CN213530799U - 一种可更换刀头的刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可更换刀头的刀具，包括刀杆、刀头、限位块和紧定螺钉，刀杆内开设有柱状的内孔，刀头中部设有扁圆平台，扁圆平台嵌入内孔内以使刀杆内壁胀大产生反向作用力夹持刀头，限位块嵌入刀杆内并与扁圆平台两侧面抵接，紧定螺钉螺纹连接在刀杆内，紧定螺钉底端面与扁圆平台紧密贴合，本实用新型具有加工简易容易制作，且仅需要传统内六角扳手、螺母扳手即可完成拆装，不需要刀杆从主轴上拆卸，安装简单快捷，安装后也不需要重新编程重新对刀，重复一致性好的优点。

Description

一种可更换刀头的刀具

技术领域

本实用新型涉及机床用刀具结构技术领域，尤其涉及一种可更换刀头的刀具。

背景技术

由于环保、成本、抗振等多方面的要求，很多品牌和公司研发设计了可以快速更换刀头的刀具系统，例如世界知名品牌瑞典山特维克(锥螺纹系统)、瑞典SECO山高(单勾尾部拉伸系统)、美国肯纳(标准螺纹系统)。因机床所用的刀具头部为贵重的硬质合金，杆部为合金钢，合金刀头使用后废弃时，可以保留刀杆，避免扔掉整根硬质合金，既环保，又节省成本。钢制刀杆还容易加工成阻尼抗振结构(硬质合金的硬度基本无法加工)，在大长径比的使用环境可以达到抗争的效果。由于硬质合金的超硬难加工特点，又由于以上三个品牌案例结构较复杂，成本极高，并且十分耗费工时，交货极慢。

因此，针对以上不足，需要提供一种可更换刀头的刀具。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有的可更换刀具加工难度大，结构复杂成本高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可更换刀头的刀具，包括刀杆、刀头、限位块和紧定螺钉，刀杆内开设有柱状的内孔，刀头中部设有扁圆平台，扁圆平台嵌入内孔内以使刀杆内壁胀大产生反向作用力夹持刀头，限位块嵌入刀杆内并与扁圆平台两侧面抵接，紧定螺钉螺纹连接在刀杆内，紧定螺钉底端面与扁圆平台紧密贴合。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，扁圆平台分为两个弧面和两个平面，两个平面相互平行，两个弧面位于两个平面两侧且连接两个平面，刀杆位于中部的内孔开设有锁紧槽，锁紧槽外径大于两个弧面最大间距，锁紧槽两侧设有凸槽，凸槽为圆弧槽且两侧凸槽间距小于弧面之间的间距。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，弧面与凸槽圆弧面的直径介于D6～D28，弧面与凸槽公差配合选用U7/x6重载过盈配合。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，一侧凸槽顶部的刀杆上开设有块槽，另一侧凸槽底部的刀杆上也开设有块槽，两个限位块分别嵌入两个块槽内并分别与两个平面抵接。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，限位块外端面为圆弧面，所述圆弧面与刀杆外圆弧面贴合。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，紧定螺钉底端面抵接在平面上，紧定螺钉顶端面伸入刀杆内。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，扁圆平台伸入内孔一端设有圆柱状的柱头，柱头外径为两个平面间距，柱头一端开设有倒角。

作为对本实用新型的进一步说明，优选地，扁圆平台远离柱头一端设有限位台，限位台外径大于扁圆平台最大外径，内孔靠近刀杆开放端开设有限位槽，限位槽内径与限位台外径相同。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

本实用新型仅利用简单的外圆磨工艺和车床工艺制成可更换刀头的刀具，不仅容易实现，还利用回转工艺，极大提高工件精度，经济效益高；同时依靠弧面和凸槽的内圆外圆压力夹紧刀头并且利用摩擦力锁紧，极大提高同轴度、直线度等，保证刀头安装稳定。

附图说明

图1是本实用新型的总装效果图；

图2是本实用新型的纵截面图；

图3是本实用新型的横截面图。

图中：1、刀杆；11、内孔；12、锁紧槽；13、限位槽；14、凸槽；15、块槽；16、螺纹孔；2、刀头；21、扁圆平台；22、弧面；23、平面；24、柱头；25、限位台；3、限位块；4、紧定螺钉。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种可更换刀头的刀具，结合图1、图2，包括刀杆1、刀头2、限位块3和紧定螺钉4，刀头2部分嵌入刀杆1内以使刀杆1内壁胀大产生反向作用力夹持刀头2，限位块3嵌入刀杆1内并与刀头2两侧面抵接，紧定螺钉4螺纹连接在刀杆1内，紧定螺钉4与刀头2紧密贴合。

结合图2、图3，刀杆1为合金钢制成的圆柱杆，刀杆1内开设有柱状的内孔11以使刀杆1一端开放，刀杆1位于中部的内孔11开设有锁紧槽12，锁紧槽12外径大于内孔11外径，锁紧槽12两侧设有凸槽14，凸槽14为圆弧槽，凸槽14圆弧直径介于D6～D28，凸槽14伸入锁紧槽12内，刀杆1开放端的内孔11外开设有限位槽13，限位槽13外径大于锁紧槽12外径。

结合图2、图3，内孔11、锁紧槽12、限位槽13和凸槽14均由车床加工且与刀杆1同轴心，仅利用车床进行刀杆1的加工，减少加工中心的复杂准备的同时，节省了时间，降低了成本。

结合图2、图3，刀头2为硬质合金制成的类柱体刀体，根据刀头2形状可以用于车床或者铣床，刀头2插入刀杆1的部分的中部设有扁圆平台21，扁圆平台21嵌入锁紧槽12内；其中，扁圆平台21分为两个弧面22和两个平面23，两个平面23相互平行，两个弧面22位于两个平面23两侧且连接两个平面23，弧面22外径介于D6～D28，锁紧槽12外径大于两个弧面22最大间距，弧面22与凸槽14公差配合选用U7/x6重载过盈配合，则凸槽14间距略小于弧面22之间的间距。

安装时刀头2时，扁圆平台21可以先使平面23与凸槽14相对的方式伸入锁紧槽12内，随后将刀头2旋转90度使弧面22与凸槽14，此时弧面22与凸槽14紧密贴合，造成凸槽14变形大概在0.05～0.15之间，刀头2越拧越紧且凸槽14内圆会越来越大，夹紧力也越来越大，变化范围在5KN～20KN之间，足够支撑刀头2和刀杆1径向、轴向、周向的锁紧力和夹持力(由于夹紧力很大，需要在固定底座上用扳手大力拧)，系统越来越稳定，实现扁圆平台21与刀杆1过盈配合，步骤简单方便，易安装拆卸。

弧面22和凸槽14的尺寸利用有限元分析软件设计，计算变形量到达可以拧紧的范围，不至于变形量设计过大导致无法变形到位，也防止变形量过小导致夹紧力不够系统不稳定，同时依靠内圆外圆压力夹紧并且摩擦力锁紧，极大提高同轴度、直线度等。

结合图2、图3，扁圆平台21伸入内孔11一端设有圆柱状的柱头24，柱头24外径为两个平面23间距，柱头24一端开设有倒角，设置柱头24便于将刀头2插入刀杆1内。扁圆平台21远离柱头24一端设有限位台25，限位台25外径大于扁圆平台21最大外径，限位台25外径与限位槽13内径相同，限制刀头2的轴向运动，以避免刀头2过度伸入刀杆1内而影响切削效果。

结合图2、图3，弧面22、柱头24和限位台25均由简单的外圆磨加工，而平面23采用线切割工艺加工，去除所有的内孔设计和复杂型面，大大减少了制造难度并且降低了成本提高了加工效率。刀杆1大部分采用车床工艺，刀头2大部分采用外圆磨工艺和线切割工艺，相比现有其他品牌都使用了复杂机床，比如螺纹磨、加工中心、曲线磨等等工艺，本结构实现容易生产的同时，还均采用工件回转工艺，极大提高工件精度，保证符合实际车铣要求。

同时本结构无论多大长径比的设计，都可以节省大量的合金刀杆部分，不仅避免浪费，而且传统立铣刀是硬质合金即碳化钨成，如果加工量大则会造成很多废料，硬质合金很难在自然中分解，因此本结构和小加工的方式也避免产生较多废料污染环境，实现环保加工。

结合图2、图3，刀杆1一侧的凸槽14顶部开设有方形的块槽15，刀杆另一侧的凸槽14底部也开设有块槽15，两个方形的限位块3分别嵌入两个块槽15内并分别与两个平面23抵接，使限位块3夹持扁圆平台21，以限制刀头2的轴线转动；限位块3外端面为圆弧面，该圆弧面与刀杆1外圆弧面贴合，以免影响刀杆1正常旋转。结合图1，刀杆1位于平面23上方开设有螺纹孔16，紧定螺钉4螺纹连接在螺纹孔16内，紧定螺钉4底端面抵接在平面23上，紧定螺钉4顶端面伸入刀杆1内，使紧定螺钉4压紧扁圆平台21，进一步限制刀头2的旋转避免弧面22与凸槽14分离。由于紧定螺钉4仅有压紧作用，精度基本没要求，因此螺纹孔16基本可以在台钻上手动完成，进一步降低加工成本。

综上所述，本实用新型仅利用简单的外圆磨工艺和车床工艺制成可更换刀头的刀具，不仅容易实现，还利用回转工艺，极大提高工件精度，经济效益高；同时依靠弧面22和凸槽14的过盈配合造成凸槽14内圆弧面胀大，进而刀杆1壁金属变形，产生强大的金属夹持力夹紧扁圆平台21的双侧弧面22，造成极高的同轴度和同心度，又由于金属变形夹持径向压力极大、合金钢与硬质合金摩擦系数极大，所以在圆周、轴向会产生巨大的摩擦力，实现将刀头2牢牢固定在刀杆1上，并且刀头2不会产生扭动和抽动的问题，保证刀头2安装稳定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种可更换刀头的刀具，其特征在于：包括刀杆(1)、刀头(2)、限位块(3)和紧定螺钉(4)，刀杆(1)内开设有柱状的内孔(11)，刀头(2)中部设有扁圆平台(21)，扁圆平台(21)嵌入内孔(11)内以使刀杆(1)内壁胀大产生反向作用力夹持刀头(2)，限位块(3)嵌入刀杆(1)内并与扁圆平台(21)两侧面抵接，紧定螺钉(4)螺纹连接在刀杆(1)内，紧定螺钉(4)底端面与扁圆平台(21)紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的一种可更换刀头的刀具，其特征在于：扁圆平台(21)分为两个弧面(22)和两个平面(23)，两个平面(23)相互平行，两个弧面(22)位于两个平面(23)两侧且连接两个平面(23)，刀杆(1)位于中部的内孔(11)开设有锁紧槽(12)，锁紧槽(12)外径大于两个弧面(22)最大间距，锁紧槽(12)两侧设有凸槽(14)，凸槽(14)为圆弧槽且两侧凸槽(14)间距小于弧面(22)之间的间距。

3.根据权利要求2所述的一种可更换刀头的刀具，其特征在于：弧面(22)与凸槽(14)圆弧面的直径介于D6～D28，弧面(22)与凸槽(14)公差配合选用U7/x6重载过盈配合。

4.根据权利要求3所述的一种可更换刀头的刀具，其特征在于：一侧凸槽(14)顶部的刀杆(1)上开设有块槽(15)，另一侧凸槽(14)底部的刀杆(1)上也开设有块槽(15)，两个限位块(3)分别嵌入两个块槽(15)内并分别与两个平面(23)抵接。

5.根据权利要求4所述的一种可更换刀头的刀具，其特征在于：限位块(3)外端面为圆弧面，所述圆弧面与刀杆(1)外圆弧面贴合。

6.根据权利要求5所述的一种可更换刀头的刀具，其特征在于：紧定螺钉(4)底端面抵接在平面(23)上，紧定螺钉(4)顶端面伸入刀杆(1)内。

7.根据权利要求6所述的一种可更换刀头的刀具，其特征在于：扁圆平台(21)伸入内孔(11)一端设有圆柱状的柱头(24)，柱头(24)外径为两个平面(23)间距，柱头(24)一端开设有倒角。

8.根据权利要求7所述的一种可更换刀头的刀具，其特征在于：扁圆平台(21)远离柱头(24)一端设有限位台(25)，限位台(25)外径大于扁圆平台(21)最大外径，内孔(11)靠近刀杆(1)开放端开设有限位槽(13)，限位槽(13)内径与限位台(25)外径相同。

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