过第二通道进入刀具结构内用于冷却刀具和/或所加工工件。

所述扣接杆上设有止水螺丝13，所述止水螺丝设置在所述第二通道的下端。该止水螺丝则连接于该扣接杆的第二通道的一端，其中该止水螺丝系作为封闭冷却液出水之作用。

所述第一杆体的外径小于所述第二杆体的外径，所述第一杆体与所述第二杆体为一体结构。不仅实现刀杆的安装及与刀具主轴的内锥孔相适配，而且增加阶级杆的支撑强度。

所述螺纹孔与所述第一通道连通。所述螺纹孔的孔径大于所述第一通道的孔径，所述螺纹孔与第一通道形成阶梯孔。刀杆及扣接杆连接方便快捷，同时保证阶梯杆的自身强度。

所述阶梯杆上设有便于扳手工具操作的凹槽部122。一方面便于与CNC加工及的换刀爪的取刀端稳定的连接，另一方面筒夹式刀具结构的阶梯杆与扣接杆连接操作方便，可通过扳手握持凹槽部实现扣接杆与阶梯杆之间的连接。

所述凹槽部的底部为六角部123。六角部能与扳手匹配，操作方便快捷。

所述第二通道与所述第一通道连通形成用于供给冷却液的出水通道，所述出水通道至少设有一个。当需要冷却液冷却刀具时，则可将止水螺丝卸下，冷却液会通过连通的第二通道、第一通道通向刀杆从而达到对刀杆进行冷却降温的目的。

所述阶梯杆上还设有用于刀具定位的三角边部124。便于自动换刀装置的换刀爪的取刀端与筒夹式刀具结构稳定的连接定位。

所述阶梯杆采用热缩型筒夹制作而成。利用杆体与刀杆的热膨胀系数之差来强力且高精度夹紧刀具，从而保证刀杆的高精度定位。

现有的ATC刀具交换都存在一个刀柄，然后在刀柄上做一些机构变换，而该筒夹式刀具结构无需设置刀柄便可以直接配合并应用于ATC刀库，且提供于ATC刀库与刀具主轴之间的自动换刀用途，达到提升金属加工作业效率的目的。该阶级杆1系主要提安装一刀杆91，其内部设有中空状的一第一通道10并具有两种不同外径的第一杆体11及第二杆体12所连接而成，且该第一杆体11与该第二杆体12一体式构成一肩部13，而该肩部13通常设为内弯弧角131；其中该第二杆体12设为具有锥度型体，并且设有第一连结部121，且该第一连结部121较佳设为内螺纹，而该第一杆体11则提供结设该刀杆91。

该刀具结构较佳设为热缩型筒夹结构且设有至少一个出水通道，以利在进行工件切削时供给冷却液；另在该第二杆体12设有凹槽部122，而该凹槽部122的底部则成型有六角部123，其中该六角部123则可以提供以手工具操作方式套入以利将该阶级杆1、扣接杆2两组件之间作螺接锁合；而在该肩部13、该第二杆体12的凹槽部122之间则成型有三角边部124，方便以治具进行三角定位固定方式，以将该阶级杆1、扣接杆2等两组件之间作螺接锁合；另外，该自动换刀装置8的换刀爪81的取刀端811的型体设为可以配合该阶级杆1的凹槽部122、六角部123、三角边部124，以利该自动换刀装置8的换刀爪81的取刀端811套入于该阶级杆1的凹槽部122、六角部123、三角边部124以利进行精密定位，以及取刀及换刀。

所述该扣接杆2主要提供扣合于位于刀具主轴7内的扣爪71，以使在工具机的的刀具主轴产生自动退刀的作用，其中该扣接杆2内设有中空状的第二通道20，并在其一端设有第二连结部22，而在其另端设有扣接槽21，其中该第二连结部22较佳设为外螺纹态样且接设于该阶级杆1的第一连结部121。

所述该止水螺丝3，其中该止水螺丝3则结设于该扣接杆2的第二通道20的一端，其中该止水螺丝3系作为封闭冷却液出水之作用。

自动换刀过程：将该阶级杆1的第一杆体11安装刀杆91，而第二杆体12以手工具操作方式或以治具进行三角定位固定方式将阶级杆1、扣接杆2两组件之间作螺接锁合后，再将阶级杆1的第二杆体12连接于刀具主轴7的内锥孔72内，使扣接杆2扣接位于刀具主轴7内的扣爪71，以达到该筒夹式刀具A无需使用刀柄而成为刀具，并直接提供于工具机的ATC刀库进行金属切削加工及自动换刀之目的。

配合图6及图7所示，筒夹式刀具结构实施于工具机的ATC刀库进行金属切削加工，以及自动换刀；当筒夹式刀具结构装设于刀具主轴内时，该刀具主轴7内部设有的一扣爪71会紧紧扣住该扣接杆2的扣接槽21并会因拉伸弹簧而被朝上地拉动，使得阶级杆1的第二杆体12与刀具主轴7的内锥孔72之间推拔面形成紧密接合，以使该筒夹式刀具A与刀具主轴7一起连动旋转并进行工件切削；当该扣爪71进行朝下地推动筒夹式刀具结构并作退刀时，则会松开该阶级杆1的第二杆体12与刀具主轴7的内锥孔71，以利于该自动换刀装置8的换刀爪81精密扣入并扣合于筒夹式刀具结构的凹槽部122、六角部123、三角边部124后卸下该筒夹式刀具结构，以使进行自动换刀程序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种筒夹式刀具结构，其特征在于，包括阶梯杆及扣接杆，所述阶梯杆包括第一杆体及第二杆体，所述第一杆体上设有第一通道，所述第二杆体上设有与刀具主轴的内锥孔相适配的锥形结构，所述第二杆体内设有螺纹孔，所述扣接杆的上部设有与刀具主轴内的退刀扣爪相配合的扣接槽，所述扣接杆上设有与所述螺纹孔相适配的外螺纹。

2.根据权利要求1所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述扣接杆内设有用于供给冷却液的第二通道。

3.根据权利要求2所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述扣接杆上设有止水螺丝，所述止水螺丝设置在所述第二通道的下端。

4.根据权利要求1或2或3所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述第一杆体的外径小于所述第二杆体的外径，所述第一杆体与所述第二杆体为一体结构。

5.根据权利要求4所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述螺纹孔与所述第一通道连通，所述螺纹孔的孔径大于所述第一通道的孔径，所述螺纹孔与第一通道形成阶梯孔。

6.根据权利要求1或2或3所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述阶梯杆上设有便于扳手工具操作的凹槽部。

7.根据权利要求6所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述凹槽部的底部为六角部。

8.根据权利要求2所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述第二通道与所述第一通道连通形成用于供给冷却液的出水通道，所述出水通道至少设有一个。

9.根据权利要求1所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述阶梯杆上还设有用于刀具定位的三角边部。

10.根据权利要求1所述的筒夹式刀具结构，其特征在于，所述阶梯杆采用热缩型筒夹制作而成。

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