CN212443289U - 环形内槽刀具结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械加工领域，特别是采用数控机床实现加工的领域，具体为一种环形内槽刀具结构，包括刀柄、刀杆和刀头，所述刀杆的一端连接刀柄，另一端连接刀头，所述刀杆与刀头的连接面上分别设置有形状相匹配的第一凸键和第一键槽结构，所述刀杆与刀头通过第一螺栓连接固定。本实用新型通过刀杆与刀头的连接面上分别设置有形状相匹配的第一凸键和第一键槽结构，并通过螺栓连接固定，使得更换刀头时，定位精准、安装快速，在操作层面上实现简单方便可靠，不需要很高的操作技能就可以实现快换，定位定度高，刀具强度好，加工产品质量高，加工效率及刀具成本低，产品市场竞争力强。

Description

环形内槽刀具结构

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，特别是采用数控机床实现加工的领域，具体为一种环形内槽刀具结构。

背景技术

在各种精密设备的生产制造中，环形内槽一直是机加工领域的一项难题。

以汽轮机高压内缸内的喷嘴环安装槽(简称喷嘴环槽)为例，可参考图5所示，喷嘴环槽8是一种环形内槽，在汽轮机内缸7的进、出汽管口缸体内部，其截面形状为U型，主要作用是将喷嘴环固定在喷嘴环槽内，喷嘴环槽属于静叶固定环，其安装精度很高，喷嘴环安装到喷嘴环槽后需要将缸体的左右两半内缸把合固定形成一个闭合仓，两半喷嘴环也要无缝对接。因此对喷嘴环槽的加工要求是非常严，必须加工完后两半对称误差非常小。

现有的刀具结构如图1中所示，使用L形式的结构，刀头1’通过若干焊点5’焊接在长方体刀杆2’上，通过开口式刀柄3’夹持方刀杆2’的形式夹紧，加工中，使刀具深入U型喷嘴环槽中，来通过L型刀具横向旋转进行切削。其中，所述刀头1’是将切刀刀体截断后焊接到刀杆2’上，焊接后的刀体很容易变形，变形后的刀杆2’与刀头需要再修磨成90度后才可使用，否则会造成切削干涉。但是刀头1’在修磨时报废率很高，经常会变形过大而不能修磨好，而且修磨后的刀头会削弱强度，使刀头部分的刀片4’支撑部位不牢固，很容易造成刀片脱落；刀体的夹持刚性也会受切削力而降低，所以刀具的刚性很差，切削力大时会出现严重的让刀或刀片断裂，刀片磨损或崩刃后需要整体更换刀头和刀杆，所以加工成本很高。

另一方面，由于内缸1的轴向长度较长，在加工中机床的方滑枕带着刀塔需要伸进缸体内部，伸出长度在1m以上；使整个机床的刚性会变差，在加上安装刀具后工况会更差，同时又受限于喷嘴环槽的宽度影响，刀杆2’的宽度不能做的太大，这样刀杆2’的强度不足容易造成让刀现象。使加工后的环体壁形成一些锥度，上下面与侧面出现接刀痕，环体根部清根部位不能达到图纸要求。而且，让刀现象和接刀痕使喷嘴环在安装过程中无法顺利安装到位；安装喷嘴环时需要靠钳工的打磨修缮多次试装，反复取出重复装配才能完成。这种装配工序劳动强度大，精确度不高，曾经出现喷嘴环试装过程中卡死取不出造成喷嘴环报废的事故。

此外，加工完整个喷嘴环槽需要多种刀具才能完成，每种刀具切削时都需要重新对刀校准零点，增加操作工人的工作强度和对刀误差风险。

实用新型内容

本实用新型克服了上述缺点，提供了一种环形内槽刀具，能有效提高产品的制造精度和加工效率，给下道工序节省装配时间和安装精度，降低生产成本，使产品更有市场竞争力。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种环形内槽刀具结构，包括刀柄、刀杆和刀头，所述刀杆的一端连接刀柄，另一端连接刀头，所述刀杆与刀头的连接面上分别设置有形状相匹配的第一凸键和第一键槽结构，所述刀杆与刀头通过第一螺栓连接固定。

进一步的，所述刀柄与刀杆的连接面可设置有形状相匹配的第二凸键和第二键槽，所述刀柄与刀杆通过第二螺栓连接固定。

进一步的，所述刀头可包括刀夹和刀片，所述刀夹与所述刀杆的另一端连接，所述第一凸键和第一键槽结构位于所述刀杆与刀夹的连接面上，所述刀夹的末端具有刀片定位槽，所述刀片固定在所述刀片定位槽中，并通过第三螺栓旋紧固定。

进一步的，所述第一键槽和第一凸键可呈T字型。

进一步的，所述T字型凸键的竖直段可以为能够拆卸的活动键块，横平段的长度方向与所述刀头的延伸方向平行。

进一步的，所述第一键槽和第一凸键可呈一字型，所述一字型的长度方向与所述刀头的延伸方向平行。

进一步的，所述第二凸键和第二键槽可呈一字型，所述一字型的长度方向与所述刀杆的延伸方向平行。

进一步的，所述刀夹可具有若干个，各刀夹的末端的定位槽具有适应多种类型刀片的槽型。

进一步的，所述刀夹上刀片定位槽下方的支撑壁可具有1～5度的防干涉夹角。

本实用新型通过刀杆与刀头的连接面上分别设置有形状相匹配的第一凸键和第一键槽结构，并通过螺栓连接固定，使得更换刀头时，定位精准、安装快速，在操作层面上实现简单方便可靠，不需要很高的操作技能就可以实现快换，定位定度高，刀具强度好，加工产品质量高，加工效率及刀具成本低，产品市场竞争力强。

附图说明

图1为现有的刀具结构示意图；

图2为本实用新型一种优选实施例的结构示意图；

图3为本实施例中刀杆的立体结构示意图；

图4为本实施例中刀头的立体结构示意图；

图5为为采用本实施例的工作状态示意图。

具体实施方式

如图2中所示，为本实用新型一种优选实施例的结构示意图。

包括刀头1、刀杆2和刀柄3，所述刀头1包括刀夹11和刀片12。所述刀柄的一端为与机床本身匹配的标准CAPTO接口，另一端与所述刀杆2连接，所述刀柄与刀杆的连接面23设置有形状相匹配的第二凸键和第二键槽，所述刀柄与刀杆通过三个第二螺栓6连接固定。所述刀杆2的一端连接刀柄3，另一端连接刀头中的刀夹11，所述刀杆2与刀夹11的连接面21上分别设置有形状相匹配的第一凸键和第一键槽结构，所述刀杆与刀夹通过三个第一螺栓4连接固定。所述刀夹11的末端具有定位槽，所述刀片12固定在所述定位槽中，并通过第三螺栓5旋紧固定。

如图3中所示，为本实施例中刀杆2的立体结构示意图，并结合图2，所述刀杆2与刀柄3连接的连接面23上具有第二键槽22，且呈一字型，所述一字型的长度方向与所述刀杆2的延伸方向平行，对应的，所述第二凸键(图3中未标示)设置于刀柄的连接面上。所述连接面23处还设置有若干螺栓孔24，在刀杆2与刀柄对接后，通过9个所述第二螺栓6穿过所述螺栓孔24，将刀杆2与刀柄3紧固安装。刀杆与刀柄在连接面处利用所述第一凸键和第一键槽结构实现定位，将二者转化为90度垂直安装的，保证刀具安装位置不偏斜，解决人工调平的工作，而且刀杆2与刀柄3的连接强度高，解决加工中出现的让刀现象，凸键-键槽结构形成的限位台阶也起到加强刀杆的作用。所述第一凸键和第一键槽呈一字型，可以实现刀杆2旋转180度装夹，在缸体装夹位置倒置时同样能实现加工，实现上下两种不同方向加工中公用刀杆，从而满足更多的加工方式的需求。

所述刀杆2的连接面21上设置第一凸键25，对应的，所述第一键槽(图3中未标示)设置于刀夹11相对连接面上；所述第一凸键25呈T字型，其中，所述T字型的竖直段为可拆卸结构，既通过螺钉固定一个活动键块251实现，当拆除所述竖直段活动键块251后，所述第一凸键25余下得横平段可呈一字型，且横平段的长度方向与所述刀头的延伸方向平行。所述第一凸键25上具有若干螺栓孔26，在刀杆2与刀柄对接后，通过三排9个所述第二螺栓6穿过所述螺栓孔24，将刀杆2与刀柄3紧固安装。

如图4中所示，为本实施例中刀头的立体结构示意图，所述刀头包括刀夹11和刀片12。所述刀夹11与刀杆的连接面111处设置有第一键槽112，所述第一键槽112呈T字型，所述刀夹11的末端具有刀片定位槽113，所述刀片12固定在所述刀片定位槽113中，并通过第三螺栓5穿过螺栓孔114旋紧固定。

结合图3、4可知，所述T字型结构的第一凸键25和第一键槽112相匹配、相贴合，再通过紧固螺栓6把合到刀杆，既限制了刀夹11的装夹位置，也保证刀夹11与刀杆2连接面相互平行，能够实现刀夹11与刀杆2的定位，这样的结构互换性非常的强，重复定位精度也非常高，更换刀夹后无需重新对刀。而且，T字型结构还能够确保刀夹11不会装错，刀夹一旦装反，是不能装到定位槽上的，因此起到防呆的作用。T字型结构还能够从两个方向上保证了安装尺寸的精确度，也限制了刀夹受力发生位移。双重的定位和锁死方式使刀夹和刀杆结合为一体，也保证了二者的夹角为90度垂直结构，不会影响刀夹的后角剐蹭，也能避免干涉。所述刀夹11的刀片定位槽113下方的支撑壁115，为具有2度夹角防干涉支撑，保证刀片支撑强度和刀夹的刚性，通过2度夹角的内切圆直径范围去除干涉点，避免加工中的侧壁干涉现象。

如图5中所示，为采用本实施例的工作状态示意图。整个刀具置于汽轮机内缸7中，所述刀头1与刀杆2呈垂直状态，刀杆2和刀柄3呈垂直接状态，此时，对所述刀头1置于所述喷嘴环槽8内，对喷嘴环槽8的外圆周实现切削加工。当所述第一凸键呈一字型，或者，当所述第一凸键25呈T字型，并拆除所述竖直段活动键块251后，所述第一凸键25呈一字型，使刀头1实现旋转180度装夹，从而实现对喷嘴环槽8的内圆周的切削加工。

所述刀夹11具有若干个，各刀夹11的末端的定位槽113具有适应多种刀片的槽型，例如，根据不同槽型制成切槽刀夹、清根刀夹、偏刀刀夹，并分别对应安装切槽刀片、球头刀片、偏车刀片，将所述各刀片分别安装再对应槽型的刀夹上，构成切刀头、清根刀头、偏刀刀头，从而根据不同切削加工需要，选择更换相应的刀头，因此，可以实现利用同一个刀杆，更换不同形式的刀夹，实现不同的加工方式，快捷又方便。另一方面，对于安装结构相同的刀片，也可不更换刀夹，而直接更换刀片，例如切刀刀片和球头刀片安装结构相同，既可以采用相同刀片定位槽的刀夹，在使用切刀刀片加工完C型槽后可换上球头刀片进行上下面根部的R角清根加工，清根时因为刀片长度一致，不需要重新对刀直接加工也不会产生接刀痕，正真做到无缝衔接。

由上述对本实施例的描述可以看出，采用本实施例中结构，操作简单方便可靠，不需要很高的操作技能就可以实现快换，定位定度高，刀具强度好，在切削操作中，如果刀片磨损或崩刃后，或者更换加工形制，只需要在线更换刀头，无需整体更换刀体，互换性非常的强，重复定位精度也非常高，也可以直接更换刀片，更换刀夹或刀片后无需重新对刀，不影响加工质量，而且支撑强度高、抗变形性好，刀具加工性能优越。

需要说明的时，所述凸键和键槽为成对设置并形状相匹配、但其所在位置是可以互换的，如本实施利中，所述第一凸键25设置于刀杆2的连接面上，对应的，所述第一键槽设置于刀夹1的连接面上；令凸键和键槽位置互换，即，所述第一凸键设置于刀夹的连接面上，对应的，所述第一键槽也设置于刀杆的连接面上，也可以实现同样的技术效果。同理，所述第二凸键设置于刀柄的连接面上，或者，也可设置于刀杆的连接面上，对应的，所述第二键槽也可设置于刀杆的连接面上或者刀柄的连接面上。

本实用新型中所称“第一凸键、第一键槽、第二凸键、第二键槽、第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓”等，其中的“第一”、“第二”、“第三”只用作区分各个相似结构，不具有顺序的含义。

以上对本实用新型所提供的环形内槽刀具结构进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种环形内槽刀具结构，包括刀柄、刀杆和刀头，所述刀杆的一端连接刀柄，另一端连接刀头，其特征在于：所述刀杆与刀头的连接面上分别设置有形状相匹配的第一凸键和第一键槽结构，所述刀杆与刀头通过第一螺栓连接固定。

2.根据权利要求1所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述刀柄与刀杆的连接面设置有形状相匹配的第二凸键和第二键槽，所述刀柄与刀杆通过第二螺栓连接固定。

3.根据权利要求1所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述刀头包括刀夹和刀片，所述刀夹与所述刀杆的另一端连接，所述第一凸键和第一键槽结构位于所述刀杆与刀夹的连接面上，所述刀夹的末端具有刀片定位槽，所述刀片固定在所述刀片定位槽中，并通过第三螺栓旋紧固定。

4.根据权利要求1或2或3所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述第一键槽和第一凸键呈T字型。

5.根据权利要求4所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述T字型凸键的竖直段为能够拆卸的活动键块，横平段的长度方向与所述刀头的延伸方向平行。

6.根据权利要求1或2或3所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述第一键槽和第一凸键呈一字型，所述一字型的长度方向与所述刀头的延伸方向平行。

7.根据权利要求2所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述第二凸键和第二键槽呈一字型，所述一字型的长度方向与所述刀杆的延伸方向平行。

8.根据权利要求3所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述刀夹具有若干个，各刀夹的末端的定位槽具有适应多种类型刀片的槽型。

9.根据权利要求3所述的环形内槽刀具结构，其特征在于：所述刀夹上刀片定位槽下方的支撑壁具有1～5度的防干涉夹角。

Images