CN204997099U - 高弹性锥体高速刀柄 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于机械加工领域，特别涉及一种高弹性锥体高速刀柄。该刀柄为实心短锥结构，其柄体锥面锥度为1:10，在刀柄锥面上开有直-环交替槽，其槽深为4mm、槽宽为2mm、环槽数目为4、直槽数目为20，直槽沿锥柄母线方向且周向对称，环形槽沿刀柄圆周方向，其截面垂直于刀柄锥面，直槽与环槽的底部均为半圆弧状，此柄体尾部设有用于安装标准拉钉进行拉紧的拉钉孔。机床上拉杆通过设在该拉钉孔内的拉钉拉紧刀柄，使与主轴配合，即刀柄锥面和端面双面定位，刀柄小锥体产生弯曲与压缩弹性变形，其中主要是压缩变形。由于刀柄锥体上去除材料，增加锥体的弹性，通过弹性变形的方式增大主轴和刀柄锥面的配合过盈量，进而提高刀柄的极限转速和高速性能。
Description
技术领域本实用新型属于机械加工领域，特别涉及一种应用于高速加工的刀柄。
背景技术由于高速切削加工可以有效地提高加工效率，减小切削力，提高加工精度和表面质量，降低切削温度，以及可加工各种难加工材料等特性，对机械制造业快速发展有着极其重要的意义。高速加工工具系统主要是指机床主轴与刀具的连接系统，由主轴、刀柄、刀具、和夹紧机构等组成，其核心是连接刀柄。由于传统的7:24BT工具系统离心膨胀，已无法满足高速加工较高的系统精度、刚度和动平衡性能。
为满足高速加工的要求，国外进行了高速工具系统开发。其主要是：替代型：采用新型中空短锥结构，如德国的HSK工具系统，美国的KM工具系统，瑞士的CAPTO工具系统；改进型：如日本的BIG-PLUS和3LOCK工具系统。其中HSK刀柄是应用最为广泛，采用1:10锥度的空心短锥结构，有利于实现换刀轻型化、高速化模式，采用锥面和法兰端面双面定位和夹紧，进而提高了主轴/刀柄的联接性能，同时也存在不足之处：过盈量小，极限转速低；空心薄壁结构，强度刚度低；受损后修复重磨比较困难，经济性不好；中空结构，刀具悬伸量大等。
综合可见，现有高速刀柄存在问题主要是主轴/刀柄联接问题，即主轴与刀柄离心膨胀导致其配合面出现膨胀间隙，从而影响到主轴/刀柄的联接刚度和定位精度。
发明内容本实用新型目的在于提供一种能够提高极限转速和高速性能的高弹性锥体高速刀柄。
本实用新型主要是在现有刀柄外形尺寸的基础上进行结构设计，通过锥面上开直-环交替槽实现的。其技术方案如下：
本实用新型是锥度为1:10的实心短锥双面定位刀柄，在其锥面上开直-环交替槽，直槽沿锥柄母线方向且周向对称，环形槽沿刀柄圆周方向，其截面垂直于刀柄锥面，直槽与环槽的底部均为半圆弧状，最终形成多个小锥体，并由它们形成虚拟接触锥面，本刀柄尾部设有用于安装标准拉钉进行拉紧的拉钉孔，机床上拉杆通过设在该拉钉孔内的拉钉拉紧刀柄。在刀柄与主轴配合时，刀柄小锥体产生弯曲与压缩弹性变形，其中主要是压缩变形。
本实用新型具有如下优点：
1.本实用新型与现有的高速加工工具系统兼容。
2.本实用新型是实心结构，可减小刀具悬伸量。
3.本实用新型增大了主轴锥孔和刀柄锥面配合的过盈量，提高了刀柄的极限转速和高速性能。
附图说明图1为本实用新型三维示意图。
图2为本实用新型主视局剖示意图。
具体实施方式如图1和图2示的高弹性锥体高速刀柄示意图中，该刀柄1为实心短锥刀柄，其锥面锥度为1:10，在刀柄锥面上开有直-环交替槽4，其槽深为4mm、槽宽为2mm、环槽数目为4、直槽数目为20，V型换刀槽6用于自动换刀。柄体尾部设有用于安装标准拉钉进行拉紧的拉钉孔3。机床上拉杆通过设在该拉钉孔内的拉钉拉紧刀柄，使与主轴配合，即刀柄锥面5和端面2双面定位。通过刀柄锥体上去除材料，增加锥体的弹性，通过弹性变形的方式增大配合过盈量，高速加工时，较大的过盈量可弥补一定的主轴和刀柄锥面的膨胀间隙，提高极限转速和高速性能。
Claims (2)
1.一种高弹性锥体高速刀柄，其特征在于：该刀柄（1）为实心短锥刀柄，刀柄锥面的锥度为1:10，在刀柄锥面上开有直-环交替槽（4），其槽深为4mm、槽宽为2mm、环槽数目为4、直槽数目为20，此柄体尾部设有用于安装标准拉钉进行拉紧的拉钉孔（3）。
2.根据权利要求1所述的一种高弹性锥体高速刀柄，其特征为：刀柄锥面上开有直-环交替槽（4），直槽沿锥柄母线方向且周向对称，环形槽沿刀柄圆周方向，其截面垂直于刀柄锥面，直槽与环槽的底部均为半圆弧状。
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Cited By (3)
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| CN106624005A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-10 | 燕山大学 | 波纹锥套自补偿离心膨胀高速刀柄 |
| CN107009179A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-08-04 | 燕山大学 | 一种机械式自膨胀高速刀柄 |
| CN115255423A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-01 | 燕山大学 | 刀柄锥面分布规则圆形盲孔的优化方法 |
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