CN115156602A - 反铣刀具及数控加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控加工刀具，公开了一种反铣刀具及数控加工中心，该反铣刀具包括刀柄组件和不可转动地安装在所述刀柄组件上的刀头，所述刀柄组件包括刀柄，所述刀头包括相连接的连接部和刀头主体，所述刀头主体上安装有用于反铣加工的刀尖，所述刀柄通过锥度轴孔配合结构与所述连接部相连。本发明允许使用一把刀具加工孔内端面，减少刀具投入，减少刀具更换时间，提升加工效率；避免多把刀具加工引起的接刀痕，提升表面加工质量。

Description

反铣刀具及数控加工中心

技术领域

本发明涉及数控加工刀具，具体地，涉及一种反铣刀具。此外，还涉及一种数控加工中心。

背景技术

在机械加工中，内端面加工是一种常见的形式，随着技术的进步，对内端面的加工质量及效率要求越来越高。

某些零部件的孔内端面加工空间小，加工此类内端面需先将刀具从孔内穿过或反向人工装刀，再进行反铣加工。对于一些面径与孔直径比较大的内端面反铣加工，往往需使用多把刀具加工，才能达到要求的尺寸。传统零部件的孔内端面反铣加工通常采用多把三面刃铣刀，小直径的三面刃铣刀先加工一部分，人工更换大直径的三面刃铣刀再加工剩余部分。

采用多把三面刃铣刀加工，需要重复对刀，对刀容易出现误差，导致两次加工的结合处存在接刀痕。

因此，如何使用一把反铣刀具实现快速加工面径与孔直径比大的内端面仍然是机械加工行业的一大难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反铣刀具，该反铣刀具允许使用一把刀具加工孔内端面，减少刀具投入，减少刀具更换时间，提升加工效率；避免多把刀具加工引起的接刀痕，提升表面加工质量。

本发明还要解决的技术问题是提供一种数控加工中心，该数控加工中心可以使用一把刀具加工孔内端面，减少刀具投入，减少刀具更换时间，提升加工效率；避免多把刀具加工引起的接刀痕，提升了表面加工质量。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种反铣刀具，包括刀柄组件和不可转动地安装在所述刀柄组件上的刀头，所述刀柄组件包括刀柄，所述刀头包括相连接的连接部和刀头主体，所述刀头主体上安装有用于反铣加工的刀尖，所述刀柄通过锥度轴孔配合结构与所述连接部相连。

可选地，所述锥度轴孔配合结构包括相配合的锥度轴和锥度孔，所述刀柄的安装段形成为所述锥度轴，所述连接部形成为所述锥度孔，或者，所述刀柄的安装段形成为所述锥度孔，所述连接部形成为所述锥度轴。

进一步地，所述刀柄与所述连接部之间设置有止动机构，所述止动机构包括安装在所述锥度轴上的止动键和设置在所述锥度孔端部的卡口，以使得所述刀头不可转动地安装在所述刀柄上。

进一步地，所述刀柄组件还包括压紧螺母，所述刀柄的安装段形成为所述锥度轴，所述连接部形成为所述锥度孔，所述压紧螺母紧固在所述刀柄的安装段的端部，以压紧固定所述连接部。

可选地，所述刀头主体上安装有至少两个所述刀尖，各所述刀尖距旋转轴线的距离不等。

具体地，各所述刀尖端部距所述刀头主体的安装面的距离不等。

具体地，各所述刀尖沿旋转切削方向布置。

可选地，所述刀头主体为扇形结构。

具体地，所述刀尖上安装有TCMT刀片。

本发明另一方面提供一种数控加工中心，安装有上述技术方案中任一项所述的反铣刀具。

通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：

本发明的刀柄与刀头采用锥度轴孔配合的方式进行连接，便于刀柄的轴线与刀头的轴线自动重合，轴孔零间隙配合，防止配合间隙影响加工质量，从而可以通过更换刀头或者改变刀尖位置的方式，对孔内端面进行加工，不会出现结合处存在接刀痕的问题，也就是说，可以使用一把刀具加工孔内端面，减少刀具投入，减少刀具更换时间，提升加工效率，提升表面加工质量。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明具体实施方式中的反铣刀具的立体结构示意图；

图2是本发明具体实施方式中的反铣刀具的结构示意图之一；

图3是本发明具体实施方式中的反铣刀具的结构示意图之二；

图4是本发明具体实施方式中的刀头的立体结构示意图；

图5是本发明具体实施方式中的刀头的结构示意图之一；

图6是本发明具体实施方式中的刀头的结构示意图之二；

图7是本发明具体实施方式中的刀尖的立体结构示意图；

图8是本发明具体实施方式中的刀柄组件的结构示意图；

图9是本发明具体实施方式中的反铣刀具对孔内端面加工过程的示意图。

附图标记说明

1刀头 11连接部

12刀头主体 13刀尖

131刀片 132刀片压紧螺钉

133方条 14调整盖板

15锁紧螺钉 21刀柄

22压紧螺母 23垫片

3止动键 4卡口

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“形成”、“设有”、“设置”、“连接”、“安装”等应做广义理解，例如，连接可以是直接连接，也可以是通过中间媒介进行间接的连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间连接件间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，为了便于描述本发明和简化描述，术语“上”、“下”是与反铣刀具自身方位有关，术语为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件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；而且，对于本发明的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。

参照图1至图8，本发明提供了一种反铣刀具，包括刀柄组件和刀头1，刀头1不可转动地安装在所述刀柄组件上，所述刀柄组件包括刀柄21，所述刀头1包括连接部11和刀头主体12，连接部11和刀头主体12相连接，连接部11用于与刀柄21连接，所述刀头主体12上安装有刀尖13，刀尖13用于反铣加工，所述刀柄21通过锥度轴孔配合结构与所述连接部11相连。

在上述技术方案中，反铣刀具由刀柄组件和刀头1两部分组成，刀柄组件和刀头1采用分离式结构设计，本发明对刀柄组件和刀头1的接口连接方式进行了特别的设计，即将刀柄21通过锥度轴孔配合结构与连接部11相连，使得刀柄组件和刀头1通过具有锥度的方式进行连接，便于刀柄的轴线与刀头的轴线自动重，由于轴孔零间隙配合，能够防止配合间隙影响加工质量。在对具体的孔内端面进行加工的过程中，可以通过更换刀头1的方式，更换不同加工直径的刀头1，由于刀柄的轴线与刀头的轴线自动重，轴孔零间隙配合，保证对刀的精度，不会出现结合处存在接刀痕的问题。可见，可以使用一把刀具加工孔内端面，能够减少刀具投入，减少刀具更换时间，提升加工效率，提升表面加工质量。

作为锥度轴孔配合结构的一种具体实施例，锥度轴孔配合结构包括锥度轴和锥度孔，锥度轴和锥度孔能够相互配合，形成轴孔零间隙配合。具体地，刀柄21可以分为安装段与夹持段两部分，其中，刀柄21的安装段用于与连接部11相连接，刀柄21的夹持段用于将刀具安装在机床主轴上；参照图2、图5和图8，刀柄21的安装段可以形成为锥度轴，对应地，连接部11形成为锥度孔，使得连接部11能够套接在刀柄21的安装段上，形成轴孔零间隙配合；或者，也可以使刀柄21的安装段形成为锥度孔，对应地，连接部11形成为锥度轴，使刀柄21的安装段能够套接在连接部11上，形成轴孔零间隙配合。

在一个具体实施例中，为了更好地将连接部11紧固在刀柄21上，参照图1和图3，刀柄组件还包括压紧螺母22，此处，刀柄21的安装段形成为锥度轴，连接部11形成为锥度孔，刀柄21的安装段穿过连接部11内的锥度孔，锥度孔贯穿刀头主体12，并且，在与刀头主体12相结合的位置，形成沉孔，刀柄21的安装段的端部可以设置外螺纹，将压紧螺母22安装在刀柄21的安装段的端部，通过旋紧压紧螺母22，将压紧螺母22挤压沉孔，从而将刀柄21与连接部11紧固连接。进一步地，刀柄组件还可以包括垫片23，将垫片23放入沉孔内，再用压紧螺母22旋紧，增大接触面积，减小压力，防止松动。或者，在刀柄21的安装段形成为锥度孔且连接部11形成为锥度轴的情况下，在刀柄21的安装段上设置通孔，使用销钉、螺钉或螺栓等使刀柄21与连接部11两者形成紧固连接。

在一个具体实施例中，为了使刀头1与刀柄组件之间不发生转动，确保刀柄21的旋转扭矩可靠传递给刀头1，具体地，参照图1、图5和图8，可以在刀柄21与连接部11之间设置有止动机构，止动机构可以由止动键3和卡口4组成，参照图8，止动键3安装在锥度轴上，刀柄21上设置环形凸台，将刀柄21分为安装段与夹持段，止动键3通过螺栓安装在刀柄21的环形凸台朝向安装段一侧的侧面上，参照图5，卡口4开设在锥度孔的底部，在将连接部11套装在刀柄21的安装段以后，卡口4卡接在止动键3上，使得刀柄组件和刀头1形成不可转动地连接方式。或者，止动机构也可以采用其它适合的结构。

在具体实施例中，可以在刀头主体12上安装有至少两个刀尖13，刀尖13用于与孔内端面接触，并对孔内端面进行加工。为了描述简洁，下面以图5所示的两个刀尖13为例进行说明，在刀头主体12上安装有三个或更多刀尖13的方式，其能够依据两个刀尖13的实施例进行类推，对此不再进行赘述。

具体地，参照图5，在刀头主体12上安装有两个刀尖13，两个刀尖13距旋转轴线的距离是不等，一个刀尖13相对靠近旋转轴线，另一个刀尖13相对远离旋转轴线，在对孔内端面进行加工的过程中，靠近旋转轴线的一个刀尖13负责加工内侧相对较小的端面，远离旋转轴线的另一个刀尖13负责加工外侧相对较大的端面，有效提高加工效率。其中，旋转轴线是指刀头1在旋转时所围绕旋转的中心轴线。

进一步地，两个刀尖13端部距离刀头主体12的安装面的距离也是不等的，其中，刀头主体12的安装面是指刀尖13安装在刀头主体12上面的所在的结构面，刀尖13端部是指远离刀头主体12的一端，用于切削加工平面的一端。例如，参照图9，图9给出了两个刀尖13对孔内端面进行加工的实施例，靠近旋转轴线的一个刀尖13的端部距离刀头主体12的安装面的距离大些，远离旋转轴线的另一个刀尖13的端部距离刀头主体12的安装面的距离小些，在第一次加工时，靠近旋转轴线的一个刀尖13对孔内端面的加工尺寸要大于远离旋转轴线的另一个刀尖13对孔内端面的加工尺寸，远离旋转轴线的另一个刀尖13对孔内端面进行初步加工，然后再将靠近旋转轴线的一个刀尖13更换到远离旋转轴线的另一个刀尖13的位置，进行精加工，有效提高加工效率。

作为刀尖13的一种具体实施例，参照图7，刀尖13由刀片131、刀片压紧螺钉132以及方条133构成，方条133用于将刀尖13整体紧固安装在刀头主体12，方条133底部形成三角形结构，且方条133底部的侧面形成刀片安装槽，刀片131安装在刀片安装槽内，并使用刀片压紧螺钉132将刀片131紧固在方条133上。

其中，刀片131可以为现有的用于铣削的刀片，如三面刃铣刀，优选地，刀片131可以为通用TCMT刀片(顶角为60度的正三角形刀片)，通用TCMT刀片具有可用于加工的3个刀刃，在其中某个刀刃磨损严重时，可以更换其它刀刃继续使用，刀片利用率高，可节省加工成本。

在具体实施例中，在刀头主体12外侧端部的上表面安装调整盖板14，在刀头主体12外侧端部的外表面安装锁紧螺钉15，通过调整盖板14和锁紧螺钉15共同对刀尖13进行定位，当需要更换刀尖13时，可以通过调节调整盖板14和锁紧螺钉15，解除对刀尖13的锁定，从而完成对刀尖13的更换。

一般地，刀尖13沿旋转切削方向布置，例如，当车床主轴顺时针旋转时，则刀尖13沿顺时针旋转切削方向布置，当车床主轴逆时针旋转时，则刀尖13沿逆时针旋转切削方向布置。

作为刀头主体12的一个具体实施例，参照图4，刀头主体12的上表面为近似扇形的平面，使得刀头主体12整体呈现为近似扇形体结构，相对于现有的圆盘形的反铣刀而言，刀头主体12设计为近似扇形体结构，一方面可以减轻刀具重量，另一方面方便刀具以偏离工件孔轴线的方式穿过工件孔，加工工件孔的内端面使，可以实现自动换刀，不需要反向人工装刀。当然，刀头主体12不局限于上述近似扇形体结构，也可以为其它适合的结构，只要能够到达以偏离工件孔轴线的方式穿过工件孔的目的即可。

为了更好地理解本发明的技术方案，下面结合相对全面的技术特征对本发明优选技术方案进行说明。

参照图1至图8，本发明提供了一种反铣刀具，包括刀柄组件和刀头1，刀柄组件包括刀柄21、压紧螺母22及垫片23，刀头1包括连接部11和刀头主体12，刀柄21的安装段为锥度轴，刀柄21的安装段的端部设置有外螺纹，连接部11内形成为锥度孔，刀头主体12安装在连接部11侧方，并且连接部11与刀头主体12相连接处的内部形成有沉孔，刀柄21的安装段与连接部11相连形成锥度轴孔配合结构，便于刀柄21的轴线与刀头1的轴线自动重合，在刀柄21端头的压紧螺母22压紧后，轴孔零间隙配合，防止配合间隙影响加工质量，其中，沉孔内依次安装垫片23和压紧螺母22，旋紧压紧螺母22，将刀柄21与连接部11挤压固定。在连接部11的底部开设有卡口4，刀柄21的环形凸台的上表面设置有止动键3，止动键3与卡口4相卡合，确保刀柄21转扭矩可靠传递给刀头1。刀头主体12的下表面设置有两个刀尖13，两个刀尖13距旋转轴线的距离是不等，两个刀尖13端部距离刀头主体12的安装面的距离也是不等的，显著提高加工效率。具体地，在刀头主体12外侧端部的上表面安装调整盖板14，在刀头主体12外侧端部的外表面安装锁紧螺钉15，通过调整盖板14和锁紧螺钉15共同对刀尖13进行定位。刀尖13由刀片131、刀片压紧螺钉132以及方条133构成，使用刀片压紧螺钉132将刀片131紧固在方条133上，其中，刀片131可以为通用TCMT刀片，通用TCMT刀片具有可用于加工的3个刀刃，在其中某个刀刃磨损严重时，可以更换其它刀刃继续使用，刀片利用率高，可节省加工成本。刀头主体12设计为近似扇形体结构，一方面可以减轻刀具重量，另一方面方便刀具以偏离工件孔轴线的方式穿过工件孔，加工工件孔的内端面使，可以实现自动换刀，不需要如现有技术一般反向人工装刀。

通过本发明的上述技术方案，可以使用一把刀具加工孔内端面，减少刀具投入，减少刀具更换时间，提升加工效率；可以使用一把刀具加工孔内端面，避免多把刀具加工引起的接刀痕，对孔内端面高效加工，加工面质量高，加工效率高，应用范围广，易实现自动化；可实现自动换刀，无需反向人工换刀，提升加工效率；双刀尖的位置和高度不同，可有效提高加工效率；刀片选用通用TCMT刀片，刀片利用率高，降低加工成本，便于维护；刀柄与刀头的特殊接口设计(锥度轴孔配合)减少了配合间隙对加工质量的影响；刀头与刀体采用分体式设计，便于刀具维护，降低刀具维护成本。

本发明还提供一种数控加工中心，所述数控加工中心内安装有上述技术方案所述的反铣刀具。由于数控加工中心内安装有本发明的反铣刀具，因此也具有与所述的反铣刀具相同的有益效果。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种反铣刀具，其特征在于，包括刀柄组件和不可转动地安装在所述刀柄组件上的刀头(1)，所述刀柄组件包括刀柄(21)，所述刀头(1)包括相连接的连接部(11)和刀头主体(12)，所述刀头主体(12)上安装有用于反铣加工的刀尖(13)，所述刀柄(21)通过锥度轴孔配合结构与所述连接部(11)相连。

2.根据权利要求1所述的反铣刀具，其特征在于，所述锥度轴孔配合结构包括相配合的锥度轴和锥度孔，所述刀柄(21)的安装段形成为所述锥度轴，所述连接部(11)形成为所述锥度孔，或者，所述刀柄(21)的安装段形成为所述锥度孔，所述连接部(11)形成为所述锥度轴。

3.根据权利要求2所述的反铣刀具，其特征在于，所述刀柄(21)与所述连接部(11)之间设置有止动机构，所述止动机构包括安装在所述锥度轴上的止动键(3)和设置在所述锥度孔端部的卡口(4)，以使得所述刀头(1)不可转动地安装在所述刀柄(21)上。

4.根据权利要求2所述的反铣刀具，其特征在于，所述刀柄组件还包括压紧螺母(22)，所述刀柄(21)的安装段形成为所述锥度轴，所述连接部(11)形成为所述锥度孔，所述压紧螺母(22)紧固在所述刀柄(21)的安装段的端部，以压紧固定所述连接部(11)。

5.根据权利要求1所述的反铣刀具，其特征在于，所述刀头主体(12)上安装有至少两个所述刀尖(13)，各所述刀尖(13)距旋转轴线的距离不等。

6.根据权利要求5所述的反铣刀具，其特征在于，各所述刀尖(13)端部距所述刀头主体(12)的安装面的距离不等。

7.根据权利要求5所述的反铣刀具，其特征在于，各所述刀尖(13)沿旋转切削方向布置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的反铣刀具，其特征在于，所述刀头主体(12)为扇形结构。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的反铣刀具，其特征在于，所述刀尖(13)上安装有TCMT刀片。

10.一种数控加工中心，其特征在于，安装有权利要求1至9中任一项所述的反铣刀具。

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