CN113211115A - 一种稳定型筒夹结构及应用该结构的机床 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种稳定型筒夹结构及应用该结构的机床，属于机床夹具领域，其包括锥柄、连接件、连接杆、夹头以及锁紧件，所述连接件转动套接于锥柄端部并用于连接动力头，所述连接杆连接于锥柄靠近连接件的一端，且连接杆开设有安装槽，所述夹头穿设于安装槽内，所述锁紧件连接于连接杆并用于将夹头收紧。本申请具有可减小刀具悬伸长度，降低刀具加工时振动，以提高加工精度的效果。

Description

一种稳定型筒夹结构及应用该结构的机床

技术领域

本申请涉及机床夹具的领域，尤其是涉及一种稳定型筒夹结构及应用该结构的机床。

背景技术

筒夹是一种夹持刀具或工件的锁紧装置，通常用在钻铣床和加工中心上。在机床的床身上通常设置有用于夹持工件的主轴以及用于安装刀具的刀架，刀架上设置有动力头，通常将筒夹装到机床的动力头上，由刀架带动使得刀具朝向工件移动，同时动力头驱动刀具转动实现对工件的加工。

针对上述中的相关技术，发明人认为当筒夹距离主轴较远时，刀具悬伸长度较长，从而在加工时刀具容易发生振动，导致加工精度降低。

发明内容

为了改善刀具的加工精度，本申请提供一种稳定型筒夹结构及应用该结构的机床。

第一方面，本申请提供一种稳定型筒夹结构，采用如下的技术方案：

一种稳定型筒夹结构，包括锥柄、连接件、连接杆、夹头以及锁紧件，所述连接件转动套接于锥柄端部并用于连接动力头，所述连接杆连接于锥柄靠近连接件的一端，且连接杆开设有安装槽，所述夹头穿设于安装槽内，所述锁紧件连接于连接杆并用于将夹头收紧。

通过采用上述技术方案，锥柄安装于动力头内，连接件可用于将锥柄固定于动力头，夹头的一端穿设于安装槽内，并且在夹头内穿设刀具，通过锁紧件将夹头收紧从而将刀具固定，实现刀具的夹紧固定，此时刀具的柄部穿设于夹头以及锥柄内，通过锥柄以及夹头对刀具进行扶持限位，降低刀具加工过程中的振动，使得刀具更稳定，进而可提升加工精度。

可选的，所述连接件包括与锥柄同轴转动连接的连接环，所述连接环外壁设置有与动力头连接的外螺纹，所述连接环内径大于锥柄外径，所述锥柄位于连接环内的外壁设置有第一抵接环，所述连接环内壁设置有与第一抵接环对应的第二抵接环。

通过采用上述技术方案，当拧紧连接件时，连接件通过螺纹与动力头拧紧，同时连接件沿动力头轴线方向移动，此时第二抵接环与第一抵接环逐渐抵紧，从而将锥柄压紧于动力头内，实现锥柄的固定。

可选的，所述第一抵接环设置有第一斜面，所述第一斜面沿动力头朝向连接杆的方向逐渐向锥柄轴线靠近，所述第二抵接环设置有与第一斜面对应的第二斜面，所述第二斜面与第一斜面平行且抵接。

通过采用上述技术方案，第一斜面呈倾斜设置，并且拧紧连接件时，连接件朝向动力头方向移动，从而第二斜面与第一斜面抵接挤压，此时第二斜面对第一斜面产生朝向动力头方向以及朝向动力头轴线方向的分力，从而将锥柄朝向动力头方向压紧固定。

可选的，所述连接环内壁设置有限位环，所述限位环开设有供第一抵接环伸入的开口，所述锥柄外壁开设有环形的限位槽，所述限位环延伸于限位槽内，且限位环可在限位槽内沿锥柄轴线移动。

通过采用上述技术方案，通过设置限位环，使得第一抵接环卡入连接环内，并且通过限位环实现对第一抵接环的限位，防止工作过程中第一抵接环从限位环内轻易脱出，并且通过限位槽，实现对限位环的导向。

可选的，所述第二抵接环侧壁连接有操作螺母，所述操作螺母内径大于连接杆外径，且操作螺母的外壁呈多边形。

通过采用上述技术方案，当需要转动连接件时，由于操作螺母外壁呈多边形，从而通过扳手可直接作用于操作螺母，通过拧动操作螺母，可带动连接件转动，实现连接件与动力头的螺纹连接。

可选的，所述安装槽侧壁呈圆锥形设置，所述夹头的锥部穿设于安装槽内，所述夹头包括呈圆锥形的本体，所述本体沿其母线开设有形变槽，所述本体伸出安装槽的端部连接有夹持部，所述夹持部包括第一抵接面，所述锁紧件螺纹连接于连接杆，所述锁紧件设置有与第一抵接面对应的第二抵接面，所述第二抵接面对第一抵接面施加朝向夹头轴线方向的力。

通过采用上述技术方案，夹头的锥部伸入安装槽内，当将锁紧件朝向连接杆方向拧动时，带动第二抵接面朝向第一抵接面方向移动并对第一抵接面挤压，由于第一抵接面和第二抵接面均为斜面，从而通过斜面的导向作用将第一抵接面朝向中心收紧，从而可将刀具夹紧固定。

可选的，所述第二抵接面呈圆锥形且与锁紧件同轴，所述第二抵接面的直径朝向远离本体的方向逐渐减小，所述第一抵接面呈圆锥形且与第二抵接面平行。

通过采用上述技术方案，当夹头的夹持部伸入锁紧件时，第一抵接面和第二抵接面相互贴合，从而可将夹头的轴线调整至与锁紧件同轴。

可选的，所述锁紧件呈环形设置，所述锁紧件内壁设置有卡环，所述卡环开设有供第一抵接面伸入的通槽。

通过采用上述技术方案，第一抵接面穿过通槽并抵接于第二抵接面，并且通过卡环的边沿实现对第一抵接面的阻挡，使得第一抵接面不易从通槽内脱出。

可选的，所述通槽与锁紧件呈偏心设置。

通过采用上述技术方案，通槽与锁紧件偏心，从而当将第一抵接面穿入通槽时，需要将夹头倾斜，使得第一抵接面逐渐与第二抵接面对齐，当第一抵接面和第二抵接面对齐并贴合时，第一抵接面和第二抵接面处于同轴状态，从而使得夹头与锁紧件同轴；此时由于通槽呈偏心开设，当拧紧锁紧件时，第一抵接面的背部与卡环的侧壁抵接，进而降低夹头由通槽脱落的可能。

第二方面，本申请提供一种应用筒夹结构的机床，采用如下的技术方案：

一种应用筒夹结构的机床，包括主轴以及设置于主轴一侧的刀架，所述刀架安装有动力头，所述动力头包括开设有内螺纹的安装环，所述锥柄穿设于安装环内，所述连接件螺纹连接于安装环内壁。

通过采用上述技术方案，当动力头与主轴距离较远时，刀具由动力头悬伸出的部分通过锥柄和夹头扶持限位，从而减小了刀具由夹头处伸出的悬伸长度，在加工过程中可有效降低刀具自身的振动，从而提高加工精度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过在夹头一端连接锥柄以及连接杆，使得夹头对刀具的整体夹持长度增加，进而提高刀具加工时的稳定性；

通过将该筒夹结构安装于机床，使得刀具悬伸长度减小，进而提升了机床的加工精度。

附图说明

图1是本申请实施例的筒夹结构剖视图。

图2是本申请实施例的筒夹结构局部剖视图。

图3是本申请实施例主轴和刀架的整体结构示意图。

图4是图3的A部放大结构示意图。

附图标记说明：1、锥柄；2、连接件；3、连接杆；4、夹头；5、锁紧件；6、安装槽；7、连接环；8、第一抵接环；9、第二抵接环；10、第一斜面；11、第二斜面；12、限位环；13、开口；14、限位槽；15、操作螺母；16、本体；17、形变槽；18、夹持部；19、第一抵接面；20、第二抵接面；21、卡环；22、通槽；23、主轴；24、刀架；25、动力头；26、安装环；27、锁紧环。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种稳定型筒夹结构。参照图1和图2，该结构包括呈圆锥形的锥柄1、一体连接于锥柄1大直径端的连接杆3、穿设于连接杆3内的夹头4，其中连接杆3呈圆柱形，锥柄1、连接杆3和夹头4三者同轴且沿三者的轴线开设有贯穿的通道，刀具穿设在该通道内。该结构还包括连接在锥柄1大直径端的连接件2以及连接在连接杆3端部的锁紧件5，连接件2用于将锥柄1固定于机床的安装部，锁紧件5用于将夹头4连接于连接杆3。

参照图1，连接件2包括同轴套设在锥柄1的连接环7，连接环7的外壁设置有外螺纹，该外螺纹可与机床安装部的内螺纹配合，从而将锥柄1固定于机床；在锥柄1位于连接环7内的侧壁设置有第一抵接环8，第一抵接环8包括第一斜面10，在连接环7的内壁上设置有第二抵接环9，第二抵接环9包括第二斜面11，第二斜面11用于与第一斜面10抵接，并且第一抵接环8和第二抵接环9可以为任意形状。在本实施例中优选为，第一斜面10呈圆锥形设置，第一斜面10的倾斜方向与锥柄1倾斜方向相反，即第一斜面10的直径由锥柄1向连接杆3方向逐渐减小，第二斜面11呈圆锥形且与第一斜面10平行，从而当将连接环7朝向锥柄1方向拧紧时，通过第二斜面11对第一斜面10的抵压，将锥柄1压紧于机床的安装部。

如图1所示，在连接环7的内壁还设置有限位环12，限位环12的内径小于连接环7的内径，在限位环12上开设有开口13，开口13的直径大于第一抵接环8的最大直径，从而第一抵接环8可由开口13穿入。并且为了防止第一抵接环8从开口13轻易脱出，开口13与连接环7呈偏心开设，且在锥柄1侧壁与限位环12对应的位置开设有限位槽14，限位环12的边沿伸入限位槽14内并由限位槽14进行限位。在将第一抵接环8伸入开口13时，将第一抵接环8稍微倾斜并伸至开口13内，当第一斜面10与第二斜面11相互抵接时，可逐渐将锥柄1的轴线调整至与连接环7同轴，此时限位环12的边沿伸入限位槽14内。另外为了安装方便，在连接环7内壁预留有安装间隙，且限位槽14沿其轴向的宽度大于限位环12的宽度，使得安装时连接环7与锥柄1之间可发生相对浮动，安装完成时通过第二斜面11与第一斜面10的配合，使得锥柄1与连接环7同轴。

如图1所示，在将锥柄1安装至机床时，连接环7需要完全拧入到机床的安装部内，为了方便拧动，在第二抵接环9的侧壁一体连接有操作螺母15，操作螺母15与连接环7同轴并空套在连接杆3上，操作螺母15的内径大于连接杆3的外径，从而方便连接杆3的穿入，操作螺母15的外壁呈多边形设置，从而可用扳手对其进行卡接拧动，方便操作。

如图2所示，连接杆3开设有圆锥形的安装槽6，且安装槽6的直径由连接件2向锁紧件5方向逐渐增大，夹头4包括呈圆锥形的本体16以及连接在本体16端部的夹持部18，本体16部分穿设于安装槽6内，在本体16上沿其母线开设有若干形变槽17，形变槽17延伸至夹持部18且与夹持部18的端面贯穿，夹持部18延伸至安装槽6外部，使得夹头4的夹持部18具有一定的形变能力，从而可对工件实现夹紧或放松。

如图2所示，在连接杆3的外壁设置有外螺纹，锁紧件5包括锁紧环27，锁紧环27通过内螺纹与连接杆3上的外螺纹连接，且锁紧环27与连接杆3、夹头4均同轴。为了实现夹头4的收紧或放松，在夹持部18设置有第一抵接面19，在锁紧环27上一体连接有与第一抵接面19对应的第二抵接面20，第一抵接面19呈圆锥形且其倾斜方向与本体16的倾斜方向相反，第二抵接面20呈圆锥形设置，第二抵接面20与锁紧环27同轴且第二抵接面20的直径向远离本体16的方向逐渐减小，第一抵接面19与第二抵接面20平行，当将锁紧环27朝向连接杆3方向拧紧时，第二抵接面20挤压第一抵接面19并将第一抵接面19向中间收紧，刀具穿设在夹头4中部，从而通过第一抵接面19的收紧实现刀具的夹持。

如图2所示，在连接环7的内壁上还一体连接有卡环21，卡环21的内径小于连接环7的内径，在卡环21上开设有供夹持部18穿过的通槽22，通槽22的直径大于第一抵接面19的最大直径，从而第一抵接面19可由通槽22穿入。并且为了防止第一抵接面19从通槽22轻易脱出，通槽22与锁紧环27呈偏心开设，且在本体16侧壁与卡环21对应的位置开设有卡槽，卡环21的边沿伸入卡槽内并由卡槽进行限位。在将第一抵接面19伸入通槽22时，将第一抵接面19稍微倾斜并伸至通槽22内，当第一抵接面19与第二抵接面20相互抵接时，可逐渐将夹头4的轴线调整至与锁紧环27同轴，此时卡环21的边沿伸入卡槽内。另外为了安装方便，在锁紧环27内壁预留有安装间隙，且卡槽沿其轴向的宽度大于卡环21的宽度，使得安装时锁紧环27与夹头4之间可发生相对浮动，安装完成时通过第二抵接面20与第一抵接面19的配合，使得夹头4与锁紧环27同轴。

本申请实施例同时提供一种应用筒夹结构的机床，参照图3和图4，该机床还包括设置于床身的主轴23以及设置于主轴23一侧的刀架24，主轴23设置于机床的主轴箱内并由主轴箱内的电机驱动，刀架24安装在床身上，在刀架24上还安装有动力头25，其包括开设有内螺纹的安装环26，锥柄1穿设于安装环26内，连接件2螺纹连接于安装环26内壁。且此处的动力头25可采用凌氏生产的型号为ER25的动力头。

本申请实施例的实施原理为：首先将锥柄1部分穿设于动力头25的安装环26内，之后拧动操作螺母15，带动连接环7转动并与动力头25螺纹连接，此时通过第二抵接环9对第一抵接环8贴紧对齐，使得锥柄1与动力头25同轴，之后将刀具穿设于锥柄1、连接杆3与夹头4形成的通道内，拧紧锁紧件5，通过第二抵接面20挤压第一抵接面19，将夹头4收紧，实现刀具的夹持固定。此时刀具悬伸部分大部分位于夹头4与锥柄1内，在加工过程中可减少振动，提高了加工精度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稳定型筒夹结构，其特征在于：包括锥柄(1)、连接件(2)、连接杆(3)、夹头(4)以及锁紧件(5)，所述连接件(2)转动套接于锥柄(1)端部并用于连接动力头(25)，所述连接杆(3)连接于锥柄(1)靠近连接件(2)的一端，且连接杆(3)开设有安装槽(6)，所述夹头(4)穿设于安装槽(6)内，所述锁紧件(5)连接于连接杆(3)并用于将夹头(4)收紧。

2.根据权利要求1所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述连接件(2)包括与锥柄(1)同轴转动连接的连接环(7)，所述连接环(7)外壁设置有与动力头(25)连接的外螺纹，所述连接环(7)内径大于锥柄(1)外径，所述锥柄(1)位于连接环(7)内的外壁设置有第一抵接环(8)，所述连接环(7)内壁设置有与第一抵接环(8)对应的第二抵接环(9)。

3.根据权利要求2所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述第一抵接环(8)设置有第一斜面(10)，所述第一斜面(10)沿动力头(25)朝向连接杆(3)的方向逐渐向锥柄(1)轴线靠近，所述第二抵接环(9)设置有与第一斜面(10)对应的第二斜面(11)，所述第二斜面(11)与第一斜面(10)平行且抵接。

4.根据权利要求2所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述连接环(7)内壁设置有限位环(12)，所述限位环(12)开设有供第一抵接环(8)伸入的开口(13)，所述锥柄(1)外壁开设有环形的限位槽(14)，所述限位环(12)延伸于限位槽(14)内，且限位环(12)可在限位槽(14)内沿锥柄(1)轴线移动。

5.根据权利要求2所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述第二抵接环(9)侧壁连接有操作螺母(15)，所述操作螺母(15)内径大于连接杆(3)外径，且操作螺母(15)的外壁呈多边形。

6.根据权利要求1所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述安装槽(6)侧壁呈圆锥形设置，所述夹头(4)的锥部穿设于安装槽(6)内，所述夹头(4)包括呈圆锥形的本体(16)，所述本体(16)沿其母线开设有形变槽(17)，所述本体(16)伸出安装槽(6)的端部连接有夹持部(18)，所述夹持部(18)包括第一抵接面(19)，所述锁紧件(5)螺纹连接于连接杆(3)，所述锁紧件(5)设置有与第一抵接面(19)对应的第二抵接面(20)，所述第二抵接面(20)对第一抵接面(19)施加朝向夹头(4)轴线方向的力。

7.根据权利要求6所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述第二抵接面(20)呈圆锥形且与锁紧件(5)同轴，所述第二抵接面(20)的直径朝向远离本体(16)的方向逐渐减小，所述第一抵接面(19)呈圆锥形且与第二抵接面(20)平行。

8.根据权利要求6所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述锁紧件(5)呈环形设置，所述锁紧件(5)内壁设置有卡环(21)，所述卡环(21)开设有供第一抵接面(19)伸入的通槽(22)。

9.根据权利要求7所述的一种稳定型筒夹结构，其特征在于：所述通槽(22)与锁紧件(5)呈偏心设置。

10.一种应用权利要求1-9任意所述的筒夹结构的机床，其特征在于：包括主轴(23)以及设置于主轴(23)一侧的刀架(24)，所述刀架(24)安装有动力头(25)，所述动力头(25)包括开设有内螺纹的安装环(26)，所述锥柄(1)穿设于安装环(26)内，所述连接件(2)螺纹连接于安装环(26)内壁。

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