一种cnc木工铣床主轴切削装置制造方法
【专利摘要】本实用新型所述CNC木工铣床主轴切削装置，其特点是包括与铣床主轴联接的具有锥形连接端的铣刀芯轴、与铣刀芯轴配合装置的成型铣刀、位于铣刀芯轴轴肩与成型铣刀中间的垫圈以及将成型铣刀可靠连接于铣刀芯轴上的紧固螺栓、压紧垫圈，且所述铣刀芯轴是通过其锥形连接端外壁和铣床主轴连接端内壁的端面与锥面同时接触定位而实现与铣床主轴可靠联接的。本实用新型由于在铣床主轴与刀具联接方面，采用铣刀芯轴与铣床主轴端面和锥面同时接触定位方式及将铣刀芯轴的锥面部分采用空心薄壁结构，使得本实用新型在使用的过程中，具有联接刚度高、轴向和径向定位精度高、结构紧凑、重量轻、动平衡性能好的特点。
【专利说明】一种CNC木工铣床主轴切削装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及数控加工领域，特别是一种CNC木工铣床主轴切削装置。
【背景技术】
[0002]高速加工是二十世纪九十年代迅速发展应用的先进加工技术。同时高速切削对刀具材料、刀具结构、刀具的联接以及机床的主轴、结构、进给驱动和CNC(数控机床)系统都提出了特殊要求，一个切削加工系统主要由机床、刀具联接系统和刀具切削部分构成。其中，刀具联接系统是高速加工系统中最薄弱的环节之一，由于在高速加工中，主轴与刀具联接(包括刀具、刀柄或刀具芯轴以及和主轴的配合等)各个联接表面之间微小的不平衡，都可能造成巨大的离心力，引起机床和加工过程的急剧振动，不仅影响零件的加工精度和表面质量，而且容易损坏刀具和机床主轴。
[0003]目前，根据不同的刀具直径，目前一般将主轴转速10000?20000r/min以上的切削视为高速切削。随着高速切削技术的发展，当前CNC木工铣床普遍应用的ISO标准7:24锥度联接系统逐渐暴露出许多缺陷与不足，主要因为其只采用锥面接触，而未利用与主轴端面接触，当转速达到一定范围后，在强大的离心力作用下，主轴锥孔发生膨胀，膨胀量的大小随着转速的增大而增大，与之配合的标准7:24实心刀柄则膨胀量较小，由于变形量不同，使主轴与刀柄之间出现间隙，导致联接松动，联接刚度降低，在拉杆拉力的作用下，刀具的轴向位置会发生改变。并且主轴的膨涨还会引其刀具及夹紧机构质心的偏离，从而影响主轴的动平衡，极易影响零件的加工精度和表面质量及损坏刀具和机床主轴。此外，目前CNC木工铣床上所用的铣刀大多数为带柄铣刀，直径较小，齿数一般只有2个，加工效果较差，且不适合加工各种异形板料。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种具有联接刚度高、轴向和径向定位精度高、结构紧凑、重量轻、动平衡性能好，且互换性和安全性好，能有效地提高工作效率和产品质量，降低了制造成本，实现了产品的自动化批量生产的CNC木工铣床主轴切削装置。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]本实用新型所述CNC木工铣床主轴切削装置，其特点是包括与铣床主轴联接的具有锥形连接端的铣刀芯轴、与铣刀芯轴配合装置的成型铣刀、位于铣刀芯轴轴肩与成型铣刀中间起调节作用的垫圈以及将成型铣刀可靠连接于铣刀芯轴上的紧固螺栓、压紧垫圈，且所述铣刀芯轴是通过其锥形连接端外壁和铣床主轴连接端内壁的端面与锥面同时接触定位而实现与铣床主轴可靠联接的，所述铣刀芯轴的尾部设有可与紧固螺栓实现可靠螺接的螺孔。
[0007]为使本实用新型在高速旋转时可在一定程度上弥补铣床主轴的膨胀变形，上述铣刀芯轴的锥形连接端部分采用空心薄壁锥形筒结构。该空心薄壁锥形筒的锥度为1:(8?12)，薄壁厚一般为5±0.5 mm。
[0008]上述成型铣刀为焊接式整体带孔铣刀。为提高了刀具制造的工艺性和互换性，该铣刀刀体的一端带具有传导和调节作用的凸台，另一端为沉孔，以安装压紧垫圈和紧固螺栓。这种成型铣刀具有良好的互换性，生产中可根据加工物线形不同而采用与成型铣刀结构相同、形状不同的铣刀，大大提高了工作效率和产品质量。
[0009]为使本实用新型在加工不同线形的面板需要不同的成型铣刀时，能方便根据需要用不同厚度的垫圈来调节铣刀的轴向距离，上述垫圈包括有三个不同厚度的垫圈。
[0010]本实用新型由于在铣床主轴与刀具联接方面，采用铣刀芯轴与铣床主轴端面和锥面同时接触定位方式及将铣刀芯轴的锥面部分采用空心薄壁结构，使得本实用新型在使用的过程中，具有联接刚度高、轴向和径向定位精度高、结构紧凑、重量轻、动平衡性能好的特点，有效地解决了现有CNC木工铣床主轴切削装置所存在的联接刚度差、难精度定位及动平衡性不好而影响零件的加工精度和表面质量、容易损坏刀具和机床主轴等问题。并且由于本实用新型还采用焊接式整体带孔铣刀及在铣刀刀体一端带凸台和在另一端钻沉孔的结构，提高了刀具制造的工艺性和互换性。此外，成型铣刀、铣刀芯轴和调节垫圈可组成一个整体进行精密的动平衡，因而本实用新型动平衡性能更好。本实用新型联接刚度高、轴向和径向定位精度高、结构紧凑、重量轻、互换性和安全性好，有效地提高了工作效率和产品质量，降低了制造成本，实现了产品的自动化批量生产，可广泛应用于自动化程度高、生产规模大的家具制造企业。
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型立体分解结构示意图。
[0013]图2是本实用新型平面分解结构示意图。
[0014]图3是本实用新型平面组装结构示意图。
[0015]图4是本实用新型使用成型铣刀刀型一的平面组装结构示意图。
[0016]图5是本实用新型使用成型铣刀刀型二的平面组装结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1-图5所示，本实用新型所述CNC木工铣床主轴切削装置，包括与铣床主轴8联接的具有锥形连接端的铣刀芯轴1、与铣刀芯轴I配合装置的成型铣刀5、位于铣刀芯轴I轴肩与成型铣刀5中间起调节作用的垫圈以及将成型铣刀5可靠连接于铣刀芯轴I上的紧固螺栓7、压紧垫圈6，且所述铣刀芯轴I是通过其锥形连接端外壁和铣床主轴8连接端内壁的端面与锥面同时接触定位而实现与铣床主轴8可靠联接的，所述铣刀芯轴I的尾部设有可与紧固螺栓7配合装置实现可靠螺接的螺孔12。本实用新型在使用的过程中，由于铣刀芯轴I与铣床主轴8采用了端面和锥面同时接触定位方式，因采用端面也接触定位，消除了轴向定位误差，所以其轴向和径向重复定位精度高。再加上上述铣刀芯轴I的锥形连接端部分采用空心薄壁锥形筒结构，该锥形筒的锥度为1: (8?12)，其锥体比现有标准7:24锥柄短。薄壁厚一般为5±0.5 mm。空心薄壁结构的铣刀刀具芯轴I在高速旋转时产生较大的膨胀变形量，可在一定程度上弥补主轴的膨胀变形，而且铣床主轴8与铣刀(刀具)芯轴I变形后的间隙分布比用标准7:24锥度联接系统变形后的间隙均匀得多，所以本实用新型具有联接刚度高、轴向和径向定位精度高、结构紧凑、重量轻、动平衡性能好的特点。其次，从刀具的结构设计方面，本实用新型的成型铣刀5采用焊接式整体带孔铣刀。这种焊接式整体带孔铣刀结构更适合用于高速切削状态下的CNC木工铣床，因为木工铣床主轴转速达到9000rpm时,应禁止使用装配式统刀。该统刀刀体的一端带具有传导和调节作用的凸台53，另一端为沉孔52，以安装压紧垫圈6和紧固螺栓7。因凸台具有传导和调节作用，为便于在生产中对成型铣刀5的安装和定位，须使不同形状的铣刀总高度保持不变，故凸台53的高度可根据实际做适当调整，这种结构提高了铣刀的互换性、实用性和制造工艺性。再加上本实用新型对上述成型铣刀5起紧固作用的紧固螺栓7 (—般用外六角螺栓)和压紧垫圈6安装于成型铣刀5的沉孔52内，并与铣刀芯轴I尾部螺孔12相连接，这种连接具有结构简单，连接可靠，装拆方便等优点。如图2所示，上述铣刀芯轴I与成型铣刀5采用对称双平键联接，上述铣刀芯轴I的尾部外壁和上述成型铣刀5刀体内孔处相应的设有可供平键安装的对称双键槽11、51。因成型铣刀5与铣刀芯轴I采用对称双平键联接，更好地传递扭矩和角向定位。此外上述成型铣刀5齿数可根据直径大小及实际需要加工成4齿、6齿或8齿，大大提高了零件的加工精度和表面质量。上述垫圈包括三个不同厚度的垫圈2、3、4，且垫圈2、3、4的内孔相应的铣有对称布置双键槽，与成型铣刀5形成一个整体和铣刀芯轴I联接。这样成型铣刀5、铣刀芯轴I和调节垫圈2、3、4可组成一个整体进行精密的动平衡，因而本实用新型动平衡性能更好。本实用新型联接刚度高、轴向和径向定位精度高、结构紧凑、重量轻、互换性和安全性好，有效地提高了工作效率和产品质量，降低了制造成本，实现了产品的自动化批量生产，可广泛应用于自动化程度高、生产规模大的家具制造企业。
[0018]尽管本实用新型是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本实用新型构成限制。参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种CNC木工铣床主轴切削装置，其特征在于包括与铣床主轴(8)联接的具有锥形连接端的铣刀芯轴(I )、与铣刀芯轴(I)配合装置的成型铣刀(5)、位于铣刀芯轴(I)轴肩与成型铣刀(5)中间起调节作用的垫圈以及将成型铣刀(5)可靠连接于铣刀芯轴(I)上的紧固螺栓(7)、压紧垫圈(6)，且所述铣刀芯轴(I)是通过其锥形连接端外壁和铣床主轴(8)连接端内壁的端面与锥面同时接触定位而实现与铣床主轴(8)可靠联接的，所述铣刀芯轴(O的尾部设有可与紧固螺栓(7)实现可靠螺接的螺孔(12)。
2.根据权利要求1所述的CNC木工铣床主轴切削装置，其特征在于上述铣刀芯轴(I)的锥形连接端部分采用空心薄壁锥形筒结构。
3.根据权利要求2所述的CNC木工铣床主轴切削装置，其特征在于上述空心薄壁锥形筒的锥度为1: (8?12)，薄壁厚为5±0.5 mm。
4.根据权利要求1或2所述的CNC木工铣床主轴切削装置，其特征在于上述成型铣刀(5)为焊接式整体带孔铣刀，该铣刀刀体的一端带具有传导和调节作用的凸台(53)，另一端为沉孔(52)，以安装压紧垫圈(6)和紧固螺栓(7)。
5.根据权利要求1或2所述的CNC木工铣床主轴切削装置，其特征在于上述铣刀芯轴Cl)与成型铣刀(5)采用对称双平键联接，上述铣刀芯轴(I)的尾部外壁和上述成型铣刀(5 )刀体内孔处相应的设有可供平键安装的对称双键槽(11、51)。
6.根据权利要求5所述的CNC木工铣床主轴切削装置，其特征在于上述垫圈包括三个不同厚度的垫圈(2、3、4)，且垫圈(2、3、4)的内孔相应的铣有呈对称布置双键槽，与成型铣刀(5)形成一个整体和铣刀芯轴(I)联接。
【文档编号】B27C5/02GK203510364SQ201320663112
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月26日 优先权日:2013年10月26日
【发明者】黄锡龙, 黄琼涛, 张圣清 申请人:广东省宜华木业股份有限公司