CN114227296A - 一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具及其使用方法，包括设备底座和加工工件，所述设备底座上安装有对加工工件进行旋转切削的刀具组件；所述刀具组件包括设置于设备底座上的支撑座，所述支撑座外侧设置有刀具支架，利用被加工工件自身旋转，随着刀具的进给，刀具端面圆面周围收到大小相等，矢量方向在统一圆心的挤压力，由于匀速圆周挤压，所有挤压力F位于圆心O，利用这个特点，刀具支架与设备底座在X，Y方向可以预留有X方向补偿间隙，Y方向补偿间隙，加工刀具一旦受工件力挤压，力臂F通过X向与Y向的位移共同动作使得刀具的圆心同轴度始终与被加工工件的圆心同轴度一致。

Description

一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具及其使用方法
技术领域
本发明属于模具加工技术领域，具体涉及一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具及其使用方法。
背景技术
目前机床上用于固定刀具时普遍采用刀具夹紧装置，包括具有锥形夹持腔的刀把、与锥形夹持腔相配合的用于夹持刀柄的锥形筒夹，另有用于将所述锥形筒夹压入夹持腔的锁紧螺母，该锁紧螺母直接紧扣在所述筒夹上，锁紧螺母与刀把之间通过螺纹连接，旋紧螺母时即可将锥形筒夹压入锥形夹持腔，实现刀具的锁紧。
由于设备的使用过程中磨损、松动等等都会对圆心同轴度产生负面影响，导致对被加工工件加工精度下降，对于圆心同轴度产生跑偏现象后，需要通过定期校准、维修和更换设备部件来实现弥补，造成一定的资源浪费和更多的人工成本投入。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，包括设备底座和加工工件，所述设备底座上安装有对加工工件进行旋转切削的刀具组件；所述刀具组件包括设置于设备底座上的支撑座，所述支撑座外侧设置有刀具支架，所述刀具支架远离支撑座一端连接用对加工工件旋转切削的刀具；所述设备底座底部设置有用于收纳加工工件被加工过程中产生废屑的收集组件和为移动收集组件提供动力源的驱动组件；所述收集组件包括设置于设备底座底部的收集箱，所述收集箱内开设有承接废屑的收纳腔室，所述收集箱底部两端均设置有凸块，两个所述凸块对立面设置有齿块。
优选的，所述设备底座靠近收集箱一侧开设有滑槽，且滑槽设置为两个，两个所述滑槽内均设置有沿滑槽长度方向滑动有滑动块，所述滑动块远离滑槽一端与收集箱相连接。
优选的，所述驱动组件包括安装于收集箱底部的后盖板，所述后盖板靠近收集箱一侧设置有第一电机和第二电机。
优选的，所述第一电机动力输出端连接有第一转轴，所述第一转轴远离第一电机一端连接有第一锥型齿轮。
优选的，所述第二电机动力输出端连接有第二转轴，所述第二转轴远离第二电机一端连接有第二锥形齿轮。
优选的，所述第一锥形齿轮和第二锥形齿轮均和齿块相啮合，且第一锥形齿轮和第二锥型齿轮之间存在间隙。
优选的，所述收集箱外侧还设置有拉伸组件，所述拉伸组件包括安装于收集箱外侧的伸缩杆。优选的，所述伸缩杆远离收集箱一端贯穿安装板连接有拉伸气缸。
优选的，所述刀具支架、刀具和加工工件呈同轴设置。
一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具的使用方法，包括以下步骤，
步骤A，首先将加工工件与刀具处于同一轴线，利用被加工工件自身旋转，随着刀具的进给，刀具端面圆面周围收到大小相等，矢量方向在统一圆心的挤压力；
步骤B，由于加工工件匀速圆周挤压刀具，所有挤压力F位于圆心O，此时刀具支架与设备底座在X，Y方向预留有X方向补偿间隙，Y方向补偿间隙；
步骤C，随着刀具受到加工工件的挤压，力臂F通过X向与Y向的位移共同动作将刀具的圆心同轴度始终与加工工件的圆心同轴度一致；
步骤D，当刀具对加工工件进行旋转切削时，通电第一电机和第二电机，带动第一转轴和第二转轴转动，带动第一锥形齿轮和第二锥型齿轮的转动，通过与齿块的啮合，将收集箱推出至加工工件的竖直下方；
步骤E，随着收集箱的移动，滑动块在滑槽内沿滑槽的长度方向移动，伸缩杆在伸缩气缸的作用下跟随收集箱的移动进行伸缩。
本发明的技术效果和优点：本发明的浮动式旋转切削刀具用夹紧治具及其使用方法，利用被加工工件自身旋转，随着刀具的进给，刀具端面圆面周围收到大小相等，矢量方向在统一圆心的挤压力，由于匀速圆周挤压，所有挤压力F位于圆心O，利用这个特点，刀具支架与设备底座在X，Y方向可以预留有X方向补偿间隙，Y方向补偿间隙，加工刀具一旦受工件力挤压，力臂F通过X向与Y向的位移共同动作使得刀具的圆心同轴度始终与被加工工件的圆心同轴度一致，结构简单，充分利用加工工件旋转对刀具的向心力的特点，针对每个加工部件的装夹后的不同差异都可以实现圆心同轴度的有效补，随着机械加工的精度要求越来越高，这个加工方法可以在原有设备的基础上实施，不需要从新购买设备，也可以达到较高的圆心同轴度。
附图说明
图1为本发明的整体的结构示意图；
图2为本发明的驱动组件的结构示意图；
图3为本发明的整体的俯视图；
图4为本发明的驱动组件的正视图；
图5为本发明的收集组件的结构示意图；
图6为本发明中X和Y的方向图；
图7为本发明的刀具圆心的受力方向分布图。
图中：1、设备底座；2、加工工件；3、刀具组件；301、支撑座；302、刀具支架；303、刀具；4、拉伸组件；401、安装板；402、拉伸气缸；403、伸缩杆；5、驱动组件；501、第一电机；502、第一锥形齿轮；503、第一转轴；504、第二电机；505、后盖板；506、第二转轴；507、第二锥形齿轮；6、收集组件；601、收纳腔室；602、滑槽；603、收集箱；604、凸块；605、齿块；606、滑动块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
为了针对每个加工部件的装夹后的不同差异都可以实现圆心同轴度的有效补，参考图1、图2、图5和图6所示，包括设备底座1和加工工件2，设备底座1上安装有对加工工件2进行旋转切削的刀具组件3；刀具组件3包括设置于设备底座1上的支撑座301，支撑座301外侧设置有刀具支架302，刀具支架302远离支撑座301一端连接用对加工工件2旋转切削的刀具303，刀具支架302、刀具303和加工工件2呈同轴设置，利用被加工工件2自身旋转，随着刀具303的进给，刀具303端面圆面周围收到大小相等，矢量方向在统一圆心的挤压力，由于匀速圆周挤压，所有挤压力F位于圆心O，利用这个特点，刀具支架302与设备底座1在X，Y方向可以预留有X方向补偿间隙，Y方向补偿间隙，加工刀具303一旦受加工工件2力挤压，力臂F通过X向与Y向的位移共同动作使得刀具303的圆心同轴度始终与被加工工件2的圆心同轴度一致，结构简单。
为了便于收集加工工件2在旋转切削过程所产生的废屑，参考图1、图2、图3、和图4所示，设备底座1底部设置有用于收纳加工工件2被加工过程中产生废屑的收集组件6和为移动收集组件6提供动力源的驱动组件5收集组件6包括设置于设备底座1底部的收集箱603，收集箱603内开设有承接废屑的收纳腔室601，收集箱603底部两端均设置有凸块604，两个凸块604对立面设置有齿块605，设备底座1靠近收集箱603一侧开设有滑槽602，且滑槽602设置为两个，两个滑槽602内均设置有沿滑槽602长度方向滑动有滑动块606，滑动块606远离滑槽602一端与收集箱603相连接，驱动组件5包括安装于收集箱603底部的后盖板505，后盖板505靠近收集箱603一侧设置有第一电机501和第二电机504，第一电机501动力输出端连接有第一转轴503，第一转轴503远离第一电机501一端连接有第一锥型齿轮502，第二电机504动力输出端连接有第二转轴506，第二转轴506远离第二电机504一端连接有第二锥形齿轮507，第一锥形齿轮502和第二锥形齿轮507均和齿块605相啮合，且第一锥形齿轮502和第二锥型齿轮507之间存在间隙，收集箱603外侧还设置有拉伸组件4，拉伸组件4包括安装于收集箱603外侧的伸缩杆403，伸缩杆403远离收集箱603一端贯穿安装板401连接有拉伸气缸402，滑槽602中设置有支撑块（图中未示出）和供支撑块滑动的滑轨（图中未示出），以保证驱动滑动块606在跟随收集箱603移动时保证收集箱603的稳定性。第一电机501和第二电机504均为现有技术不在赘述。第一锥型齿轮502和第二锥型齿轮507转动方向为相反，以通过啮合的齿块605使得收集箱603进行位移，且第一锥型齿轮502和第二锥型齿轮507之间存在间隙，避免相撞。随着收集箱603的位移，伸缩杆403跟随拉伸，伸缩杆403可限制收集箱603的位移距离，其中，伸缩杆403的伸缩距离等同于收集箱603轴向位移的最大临界值。
一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具的使用方法，包括以下步骤，
步骤A，首先将加工工件2与刀具处于同一轴线，利用被加工工件2自身旋转，随着刀具303的进给，刀具303端面圆面周围收到大小相等，矢量方向在统一圆心的挤压力；
步骤B，由于加工工件2匀速圆周挤压刀具303，所有挤压力F位于圆心O，此时刀具支架302与设备底座1在X，Y方向预留有X方向补偿间隙，Y方向补偿间隙；
步骤C，随着刀具303受到加工工件2的挤压，力臂F通过X向与Y向的位移共同动作将刀具303的圆心同轴度始终与加工工件2的圆心同轴度一致；
步骤D，当刀具303对加工工件2进行旋转切削时，通电第一电机501和第二电机504，带动第一转轴503和第二转轴506转动，带动第一锥形齿轮502和第二锥型齿轮507的转动，通过与齿块605的啮合，将收集箱603推出至加工工件2的竖直下方；
步骤E，随着收集箱603的移动，滑动块606在滑槽602内沿滑槽602的长度方向移动，伸缩杆403在伸缩气缸402的作用下跟随收集箱603的移动进行伸缩。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：包括设备底座（1）和加工工件（2），所述设备底座（1）上安装有对加工工件（2）进行旋转切削的刀具组件（3）；
所述刀具组件（3）包括设置于设备底座（1）上的支撑座（301），所述支撑座（301）外侧设置有刀具支架（302），所述刀具支架（302）远离支撑座（301）一端连接用对加工工件（2）旋转切削的刀具（303）；
所述设备底座（1）底部设置有用于收纳加工工件（2）被加工过程中产生废屑的收集组件（6）和为移动收集组件（6）提供动力源的驱动组件（5）；
所述收集组件（6）包括设置于设备底座（1）底部的收集箱（603），所述收集箱（603）内开设有承接废屑的收纳腔室（601），所述收集箱（603）底部两端均设置有凸块（604），两个所述凸块（604）对立面设置有齿块（605）。
2.根据权利要求1所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述设备底座（1）靠近收集箱（603）一侧开设有滑槽（602），且滑槽（602）设置为两个，两个所述滑槽（602）内均设置有沿滑槽（602）长度方向滑动有滑动块（606），所述滑动块（606）远离滑槽（602）一端与收集箱（603）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述驱动组件（5）包括安装于收集箱（603）底部的后盖板（505），所述后盖板（505）靠近收集箱（603）一侧设置有第一电机（501）和第二电机（504）。
4.根据权利要求3所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述第一电机（501）动力输出端连接有第一转轴（503），所述第一转轴（503）远离第一电机（501）一端连接有第一锥型齿轮（502）。
5.根据权利要求3所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述第二电机（504）动力输出端连接有第二转轴（506），所述第二转轴（506）远离第二电机（504）一端连接有第二锥形齿轮（507）。
6.根据权利要求4所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述第一锥形齿轮（502）和第二锥形齿轮（507）均和齿块（605）相啮合，且第一锥形齿轮（502）和第二锥型齿轮（507）之间存在间隙。
7.根据权利要求1所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述收集箱（603）外侧还设置有拉伸组件（4），所述拉伸组件（4）包括安装于收集箱（603）外侧的伸缩杆（403）。
8.根据权利要求7所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述伸缩杆（403）远离收集箱（603）一端贯穿安装板（401）连接有拉伸气缸（402）。
9.根据权利要求1所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具，其特征在于：所述刀具支架（302）、刀具（303）和加工工件（2）呈同轴设置。
10.基于权利要求1-9任一项所述的一种浮动式旋转切削刀具用夹紧治具的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（A），首先将加工工件（2）与刀具处于同一轴线，利用被加工工件（2）自身旋转，随着刀具（303）的进给，刀具（303）端面圆面周围收到大小相等，矢量方向在统一圆心的挤压力；
步骤（B），由于加工工件（2）匀速圆周挤压刀具（303），所有挤压力F位于圆心O，此时刀具支架（302）与设备底座（1）在X，Y方向预留有X方向补偿间隙，Y方向补偿间隙；
步骤（C），随着刀具（303）受到加工工件（2）的挤压，力臂F通过X向与Y向的位移共同动作将刀具（303）的圆心同轴度始终与加工工件（2）的圆心同轴度一致；
步骤（D），当刀具（303）对加工工件（2）进行旋转切削时，通电第一电机（501）和第二电机（504），带动第一转轴（503）和第二转轴（506）转动，带动第一锥形齿轮（502）和第二锥型齿轮（507）的转动，通过与齿块（605）的啮合，将收集箱（603）推出至加工工件（2）的竖直下方；
步骤（E），随着收集箱（603）的移动，滑动块（606）在滑槽（602）内沿滑槽（602）的长度方向移动，伸缩杆（403）在伸缩气缸（402）的作用下跟随收集箱（603）的移动进行伸缩。
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