CN201432116Y - 用于可转位刀片的固定刀夹 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于可转位刀片的固定刀夹，包括刀座、夹紧螺栓和夹持件，所述刀座上设有可转位刀片安装部和螺栓安装孔，所述夹持件置于刀座上方，夹持件上设有通孔，夹紧螺栓套于通孔内，并与螺栓安装孔螺纹连接，夹紧螺栓上套设有压缩弹簧，该压缩弹簧位于刀座与夹持件之间，所述夹持件的通孔周边与压缩弹簧相接的部位设有向下延伸的限位突出部，所述螺栓安装孔上段设有容置孔，限位突出部置于容置孔内。该用于可转位刀片的固定刀夹具有在刀片安装过程中限制夹持件的移动，使刀片的夹持定位更加精准牢固的优点。

Description

用于可转位刀片的固定刀夹

技术领域

本实用新型涉及机械切削加工技术，尤其涉及用于可转位刀片的固定刀夹。

背景技术

目前，存在着多种形状的采用硬质合金材料或陶瓷材料制成的可转位切削刀片，如菱形、偏菱形和三角形的可转位刀片，此类刀片通常是通过机械夹持刀夹固定。现有用于固定可转位刀片的刀夹有多种形式，例如，专利号为ZL95193314.0的发明专利公开了一种用于固定转位式刀片的刀夹，该刀夹的夹紧装置夹紧刀片时，夹持件前端底面与可转位刀片定位顶面接合处，刀片中心定位孔的边缘受力，且受力面积较小，容易引起应力集中，刀片沿中心定位孔的周边位置有破裂趋势，并且夹紧螺栓与夹持件之间的摩擦可能造成夹持件左右偏摆，很可能会使刀片产生位移，影响刀片的精准定位；另外，该夹紧装置与刀片中心定位孔内壁为一点接触或小段圆弧线接触，夹紧装置作用在刀片上的横向夹持力集中在该点，受力点面积较小，应力集中，刀片受力不均匀，刀片有沿受力点破裂趋势，也有可能产生整个刀具系统不稳定的现象。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在刀片安装过程中限制夹持件的移动方向，使刀片的夹持定位更加精准牢固的用于可转位刀片的固定刀夹。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于可转位刀片的固定刀夹，包括刀座、夹紧螺栓和夹持件，所述刀座上设有可转位刀片安装部和螺栓安装孔，所述夹持件置于刀座上方，夹持件上设有通孔，夹紧螺栓套于通孔内，并与螺栓安装孔螺纹连接，夹紧螺栓上套设有压缩弹簧，该压缩弹簧位于刀座与夹持件之间，所述夹持件的通孔周边与压缩弹簧相接的部位设有向下延伸的限位突出部，所述螺栓安装孔上段设有容置孔，限位突出部置于容置孔内。

所述夹持件的限位突出部呈圆管状，所述螺栓安装孔的容置孔呈腰形孔状，且腰形孔长度方向与夹持件夹紧转位刀片过程中的移动方向一致，限位突出部与容置孔的大小关系满足0mm＜W-D＜0.1mm，且1mm＜L-D＜3mm，其中D为圆管状的限位突出部的外径，W为腰形孔状的容置孔的宽度，L为腰形孔状的容置孔的长度。

所述夹持件前端的下表面上设有适于与转位刀片中心定位孔的孔壁邻接的柱状突出部，所述夹持件前端下表面处与柱状突出部相邻的部位设有适于与转位刀片定位顶面形成线接触的衬垫部。

所述衬垫部为截面呈半圆状的长条形凸台，所述长条形凸台的弧面与转位刀片定位顶面相切形成线接触。

所述柱状突出部上设有一段避空斜面和两段适于与转位刀片中心定位孔的孔壁形成轴向线接触的斜圆柱面，两段斜圆柱面分别连接于避空斜面的两侧，所述斜圆柱面和避空斜面分别与通孔的轴线成α角延伸，3°≤α≤5°。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：夹持件的通孔周边与压缩弹簧相接的部位设有向下延伸的限位突出部，并将限位突出部置于螺栓安装孔上段的容置孔内，通过限位突出部和容置孔之间的配合，限制夹持件的移动，使刀片的夹持定位更加精准牢固。夹持件的限位突出部呈圆管状，螺栓安装孔的容置孔呈腰形孔状，且腰形孔长度方向与夹持件夹紧转位刀片过程中的移动方向一致，在旋紧夹紧螺栓紧固刀片时，夹持件的限位突出部置于螺栓安装孔的容置孔内，在夹紧螺栓的摩擦力作用下，夹持件也不会产生左右偏摆或转动，但呈腰形孔状的容置孔允许夹持件相对于刀座向后移动，能有效引导夹持件准确定位，实现刀片精确夹固。还可在夹持件前端的下表面上设有柱状突出部，夹持件前端下表面处与柱状突出部相邻的部位设有衬垫部，在夹紧刀片时夹持件的衬垫部与转位刀片定位顶面实现线接触，避免刀片中心定位孔的周边出现应力集中点，有效减少刀片中心定位孔周边位置的破裂趋势。衬垫部设为截面呈半圆状的长条形凸台，使夹持件的衬垫部与刀片定位顶面接触长度更大，实现衬垫部与刀片定位顶面均匀受力。在柱状突出部上设有一段避空斜面和两段斜圆柱面，两段斜圆柱面分别连接于避空斜面的两侧，使用夹持件夹紧转位刀片时，斜圆柱面与转位刀片形成轴向线接触，而避空斜面不与中心定位孔的孔壁接触，形成避空结构，使刀片中心孔处更加稳定的受到向后的拉应力。

附图说明

图1是本实用新型的拆分结构示意图；

图2是本实用新型的装配结构俯视图；

图3是刀座的俯视结构示意图；

图4是图2中刀夹处于夹紧状态的A-A剖面视图；

图5是图2中刀夹处于夹紧状态的B-B剖面视图；

图6是图2中刀夹处于松开状态的B-B剖面视图；

图7是本实用新型夹持件的侧视图；

图8是本实用新型夹持件的立体结构示意图。

图中各标号表示：

1、刀座                                2、夹紧螺栓

3、夹持件                                 4、压缩弹簧

5、可转位刀片                             6、垫板

7、挡垫                                   11、安装部

12、螺栓安装孔                            13、后突出部倾斜面

14、垫板定位孔                            15、侧壁

31、通孔                                  32、限位突出部

33、柱状突出部                            34、衬垫部

35、后钩部倾斜面                          51、中心定位孔

52、定位顶面                              53、定位底面

61、中心孔                                121、容置孔

122、螺纹段                               332、避空斜面

331、斜圆柱面                             CL1、第一中心轴线

CL2、第二中心轴线                         CL3、第三中心轴线

具体实施方式

本实用新型涉及用于可转位刀片的固定刀夹，适用于固定菱形、偏菱形和三角形的可转位刀片5，该类可转位刀片5可由硬质合金材料或陶瓷材料制成，具有一个平坦的下定位底面53、一个定位顶面52和一个中心定位孔51。下面以适用于固定菱形转位刀片的刀夹为例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

如图1至图8所示，本实用新型的用于可转位刀片的固定刀夹，包括刀座1、夹持件3、夹紧螺栓2、压缩弹簧4、垫板6和挡垫7。刀座1上设有可转位刀片5的安装部11、螺栓安装孔12和后突出部倾斜面13，螺栓安装孔12上段为容置孔121，下段为螺纹段122，安装部11两侧壁的夹角根据所夹持的可转位刀片5的形状设置，安装部11底面设有垫板定位孔14，垫板6置于安装部11的底面上，且与安装部11两侧壁15接合，挡垫7穿过垫板6的中心孔61并置于安装部11的垫板定位孔14内，起到对垫板6固定的作用，可转位刀片5置于垫板6上，可转位刀片5的两相邻的侧壁与刀片安装部11的两侧壁15相接合。夹持件3置于刀座1上方，夹持件3上设有通孔31，压缩弹簧4套设于夹紧螺栓2上，并位于刀座1与夹持件3之间，压缩弹簧4下端置于容置孔121内，上端与夹持件3接触，通孔31周边与压缩弹簧4相接的部位设有向下延伸的限位突出部32，限位突出部32置于螺栓安装孔12的容置孔121内，通过限位突出部32和螺栓安装孔12的容置孔121之间的配合，可限制夹持件3的移动，使刀片的夹持定位更加精准牢固，夹持件3后端与刀座1相接的部位设有后钩部倾斜面35，在刀夹夹紧可转位刀片5时，刀座1的后突出部倾斜面13与夹持件3的后钩部倾斜面35接触配合。夹紧螺栓2套于通孔31和螺栓安装孔12的容置孔121内，并与螺栓安装孔12的螺纹段122连接，夹紧螺栓2的上段为头部，头部往下是直径稍小的圆柱部分，圆柱部分延伸到底部端面为螺纹部分，夹紧螺栓2头部直径大于夹持件3的通孔31直径，圆柱部分直径小于通孔31的直径，在拧紧夹紧螺栓2时，夹紧螺栓2头部的顶面高于夹持件3的上表面，这种设置使得在圆柱部分和通孔31之间存在着特定的间隙，从而在拧紧夹紧螺栓2时保证夹持件3不会轻易转动，该夹紧螺栓2的第一中心轴线CL1平行于可转位刀片5的中心定位孔51的第二中心轴线CL2，夹紧螺栓2的第一中心轴线CL1相对于刀夹的第三中心轴线CL3以夹角β延伸，7°≤β≤10°，本实施例中β取8°23′。本实施例中，夹持件3的限位突出部32呈圆管状，螺栓安装孔12的容置孔121呈腰形孔状，且腰形孔长度方向与夹持件3夹紧可转位刀片5过程中的移动方向一致，限位突出部32与容置孔121的大小关系满足0mm＜W-D＜0.1mm，且1mm＜L-D＜3mm，其中D为圆管状的限位突出部32的外径，W为腰形孔状的容置孔121的宽度，L为腰形孔状的容置孔121的长度，本实施例中，W-D＝0.05mm，L-D＝1.05mm。这种设置保证夹持件3的限位突出部32与刀座1的容置孔121保持特定的配合关系，在旋紧夹紧螺栓2紧固刀片时，夹持件3的限位突出部32置于容置孔121内，在夹紧螺栓2头部的摩擦力作用下，夹持件3也不会产生左右偏摆或转动，但呈腰形孔状的容置孔121又能够允许夹持件3相对于刀座1向后移动，能有效引导夹持件3对可转位刀片5准确定位，实现可转位刀片5的精确夹固。夹持件3前端的下表面上设有向下、向内倾斜的柱状突出部33，该柱状突出部33适于与可转位刀片5的中心定位孔51的孔壁邻接，夹持件3下表面与柱状突出部33相邻的部位设有适于与可转位刀片5的定位顶面52形成线接触的衬垫部34，该衬垫部34为截面呈半圆状的长条形凸台，并由柱状突出部33边沿延伸至刀座1两侧，同时避开刀片中心定位孔51的周边位置，当拧紧夹紧螺栓2时，这种设置保证可转位刀片5的定位顶面52受到向下的夹紧压力，而且长条形凸台状的衬垫部34的弧面与定位顶面52相切，形成足够长度的线接触，避免刀片的中心定位孔51的周边出现应力集中点，有效减少中心定位孔51周边位置的破裂趋势，使夹持件3的衬垫部34与刀片的定位顶面52接触长度更大，实现衬垫部34与刀片的定位顶面52均匀受力。柱状突出部33上设有一段避空斜面332和两段斜圆柱面331，两段斜圆柱面331分别连接于避空斜面332的两侧，斜圆柱面331和避空斜面332分别与通孔31的轴线成α角延伸，3°≤α≤5°，本实施例中α取3°，在使用夹持件3夹紧可转位刀片5时，斜圆柱面331与转位刀片形成轴向线接触，而避空斜面332不与可转位刀片5的中心定位孔51的孔壁接触，形成避空结构，使刀片中心孔51处更加稳定的受到向后的拉应力。

工作原理：将可转位刀片5安装于刀夹时，先用挡垫7将垫板6固定在刀座1的安装部11，将压缩弹簧4置于螺栓安装孔12的容置孔121内，将夹持件3置于刀座1上方并与压缩弹簧4接触，再将夹紧螺栓2穿过夹持件3和压缩弹簧4与螺栓安装孔12的螺纹段122啮合至如图5所示抬起状态，将可转位刀片5置于安装部11内，使可转位刀片5的定位底面53与垫板6贴紧，使可转位刀片5的一对相邻侧面与安装部11的两侧壁15相接触。逐渐拧入夹紧螺栓2，夹紧螺栓2的头部逐渐下压夹持件3，压缩弹簧4被压缩夹紧，夹持件3的限位突出部32进入容置孔121内，同时夹持件3前端的衬垫部34与可转位刀片5的定位顶面52接触，此时夹持件3的后钩部倾斜面35与刀座1的后突出部倾斜面13接触，在此过程中，夹持件3在呈腰形孔状的容置孔121约束下，产生沿腰形孔长度方向相对于刀座1的安装部11向后的移动，同时被限制沿腰形孔宽度方向移动或仅仅产生可忽略的、微小的位移。继续拧紧夹紧螺栓2，此时夹持件3在后钩部倾斜面35约束下，产生向后、向下的移动和少量弹性变形，使夹持件3前端的衬垫部34对可转位刀片5的定位顶面52产生向下压力，同时，使夹持件3的柱状突出部33的两段斜圆柱面331与可转位刀片5的中心定位孔51形成轴向线接触，并在接触位置对可转位刀片5的中心定位孔51产生向后的夹紧力，夹持件3的避空斜面332不与可转位刀片5的中心定位孔51接触，形成避空结构，由两段斜圆柱面331所施加的夹紧力稳定、分散、均匀，对可转位刀片5的夹持更加牢固可靠，相对于其他刀具夹紧系统，本实用新型的刀夹具有更优异的夹紧刚性和刀片转位精度。进一步拧紧夹紧螺栓2，夹持件3的弹性变形增大，产生的夹持力增大，最终可转位刀片5的一对相邻侧面与刀片安装部11的两侧壁15贴紧，可转位刀片5的定位底面53与垫板6贴紧，实现刀夹对可转位刀片5的牢固夹持。同时，夹持件3前端的柱状突出部33容纳在可转位刀片5的中心定位孔51内，可避免其被金属加工过程中产生的切屑磨损。转位使用或更换可转位刀片5之前，需将可转位刀片5从刀座1上卸下，拧松夹紧螺栓2，在压缩弹簧4所产生的沿夹紧螺栓2轴线向上的弹力作用下，夹持件3被逐渐抬起并脱离可转位刀片5的中心定位孔51，夹持件3的后钩部倾斜面35与刀座1的后突出部倾斜面13线接触配合，实现刀座1对夹持件3后端的约束，使夹持件3进行一定的转动，夹持件3前端与可转位刀片5上表面呈锐角倾斜，直至夹持件3的柱状突出部33完全被抬离可转位刀片5的中心定位孔51，此时即可实现可转位刀片5的转位和更换。在此过程中，由于刀座1对夹持件3后端产生了约束，有效地避免了夹持件3左右晃动或是绕夹紧螺栓2转动，而且，可在不完全旋开夹紧螺栓2的情况下实现可转位刀片5的更换和转位，节省了刀片的更换时间，提高了加工效率。

上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的原理的前提下，还可以作出若干等同变换，这些等同变换均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1、一种用于可转位刀片的固定刀夹，包括刀座(1)、夹紧螺栓(2)和夹持件(3)，所述刀座(1)上设有可转位刀片安装部(11)和螺栓安装孔(12)，所述夹持件(3)置于刀座(1)上方，夹持件(3)上设有通孔(31)，夹紧螺栓(2)套于通孔(31)内，并与螺栓安装孔(12)螺纹连接，夹紧螺栓(2)上套设有压缩弹簧(4)，该压缩弹簧(4)位于刀座(1)与夹持件(3)之间，其特征在于：所述夹持件(3)的通孔(31)周边与压缩弹簧(4)相接的部位设有向下延伸的限位突出部(32)，所述螺栓安装孔(12)上段设有容置孔(121)，限位突出部(32)置于容置孔(121)内。

2、根据权利要求1所述的用于可转位刀片的固定刀夹，其特征在于：所述夹持件(3)的限位突出部(32)呈圆管状，所述螺栓安装孔(12)的容置孔(121)呈腰形孔状，且腰形孔长度方向与夹持件(3)夹紧转位刀片过程中的移动方向一致，限位突出部(32)与容置孔(121)的大小关系满足0mm＜W-D＜0.1mm，1mm＜L-D＜3mm，其中D为圆管状的限位突出部(32)的外径，W为腰形孔状的容置孔(121)的宽度，L为腰形孔状的容置孔(121)的长度。

3、根据权利要求1或2所述的用于可转位刀片的固定刀夹，其特征在于：所述夹持件(3)前端的下表面上设有适于与转位刀片中心定位孔(51)的孔壁邻接的柱状突出部(33)，所述夹持件(3)前端下表面处与柱状突出部(33)相邻的部位设有适于与转位刀片定位顶面(52)形成线接触的衬垫部(34)。

4、根据权利要求3所述的用于可转位刀片的固定刀夹，其特征在于：所述衬垫部(34)为截面呈半圆状的长条形凸台，所述长条形凸台的弧面与转位刀片定位顶面(52)相切形成线接触。

5、根据权利要求3所述的用于可转位刀片的固定刀夹，其特征在于：所述柱状突出部(33)上设有一段避空斜面(332)和两段适于与转位刀片中心定位孔(51)的孔壁形成轴向线接触的斜圆柱面(331)，两段斜圆柱面(331)分别连接于避空斜面(332)的两侧，所述斜圆柱面(331)和避空斜面(332)分别与通孔(31)的轴线成α角延伸，3°≤α≤5°。

6、根据权利要求4所述的用于可转位刀片的固定刀夹，其特征在于：所述柱状突出部(33)上设有一段避空斜面(332)和两段适于与转位刀片中心定位孔(51)的孔壁形成轴向线接触的斜圆柱面(331)，两段斜圆柱面(331)分别连接于避空斜面(332)的两侧，所述斜圆柱面(331)和避空斜面(332)分别与通孔(31)的轴线成α角延伸，3°≤α≤5°。

Images