CN114406334A - 一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，属于铣刀夹持装置领域。它包括与加工中心旋转主轴相连的圆筒外壳，及用于柔性夹持铣刀的夹持本体；夹持本体为采用弹性材料制作，一端开口的空心圆柱体，靠近闭口的一端采用滚动轴承转动装设在圆筒外壳的内部，靠近开口的一端沿轴线方向开设有若干缺口槽；夹持本体靠近开口的一端外部还套装有转动锁紧弹簧，转动锁紧弹簧的一端与所圆筒外壳相连，其另一端与夹持本体相连；夹持本体的内部装设有固定套筒、滑动杆、磁铁和轴向伸缩弹簧。本发明是一种结构合理、具有非工作状态呈现柔性、工作状态呈现刚性、可用于加工中心的柔性铣刀夹持装置。
Description
技术领域
本发明主要涉及加工中心的铣刀夹持装置领域，特指一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置。
背景技术
铣刀是用于铣削加工的旋转刀具，数控加工中心的铣刀一般由硬质合金材料制成，其制造成本较高。现有加工中心的铣刀夹头均为刚性夹持，从而使得刀具更换时容易因刚性触碰而损坏；同时由于铣刀工作时必须保持一定的刚性，否则会降低加工中心的加工精度，因此，亟需设计一种能够在柔性与刚性之间自由切换的铣刀夹持装置。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构合理、具有非工作状态呈现柔性、工作状态呈现刚性、可用于加工中心的柔性铣刀夹持装置。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，包括与加工中心旋转主轴相连的圆筒外壳，及用于柔性夹持铣刀的夹持本体。
所述夹持本体为采用弹性材料制作、一端开口的空心圆柱体，靠近闭口的一端采用滚动轴承转动装设在所述圆筒外壳的内部，靠近开口的一端沿轴线方向开设有若干贯穿壁厚的缺口槽。
所述夹持本体靠近开口的一端外部还套装有转动锁紧弹簧，所述转动锁紧弹簧一端固定在所述圆筒外壳的内壁，其另一端固定在所述夹持本体的外壁。
所述夹持本体的内部沿轴线方向固定装设有固定套筒，所述固定套筒的内部装设有轴向伸缩弹簧和滑动杆，所述轴向伸缩弹簧两端分别与夹持本体的内底面和滑动杆左端面固定连接，所述滑动杆的右端滑动伸出固定套筒固定连接磁铁；所述铣刀的刀柄插装在所述夹持本体的内部，且吸附连接所述磁铁。
进一步地，所述转动锁紧弹簧为金属螺旋弹簧，其螺旋方向与所述铣刀工作的转动方向相一致。
进一步地，所述夹持本体与所述铣刀的刀柄过渡配合连接。
进一步地，所述磁铁不与铣刀刀柄接触的外表面均设有一层非金属材料。
进一步地，所述轴向伸缩弹簧为抗拉压螺旋弹簧。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置设有滚动轴承和转动锁紧弹簧，从而使得铣刀在非工作状态时可以相对于圆筒外壳发生一定的相对转动，为铣刀提供一定的周向柔性；且圆筒外壳内设有轴向伸缩弹簧，铣刀的刀柄与夹持本体处于过渡配合状态，从而使得二者可以发生一定的轴向相对位移，且铣刀的轴向相对位移能够压缩或拉伸轴向伸缩弹簧，从而为铣刀提供一定的轴向柔性；更为重要的是，当铣刀处于工作状态时，即圆筒外壳随旋转主轴一起转动时，转动锁紧弹簧发生径向缩小变形从而锁紧夹持本体、圆筒外壳以及铣刀，使得本发明的夹持装置呈现刚性夹持特征。由此可知，本发明是一种结构合理、具有非工作状态呈现柔性、工作状态呈现刚性、可用于加工中心的柔性铣刀夹持装置。
附图说明
图1是本发明的一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置的结构原理示意图。
图2是图1中A-A的截面示意图。
图中，10—铣刀；11—圆筒外壳；12—夹持本体；121—缺口槽；13—滚动轴承；14—转动锁紧弹簧；21—固定套筒；22—轴向伸缩弹簧；23—滑动杆；24—磁铁。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明的一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，它包括与加工中心旋转主轴相连的圆筒外壳11，及用于柔性夹持铣刀10的夹持本体12。
夹持本体12为采用弹性材料制作、一端开口的空心圆柱体，靠近闭口的一端采用滚动轴承13转动装设在圆筒外壳11的内部，靠近开口的一端沿轴线方向开设有四条贯穿壁厚的缺口槽121。
夹持本体12靠近开口的一端外部还套装有转动锁紧弹簧14，转动锁紧弹簧14一端固定在与所圆筒外壳11的内壁，其另一端固定在夹持本体12的外壁。
夹持本体12的内部沿轴线方向固定装设有固定套筒21，固定套筒21的内部装设有轴向伸缩弹簧22和滑动杆23，所述轴向伸缩弹簧22分别与夹持本体的内底面和滑动杆左端面固定连接，滑动杆23的右端滑动伸出固定套筒21固定连接磁铁24；铣刀10的刀柄插装在夹持本体12内部，且与磁铁24吸附连接。
作为优选地，转动锁紧弹簧14为金属螺旋弹簧，其螺旋方向与铣刀10工作的转动方向相一致。
作为优选地，夹持本体12与铣刀12的刀柄过渡配合连接。
作为优选地，磁铁24不与铣刀刀柄接触的外表面均设有一层非金属材料。减小磁铁24对除了铣刀12的刀柄以外的金属材料的吸附。
作为优选地，轴向伸缩弹簧22为抗拉压螺旋弹簧。
非工作状态时铣刀的柔性夹持原理：铣刀10在非工作状态下，即圆筒外壳11停止转动，由于铣刀10刀柄中含有一定量的铁和镍，因而铣刀10刀柄被吸附在磁铁24上；更换刀具时，当有外部干扰力沿轴向作用于铣刀10时，铣刀10可以向左推动或向右拉动磁铁24和滑动杆23，进而压缩或拉伸轴向伸缩弹簧22，因此轴向伸缩弹簧22的变形量可以为铣刀10轴线方向的运动提供一定的柔性，即实现了轴线方向对铣刀10的柔性夹持。
由于滚动轴承13允许夹持本体12相对于圆筒外壳11发生绕轴线的相对转动，因此铣刀10可以在转动锁紧弹簧14的作用下相对于圆筒外壳11转动一定的角度，因此当外界干扰力矩作用在铣刀10上时，该转动力矩可以在圆筒外壳11不转的情况下带动铣刀10转动，此时转动锁紧弹簧14可以为铣刀10周线方向的运动提供一定的柔性，即实现了圆周方向对铣刀10的柔性夹持。
工作状态时铣刀的刚性夹持原理：假设铣刀10处于工作状态，即工作中心的旋转主轴带动圆筒外壳11开始转动。在转动的初始阶段，由于夹持本体12相对于圆筒外壳11的转动滞后，因此转动锁紧弹簧14逐渐发生缠绕；由于转动锁紧弹簧14的两端分别固定连接圆筒外壳11和夹持本体12，因此随着二者之间相对转动角度的增加，转动锁紧弹簧14的径向变形量逐渐增加，即转动锁紧弹簧14的圆周半径逐渐缩小，从而对夹持本体12上设有缺口槽121一端实施径向压力，进而使得夹持本体12开口端内径缩小，夹持本体12对铣刀10刀柄的压力和摩擦力逐渐增加；当转动锁紧弹簧14的变形量达到最大且夹持本体12开口端的直径不再改变时，铣刀10与夹持本体12、圆筒外壳11达到了同步转动，即实现了铣刀10工作状态下的刚性夹持。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，包括与加工中心旋转主轴相连的圆筒外壳(11)，及用于柔性夹持铣刀(10)的夹持本体(12)；其特征在于：
所述夹持本体(12)为采用弹性材料制作、一端开口的空心圆柱体，靠近闭口的一端采用滚动轴承(13)转动装设在所述圆筒外壳(11)的内部，靠近开口的一端沿轴线方向开设有若干贯穿壁厚的缺口槽(121)；
所述夹持本体(12)靠近开口的一端外部还套装有转动锁紧弹簧(14)，所述转动锁紧弹簧(14)一端固定在所述圆筒外壳(11)的内壁，其另一端固定在所述夹持本体(12)的外壁；
所述夹持本体(12)的内部沿轴线方向固定装设有固定套筒(21)，所述固定套筒(21)的内部装设有轴向伸缩弹簧(22)和滑动杆(23)，所述轴向伸缩弹簧(22)两端分别与夹持本体的内底面和滑动杆左端面固定连接，所述滑动杆(23)的右端滑动伸出固定套筒固定连接磁铁(24)；所述铣刀(10)的刀柄插装在所述夹持本体(12)的内部，且吸附连接所述磁铁(24)。
2.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，其特征在于：所述转动锁紧弹簧(14)为金属螺旋弹簧，其螺旋方向与所述铣刀(10)工作的转动方向相一致。
3.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，其特征在于：所述夹持本体(12)与所述铣刀(12)的刀柄过渡配合连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，其特征在于：所述磁铁(24)不与铣刀刀柄接触的外表面均设有一层非金属材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于加工中心的柔性铣刀夹持装置，其特征在于：所述轴向伸缩弹簧(22)为抗拉压螺旋弹簧。
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- 2022-03-07 CN CN202210222917.0A patent/CN114406334A/zh active Pending
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