CN115365528A - 一种具有自锁装置的刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有自锁装置的刀具，包括：夹持柄；上颚，该上颚具有弹性变形区和贯穿的操作孔，并通过所述弹性变形区与所述夹持柄连接；下颚，该下颚与所述上颚之间具有间隙；变形腔，包括变形槽和变形孔，所述变形槽部分设置在所述上颚和下颚之间；顶起件，该顶起件部分设置在所述操作孔中，并与所述下颚的外表面接触，能够将所述上颚向上顶起；刀片，所述刀片设置在所述下颚与上颚之间的间隙。本发明的目的在于提供一种更耐用的、具有自锁装置的、能够稳固夹持刀片的切槽、切断刀具。

Description

一种具有自锁装置的刀具

技术领域

本发明属于刀具夹持装置领域，尤其涉及一种具有自锁装置的刀具。

背景技术

在深槽加工、大直径切断加工中所使用的刀具领域内，存在许多切削刀具的实例，该切削刀具的刀片夹持在刀体头部的刀片槽中，该刀片槽具有上颚部分和下颚部分。这些刀具中的一些夹紧结构，包括弹性自锁夹紧、上颚贯穿螺钉压紧等，刀具上颚部分施加主动或者被动的夹持力，将切削刀片夹紧在上颚部分和下颚部分之间的刀片槽内，然后进行切槽、切断加工。

CN 104249166 B公开了一种切槽、切断刀具，该刀具通过刀片槽上夹紧部分的弹性变形回弹，将切削刀片夹紧在刀具的刀片槽内，该切削刀具主体为板状形式，刀具对刀片的夹紧过程，先通过夹紧辅助工具，例如扳手，与刀具变形孔的接触摩擦作用，刀片槽张开到一定的高度，将刀片装入刀具刀片槽内，夹紧工具与刀具的变形孔再次摩擦作用，刀片槽呈自然状态，由于其弹性变形回弹，将刀片夹紧。取出刀片时，转动扳手，使得刀片槽上夹紧部分脱离刀片接触，将刀片取出。每次装入和取出刀片，重复此操作。当切槽宽度较大时，刀具的板状形式厚度也随之加厚，扳手通过刀具变形孔的作用，使刀片槽上夹紧部分张开的难度增加，变形孔的磨损及变形也加剧，随着刀具的进一步使用，继而影响夹紧工具对变形孔的作用能力，缩短刀具整体的使用寿命。

CN 104105564 B公开了一种切槽、切断刀具，其刀具具有与机床连接的刀具主体部分，以及头部安装刀片的夹持部分，该夹持部分包括容纳刀片的凹做，及作用于刀片的两个夹紧臂，其中一个接触刀片的第一夹紧臂，另外一个具有螺纹孔和螺钉的第二夹紧臂。夹紧刀片时，旋转第二夹紧臂中的螺钉，螺钉接触第一夹紧臂，第一夹紧臂首先克服自身的弹性变形，然后通过螺钉产生对第一夹紧臂的作用力，使得第一夹紧臂向下运动，接触刀片，从而达到压紧刀片的目的。第一，该种刀具夹紧时，需要首先克服第一夹紧臂自身的弹性变形，然后对第二夹紧臂产生压紧力，第二夹紧臂对刀片的夹紧力有限.第二，此类大切深刀具，设置在刀片凹槽上部的螺钉，由于板状厚度及刀具强度的限制，螺钉尺寸大小设置受到限制，即较小的螺钉尺寸，产生有限的夹紧力。刀具的稳定性和性能受到影响。第三，此类刀具有第一、第二夹紧臂，结构相对复杂，要保证良好的装夹精度和效果的话，加工制造成本较高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种更耐用的、具有自锁装置的、能够稳固夹持刀片的切槽、切断刀具。

本申请方案提供一种具有自锁装置的刀具，包括：

夹持柄；

上颚，该上颚具有弹性变形区和贯穿的操作孔，并通过所述弹性变形区与所述夹持柄连接；

下颚，该下颚与所述上颚之间具有间隙；

变形腔，包括变形槽和变形孔，所述变形槽部分设置在所述上颚和下颚之间；

顶起件，该顶起件部分设置在所述操作孔中，并与所述下颚的外表面接触，能够将所述上颚向上顶起；

刀片，所述刀片设置在所述下颚与上颚之间的间隙。

进一步地，记所述刀片的长度为L，所述变形孔的中心到所述刀片的切削点的距离H＝(1.5～2)L。

进一步地，所述弹性变形区的厚度h1＝1.0～6.0mm。

进一步地，所述顶起件为螺钉，所述操作孔为螺纹孔，所述螺钉与所述下颚的外表面接触，并能够通过向下旋进将所述上颚向上顶起。

进一步地，所述顶起件的中心轴到所述刀片的切削点的距离h2＝(1.1～1.5)L。

进一步地，所述上颚和下颚各具有相对的夹持面，相对所述下颚的夹持面，所述上颚的夹持面从前端至后端向上倾斜，倾斜角度α≤10°。

进一步地，所述上颚和下颚的夹持面的中部均向外凸起，所述刀片的上端面和下端面均具有相应的凹陷。

进一步地，所述上颚的厚度h3≥3mm。

本申请的改进带来如下优点：

本申请提供的刀具相比现有的刀具，通过操作顶起件即可将上颚顶起，变形孔不易磨损，操作也更加方便，使用寿命更长。本刀具主要通过弹性变形区弹性形变产生的夹紧力夹紧刀片，不需要通过螺钉提供夹紧力，夹紧力可以做得更强，对刀片的夹持也更加牢靠。结构简单，操作简便，只需松开顶起件，上颚在弹性形变作用力的作用下，自动向下颚靠拢，夹持刀片。

附图说明

图1为本申请一种具有自锁装置的刀具的立体结构示意图；

图2为本申请一种具有自锁装置的刀具的侧视结构示意图；

图3为本申请一种具有自锁装置的刀具的俯视结构示意图；

图4为沿图3中P-P的剖面结构示意图；

图5为本申请一种具有自锁装置的刀具的一种状态示意图；

图6为本申请一种具有自锁装置的刀具的另一种状态示意图；

图7为本申请一种具有自锁装置的刀具的另一种状态示意图；

其中，1为夹持柄，2为上颚，21为弹性变形区，22为操作孔，23为上颚的夹持面，3为下颚，31为下颚的夹持面，4为变形腔，41为变形槽，42为变形孔，5为顶起件，6为刀片。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1-7，本申请实施例一种具有自锁装置的刀具，该刀具可以用于切槽和切断加工，包括：

夹持柄1，用于将该刀具安装固定到机床、车床或其他加工设备上；

上颚2，该上颚2具有弹性变形区21和贯穿的操作孔22，并通过弹性变形区21与夹持柄1连接；弹性变形区21能够产生弹性形变，当上颚2脱离自然状态被向上顶起时，弹性变形区21产生弹性形变，使得上颚2能够大致向下运动或产生大致向下的作用力；

下颚3，该下颚3与上颚2之间具有间隙；

变形腔4，包括变形槽41和变形孔42，变形槽41部分设置在上颚2和下颚3之间；

顶起件5，该顶起件5部分设置在操作孔22中，并与下颚3的外表面接触，能够将上颚2向上顶起；顶起件5能够以与下颚3的接触面为支点，将上颚2向上顶起；

刀片6，刀片6设置在下颚3与上颚2之间的间隙中。

其中，自然状态是指：移除刀片6，并让顶起件5脱离与下颚3的接触，使其不对上颚2产生向上的作用力，这时候的刀具仅受到重力这一种外力作用的状态。此状态下，上颚2与下颚3之间的距离应当小于刀片6的厚度，以便装入刀片6后，较厚的刀片6能够迫使上颚2的弹性变形区21产生弹性形变，使得上颚2对刀片6施加大致向下的作用力，以夹持刀片6。本申请中以远离夹持柄1为前端，以靠近夹持柄1为后端。

在弹性自锁式夹紧切槽、切断刀具中，尤其是切槽、切断宽度大的刀具。现有的通过变形孔和扳手共同作用的同类刀具，由于切槽、切断宽度大，刀具夹持部分的的厚度也随之变大，扳手通过变形孔作用将刀具上颚顶起的难度增加。本申请的刀具为弹性自夹紧刀具，但是辅助的夹紧机构不是扳手和变形孔，所以不存在因为变形孔磨损影响装夹的问题。

在自锁式刀具中，多以夹紧工具，如扳手，插入刀具变形孔中，通过摩擦运动时刀具上颚部分产生一定的变形，达到装夹刀片的目的。本申请的自锁式刀具中的辅助夹持架构与上述完全不同，结构简单，顶起件5与下颚3接触表面磨损后仍然可以正常使用，刀具使用寿命长。

刀具头部刀片6槽高度，自然状态下高度小于刀片6高度，通过上颚2中的贯穿螺钉运动接触下颚3表面，使其张开一定的高度后，装入刀片6，然后松开上颚2作用螺钉，刀具头部上压紧部分自由运动，通过上压紧部分的弹性自锁，将刀片6压紧。

变形孔42、弹性变形区21厚度、顶起件位置的合理设置保证装入刀片6时，上颚2产生一定的变形和位移，刀片6能顺利装入。夹持刀片6时，上颚2由于弹性变形区21的弹性变形，产生一定的夹紧力，保证上颚2对刀片6的压紧力。

如图2所示，作为一个实施例，记刀片6的长度为L，变形孔42的中心到刀片6的切削点的距离H＝(1.5～2)L。

如图2所示，具体的，弹性变形区21的厚度h1＝1.0～6.0mm；上颚2的厚度h3≥3mm。

如图1-7所示，具体的，顶起件5为螺钉，操作孔22为螺纹孔，螺钉与所述下颚3的外表面接触，并能够以与下颚3的接触面为支点，通过向下旋进将上颚2向上顶起。

具体的操作方法如下：

第一步，使用扳手或其他工具朝一个方向转动螺钉让螺钉向下旋进，然后螺钉的尾部表面接触下颚3的表面，螺钉不断地向下旋进。由于下颚3没有设置螺钉孔或者其他贯穿孔，所以螺钉被下颚3的接触面阻挡而无法继续向下运动，向下旋进受阻的螺钉带动上颚2的前端向上运动到一定的位置，即上颚2相对下颚3张开，弹性变形区21发生弹性形变。运动状态如图5所示。

第二步，将刀片6放入上颚2与下颚3之间的间隙中。运动状态如图5所示。

第三步，使用扳手或其他工具，与第一步相反的方向转动螺钉，螺钉向上旋出，上颚2逐渐失去螺钉的支撑，在弹性变形区21弹性变形作用力的作用下，上颚2的前端向下运动，接触并压紧刀片6。由于自由状态下，上颚2与下颚3的距离小于刀片6的高度，所以上颚2利用弹性自锁能力，将刀片6稳定夹紧。运动状态如图6所示。

第四步，更换刀片6时，重复第一步操作，螺钉带动上颚2前端向上运动，使前端脱离与刀片6的接触，将刀片6取下更换。运动状态如图7所示。

在刀具夹持上颚2具有螺钉结构的刀具中，多以螺钉向下运动，压迫刀具头部的上颚2部分向下运动，从而达到对刀片6的夹紧。本申请提供一种新的刀片6夹紧方法，以上颚2内的贯穿螺钉向下运动，螺钉接触下颚3的表面，带动上颚2的前端向上运动，达到装入刀片6的目的；松开作用于上颚2的螺钉，螺钉呈自然状态后，再通过上颚2的弹性自锁，将刀片6夹紧。

如图2所示，具体的，顶起件5的中心轴到刀片6的切削点的距离h2＝(1.1～1.5)L。h2的设置，即螺钉在刀具上的前后位置，首先在此结构刀具上，螺钉需要位于刀片6的后端，并作用于刀具上，而不是作用于刀片6上。其次，螺钉在刀具上的工作原理类似于杠杆原理，螺钉孔的位置即杠杆的支点，螺钉向下运动，在螺钉位置产生一个一定的力使刀具上颚2向上运动。那个这个力的大小取决于螺钉孔的位置关系h2和弹性变形区21厚度h1，通过理论计算，在一定弹性变形区21厚度h1时，螺钉的位置h2＝(1.1-1.5)L时，产生的使上颚2向上运动的力大小是合理的，此时能够更加容易实现操作螺钉向下运动，达到装入刀片6的目的，同时又不因为过度的弹性形变而损害其由弹性形变产生的自紧夹持力。

具体的，上颚2和下颚3各具有相对的夹持面，相对下颚的夹持面31，上颚的夹持面23从前端至后端向上倾斜，倾斜角度α≤10°。具体来说，上颚的夹持面23可以为其下端面，下颚的夹持面31可以为其上端面，两者相对设置以夹持刀片6。将上颚的夹持面倾斜设置，可以保证装夹刀片6时，上颚2的前端能够充分与刀片6的上表面接触，让夹持更加牢固。

如图1所示，进一步地，上颚2和下颚3的夹持面的中部均向外凸起，刀片6的上端面和下端面均具有相应的凹陷。通过上述凸起与凹陷的配合，可以让刀片6在进行切削作业时，不容易发生偏移，能够更加牢固地固定在上颚2与下颚3的夹持中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种具有自锁装置的刀具，其特征在于，包括：

夹持柄；

上颚，该上颚具有弹性变形区和贯穿的操作孔，并通过所述弹性变形区与所述夹持柄连接；

下颚，该下颚与所述上颚之间具有间隙；

变形腔，包括变形槽和变形孔，所述变形槽部分设置在所述上颚和下颚之间；

顶起件，该顶起件部分设置在所述操作孔中，并与所述下颚的外表面接触，能够将所述上颚向上顶起；

刀片，所述刀片设置在所述下颚与上颚之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，记所述刀片的长度为L，所述变形孔的中心到所述刀片的切削点的距离H＝(1.5～2)L。

3.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述弹性变形区的厚度h1＝1.0～6.0mm。

4.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述顶起件为螺钉，所述操作孔为螺纹孔，所述螺钉与所述下颚的外表面接触，并能够通过向下旋进将所述上颚向上顶起。

5.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述顶起件的中心轴到所述刀片的切削点的距离h2＝(1.1～1.5)L。

6.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述上颚和下颚各具有相对的夹持面，相对所述下颚的夹持面，所述上颚的夹持面从前端至后端向上倾斜，倾斜角度α≤10°。

7.根据权利要求6所述的刀具，其特征在于，所述上颚和下颚的夹持面的中部均向外凸起，所述刀片的上端面和下端面均具有相应的凹陷。

8.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述上颚的厚度h3≥3mm。

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