CN214417851U - 具有预紧弹簧的切削刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有预紧弹簧的切削刀具，包括刀具本体，所述刀具本体布置有刀槽，所述刀具本体外缘与各所述刀槽的外壁之间开设有至少一个螺纹通孔，所述螺纹通孔内设有锁紧螺钉，至少一个所述锁紧螺钉的前端设有用于压紧刀片的顶帽；所述预紧弹簧位于所述顶帽和锁紧螺钉的前端之间，将所述锁紧螺钉与顶帽柔性连接；在自由状态下，所述顶帽与锁紧螺钉具有间距，两者不接触；在锁紧状态下，所述预紧弹簧受压变形后，所述顶帽与锁紧螺钉相接触。该切削刀具可实现刀具组装时刀片插入刀槽即可进入预紧状态，易于进行调整，而且，在锁紧螺钉和零部件数量较少的情况下，即可实现对刀片的预紧和锁紧，有利于提高装刀效率。

Description

具有预紧弹簧的切削刀具

技术领域

本实用新型涉及齿轮刀具技术领域，尤其是用于切削加工齿轮的刀条式组装刀具。

背景技术

齿轮切削加工刀具在进行切削时基本上绕刀具轴线转动，可简单地分为整体式刀具和组装式刀具。组装式刀具典型地具有刀具本体，刀具本体布置有一个或多个刀槽以容纳刀条式刀片，各刀片定位于刀槽中，并且用一个或多个锁紧螺钉和压块锁紧在其刀槽中。

刀条式组装式刀具要求在刀片切削刃达到一定公差范围内的刃磨精度的基础上，组装完成后的同名刀片切削刃在径向和轴向也要调整控制在一定公差范围内，同时锁紧螺钉和压块对刀条有足够的锁紧力，以防止刀具在切削加工过程中位置改变。

传统的组装式刀具在组装时需要将锁紧螺钉退至足够间隙后，方可将刀条式刀片置于其刀槽中，然后再转动锁紧螺钉进入预紧状态，调整刀条至要求精度后锁紧完成

为了方便刀具组装时刀条式刀片的精度调整，通常在刀条完全锁紧前通过锁紧螺钉、压块和弹簧施以适当的预紧力，防止刀条式刀片滑动。因此，刀条式组装式刀具组装或拆卸过程中通常可分解为三种状态，即自由状态、预紧状态(或调整状态)和锁紧状态(或完成状态)。自由状态时，刀片在刀槽中可以沿刀槽导向线方向和径向自由移动，预紧状态下刀片在刀槽中在无外力作用下保持静止不动，在受沿刀槽导向线方向的作用力下可沿刀槽导向线方向上下移动调整位置，调整到需要位置后，转动锁紧螺钉，推动压块压紧刀片即进入锁紧状态。

如CN 208341929 U公开的用于加工等高齿弧锥齿轮的尖齿式刀盘的三钉夹紧结构，其刀条底部中心处连接有预紧螺钉，预紧螺钉两侧对称设置有锁紧螺钉，预紧螺钉内部设置有预紧弹簧，预紧弹簧端部连接有预紧钢珠，将预紧钢珠先与刀条点接触，给刀条一个预紧力，避免在调刀过程中，刀条的移动。

但是，这种夹紧机构的预紧螺钉仅具有预紧功能，不能对刀条进行锁紧，会导致螺钉的数量过多，例如其实施例需要上下两个锁紧螺钉和中间的一个预紧螺钉，而且，为了安装钢球和预紧弹簧，需要在预紧螺钉的前端开设较深的弹簧孔，加工难度较大，成本较高，在进行组装时，钢球容易从预紧螺钉的弹簧孔脱落，不易进行操作，组装效率低，如果想要将钢球保持在预紧螺钉的前端，则需要加装挡圈等其他零部件，导致结构复杂，零部件数量过多。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有预紧弹簧的切削刀具。该切削刀具可实现刀具组装时刀片插入刀槽即可进入预紧状态，刀片能够连续、顺畅地插入、退出刀槽，易于进行调整，而且，结构设计巧妙合理，在锁紧螺钉和零部件数量较少的情况下，即可实现对刀片的预紧，有利于提高装刀效率。

为实现上述目的，本实用新型提供一种具有预紧弹簧的切削刀具，包括刀具本体，所述刀具本体布置有用于容纳刀片的刀槽，所述刀具本体外缘与各所述刀槽的外壁之间开设有至少一个螺纹通孔，所述螺纹通孔内设有锁紧螺钉，至少一个所述锁紧螺钉的前端设有用于压紧刀片的顶帽；所述预紧弹簧位于所述顶帽和锁紧螺钉的前端之间，其一端连接所述顶帽，另一端连接所述锁紧螺钉的前端，将所述锁紧螺钉与顶帽柔性连接；在自由状态下，所述顶帽与锁紧螺钉具有间距，两者不接触；在锁紧状态下，所述预紧弹簧受压变形后，所述顶帽与锁紧螺钉相接触。

优选地，所述顶帽具有与所述刀片的受压面在插入和退出方向上均以圆滑过渡的方式相接触的接触部位。

优选地，所述顶帽的形状包括球冠形或圆锥台形。

优选地，所述刀具本体外缘与各所述刀槽的外壁之间开设有一个螺纹通孔，并设有一个所述锁紧螺钉。

优选地，所述刀具本体外缘与各所述刀槽的外壁之间开设有两个螺纹通孔，各所述螺纹通孔内分别设有上锁紧螺钉和下锁紧螺钉，其中，所述上锁紧螺钉或下锁紧螺钉设有所述顶帽。

优选地，所述预紧弹簧的两端分别卡接于所述顶帽和锁紧螺钉的前端。

优选地，所述锁紧螺钉的前端设有第一缩径部位，所述预紧弹簧的一端卡接于所述第一缩径部位。

优选地，所述顶帽的尾部设有第二缩径部位，所述预紧弹簧的另一端卡接于所述第二缩径部位。

优选地，所述预紧弹簧为螺旋弹簧。

优选地，所述锁紧螺钉与刀片之间设有压块并通过压块对所述刀片进行定位。

本实用新型所提供的切削刀具，能够通过带有顶帽的锁紧螺钉对刀片进行预紧，同一锁紧螺钉既可以对刀片进行预紧，又可以对刀片进行锁紧，可以实现刀具在组装时刀片插入刀槽即可进入预紧状态，单手操作也能完成，其预紧力可以通过调整预紧弹簧的变形量控制，便于刀片位置调整，而且，刀片能够连续、顺畅地插入、退出刀槽，易于进行调整。此外，顶帽与锁紧螺钉是通过预紧弹簧柔性连接的，能够可靠的保持在锁紧螺钉的前端，结构简单、零部件少、易于组装，有利于提高装刀效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在处于自由状态时的剖视图；

图2是图1中设有顶帽的锁紧螺钉的轴侧图；

图3是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在处于预紧状态时的剖视图；

图4是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在处于锁紧状态时的剖视图；

图5是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在组装时，刀条插入刀槽即到达预紧状态的剖视图；

图6是本实用新型实施例公开的另一种具有预紧弹簧的切削刀具在处于锁紧状态时的剖视图。

图中：

1.刀具本体2.刀片3.锁紧螺钉3-1.上锁紧螺钉3-2.下锁紧螺钉4.顶帽5.刀槽6.预紧弹簧

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、左、右”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，说明书文字有对方向定义的部分，优先采用文字定义的方向，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2，图1是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在处于自由状态时的剖视图；图2是图1中设有顶帽的锁紧螺钉的轴侧图。

如图所示，在一种具体实施例中，本实用新型所提供的具有预紧弹簧的切削刀具主要由刀具本体1、若干数量的刀片2、锁紧螺钉3、顶帽4等组成，其中，刀具本体1呈圆盘形，其上设有上下贯通且环形分布的刀槽5，以容纳和固定刀片2，刀具本体1外缘与各刀槽5的外壁之间分别开设有两个螺纹通孔，螺纹通孔内设有上锁紧螺钉3-1和下锁紧螺钉3-2。

为了在组装过程中能够使刀片2处于预紧状态，上锁紧螺钉3-1的前端设有用于压紧刀片2的顶帽4，预紧弹簧6位于顶帽4和上锁紧螺钉3-1的前端之间，其一端连接顶帽4，另一端连接上锁紧螺钉3-1的前端，将上锁紧螺钉3-1与顶帽4柔性连接.

具体地，顶帽4的形状大体呈圆锥台形(也可以是球冠形)，具有与刀片2的受压面在插入和退出方向上均以圆滑过渡的方式相接触的接触部位，上锁紧螺钉3-1的前端设有第一缩径部位，预紧弹簧6的一端卡接于第一缩径部位，顶帽4的尾部设有第二缩径部位，预紧弹簧6的另一端卡接于第二缩径部位，在自由状态下，顶帽4与上锁紧螺钉3-1之间具有一定距离，两者不接触，在锁紧状态下，预紧弹簧6受压变形后，顶帽4与上锁紧螺钉3-1相接触。

当然，预紧弹簧6还可以采用其他结构与上锁紧螺钉3-1和顶帽4相连接，例如，在上锁紧螺钉3-1的前端开设一较浅的弹簧孔，然后将预紧弹簧6的一端卡接于弹簧孔内，与开设较深的弹簧孔相比，较浅的弹簧孔易于加工，成本相对较低。

此外，在其他实施例中，刀具本体1外缘与各刀槽5的外壁之间也可以仅开设一个螺纹通孔，在仅有一个锁紧螺钉的情况下，顶帽4通过预紧弹簧6连接在唯一的锁紧螺钉的前端。

下面对切削刀具处于不同状态时的工作机制进行更为详细的说明。

请一并参考图3、图4，图3是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在处于预紧状态时的剖视图；图4是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在处于锁紧状态时的剖视图。

如图所示，在自由状态下，顶帽4和上锁紧螺钉3-1之间的距离为d0，刀条式刀片2在刀槽5中可以沿刀槽导向线方向和径向自由移动。

转动上锁紧螺钉3-1带动预紧弹簧6和顶帽4向内前进，顶帽4与刀条式刀片2逐渐靠近，顶帽4与刀条式刀片2接触后，继续转动上锁紧螺钉3-1向内前进就会压缩预紧弹簧6，顶帽4和上锁紧螺钉3-1之间的距离逐渐减小，产生预紧力，进入预紧状态。

在预紧状态下，顶帽4和上锁紧螺钉3-1之间的距离变为d1，预紧弹簧6的变形量为d0-d1，假设预紧弹簧6的弹性系数为K，那么预紧力的大小为F＝K(d0-d1)(EQ-1)

即：通过改变d1可以调整预紧弹簧6的预紧力的大小F。通过转动上锁紧螺钉3-1可以调整d1，其值在0与d0之间，那么预紧弹簧6变形可以提供的预紧力F在0到K*d0之间。

根据静力学原理，假设刀条式刀片2与刀槽5内侧面间的摩擦系数为μ，那么预紧力F提供的摩擦阻力为

f＝μF(EQ-2)

当摩擦阻力f大于刀条式刀片2因重力引起的运动趋势方向的分力时，预紧状态下刀条式刀片2在刀槽5中在无外力作用下保持静止不动，同时，在受沿刀槽导向线方向的作用力下刀条式刀片2可沿刀槽导向线方向移动以调整位置。

明显地，刀条式刀片2在刀槽5中在无外力作用下动与不动存在一个临界状态，即当预紧力F一旦小于最小预紧力Fmin时刀条式刀片2在刀槽5中就不能保持静止不动。

根据式(EQ-1)和式(EQ-2)有

K(d0-d1)≥Fmin(EQ-3)

这就是刀片预紧条件，也是预紧弹簧6和整个预紧装置的设计条件，最小预紧力Fmin可以通过试验确定。

在预紧状态下，将刀条式刀片2调整到要求位置，转动上锁紧螺钉3-1与顶帽4接触(即d1＝0)时，即将进入锁紧状态。

转动上锁紧螺钉3-1与顶帽4接触后，先以较大的扭矩转动上锁紧螺钉3-1锁紧，然后轻松转动下锁紧螺钉3-2与刀条式刀片2接触后，以较大的扭矩转动下锁紧螺钉3-2锁紧，以更大的扭矩交替转动上、下锁紧螺钉锁紧刀片2。刀片锁紧力最终由上锁紧螺钉3-1和下锁紧螺钉3-2的锁紧扭矩确定。

刀片锁紧力需满足刀片2一个刃磨周期内锁紧螺钉仍足够牢靠。所述刃磨周期是指刀片2一次刃磨后组装的刀具切削加工合格的齿轮工件的数量。刀具切削加工一定数量的齿轮工件后刀片切削刃磨损导致几何尺寸超差，刃口变钝不再锋利，刀片需要拆卸后重新刃磨。

拆卸刀片2时，首先反向转动下锁紧螺钉3-2退出使其与刀条式刀片2分离，然后再反向转动上锁紧螺钉3-1退出，在预紧弹簧6的反作用下顶帽4与上锁紧螺钉3-1分离，顶帽4与刀片2仍然接触进入预紧状态，如果满足刀片预紧条件，刀片2在刀槽5中在无外力作用下保持静止不动，但可以顺着刀槽导向线方向抽出。

请继续参考图5，图5是本实用新型实施例公开的一种具有预紧弹簧的切削刀具在组装时，刀条插入刀槽即到达预紧状态的剖视图。

如图所示，顶帽4和上锁紧螺钉3-1间的距离为d2＝d0-dH，将刀条式刀片2楔入压缩预紧弹簧6变形量为dH，如果满足刀片预紧条件，即K*dH≥Fmin，那么刀片2插入刀槽5压缩预紧弹簧6即可进入预紧状态。

因此，如果拆卸刀片2时满足刀片预紧条件抽出刀片，在不转动上、下锁紧螺钉的情况下，再次组装重新刃磨的刀片2，则刀片2插入刀槽5压缩预紧弹簧拆6即可进入预紧状态，只需单手操作就能完成。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，上锁紧螺钉3-1和下锁紧螺钉3-2的位置对调，相应地预紧弹簧6和顶帽4的位置也随之改变(见图6)；或者，上锁紧螺钉3-1和下锁紧螺钉3-2与刀片2之间设有压块，并通过压块对刀片2进行定位压块，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本实用新型通过带有顶帽4的锁紧螺钉对刀片2进行预紧，同一锁紧螺钉既可以对刀片2进行预紧，又可以对刀片2进行锁紧，具有两种功能，可以实现刀具在组装时刀片插入刀槽即可进入预紧状态，单手操作也能完成，其预紧力可以通过调整预紧弹簧的变形量控制，便于刀片位置调整。

而且，顶帽4与刀片2的受压面在插入和退出方向上均以圆滑过渡的方式相接触，刀片能够连续、顺畅地插入、退出刀槽，易于进行调整。

此外，顶帽4与锁紧螺钉是通过预紧弹簧6柔性连接的，能够可靠的保持在锁紧螺钉6的前端，结构简单、零部件少、易于组装，有利于提高装刀效率。

以上对本实用新型所提供的具有预紧弹簧的切削刀具进行了详细介绍。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核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.具有预紧弹簧的切削刀具，包括刀具本体，所述刀具本体布置有用于容纳刀片的刀槽，所述刀具本体外缘与各所述刀槽的外壁之间开设有至少一个螺纹通孔，所述螺纹通孔内设有锁紧螺钉，其特征在于，至少一个所述锁紧螺钉的前端设有用于压紧刀片的顶帽；所述预紧弹簧位于所述顶帽和锁紧螺钉的前端之间，其一端连接所述顶帽，另一端连接所述锁紧螺钉的前端，将所述锁紧螺钉与顶帽柔性连接；在自由状态下，所述顶帽与锁紧螺钉具有间距，两者不接触；在锁紧状态下，所述预紧弹簧受压变形后，所述顶帽与锁紧螺钉相接触。

2.根据权利要求1所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述顶帽具有与所述刀片的受压面在插入和退出方向上均以圆滑过渡的方式相接触的接触部位。

3.根据权利要求2所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述顶帽的形状包括球冠形或圆锥台形。

4.根据权利要求1所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述刀具本体外缘与各所述刀槽的外壁之间开设有一个螺纹通孔，并设有一个所述锁紧螺钉。

5.根据权利要求1所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述刀具本体外缘与各所述刀槽的外壁之间开设有两个螺纹通孔，各所述螺纹通孔内分别设有上锁紧螺钉和下锁紧螺钉，其中，所述上锁紧螺钉或下锁紧螺钉设有所述顶帽。

6.根据权利要求1所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述预紧弹簧的两端分别卡接于所述顶帽和锁紧螺钉的前端。

7.根据权利要求6所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述锁紧螺钉的前端设有第一缩径部位，所述预紧弹簧的一端卡接于所述第一缩径部位。

8.根据权利要求7所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述顶帽的尾部设有第二缩径部位，所述预紧弹簧的另一端卡接于所述第二缩径部位。

9.根据权利要求1所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述预紧弹簧为螺旋弹簧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的具有预紧弹簧的切削刀具，其特征在于，所述锁紧螺钉与刀片之间设有压块并通过压块对所述刀片进行定位。

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