一种自导向齿形槽换刀装置的制作方法

本实用新型涉及机床技术领域，特别涉及一种数控加工中心主轴换刀时的自导向齿形槽换刀装置。

背景技术：

数控机床加工中心中，在主轴换刀时刀柄与主轴头定位问题是影响换刀效率的关键问题。由于数控机床加工中心是一种集成加工工艺的方法，不仅拥有刀库，有的甚至已经向拥有主轴头头库的方向发展。但是刀柄与主轴安装端的定位安装问题一直阻碍着此发展。现有的数控加工中心主轴在换刀时，主轴需要精确定位，刀柄上的键槽方可以与主轴头处的平键对准，实现换刀。因此，数控机床加工中心主轴驱动电机通常采用伺服电机。但是主轴旋转驱动使用伺服电机存在以下弊端：其一伺服电机驱动的主轴转速不高，目前最高只能在6000rpm左右，而数控机床加工中心主轴需要的高速转速达到20000rpm以上；其二大功率的伺服电机的价格过高。通常数控机床加工中心主轴的定位精度会影响数控机床加工中心高速切削的质量和效率，更无法实现高速主轴头的切削加工。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中的数控加工中心主轴换刀定位结构存在的问题，提供一种自导向齿形槽换刀装置，以实现数控加工中心主轴高效快速的换刀，并且精确定位。

本实用新型的目是这样实现的，一种自导向齿形槽换刀装置，包括用于安装刀具的主轴和与主轴配合安装的刀柄,所述主轴内设有刀柄安装孔,所述主轴安装端的安装孔外周设有一周导向齿槽,所述导向齿槽的齿和槽连续交替排布,所述导向齿槽的齿设有齿牙尘端、齿牙中端和齿牙根部的抵靠端,所述刀柄与主轴配合安装的端部对应设有与主轴的导向齿槽配合的导向齿槽，所述主轴的导向齿槽的齿与刀柄的导向齿槽的槽导向配合，并且各导向齿槽的齿和槽的形状相同，方向互为相反。

本实用新型的自导向齿形槽换刀装置，主轴和刀柄对应的端部分别设置导向齿槽，并导向齿槽的齿部设有齿牙尘端，便于实现刀柄安装时粗略地快速对准，当刀柄沿轴向向主轴内推入时，齿牙尘端与对应的槽配合导入过程中可以实现两者的精准定位，从而提高换刀效率。

作为本实用新型的进一步改进，所述导向齿槽的齿牙中端和与齿牙中端配合的槽的中端为平直的导向端用于传递扭矩；所述导向齿槽齿牙根部的抵靠端与齿牙尘端配合抵靠。本实用新型的齿槽形状，尘端的齿牙便于换刀是的快速对准，中部平直导向端不但可以实现刀柄的精确定准安装，而且平直的导向中部也是刀具切削加工中传递切削扭矩的部位，整个配合周向的齿槽配合结构也大大增加了扭矩传递的接触面积，减小接触压力，从而可以提高主轴的传递刀矩。

作为本实用新型的齿槽形状的优选方案，所述齿牙尘端的形状为等腰三角形、直角三角形或对称的渐形线尖齿形。

为进一步便于实现主轴和刀柄的快速对心，主轴端部导向齿槽的外周设有内锥面对心环5，内锥面对心环5用于刀柄安装时与导向齿槽外周面导向配合，实现快速对心。

附图说明

图1为本实用新型的自导向齿形槽换刀装置结构示意图。

图2为刀柄的结构示意图。

图3为主轴端部的结构示意图。

图4为导向齿槽的齿牙尘端为等腰直角三角形的示意图。

图5为导向齿槽的齿牙尘端为直角三角形的示意图。

图6为导向齿槽的齿牙尘端为对称渐开线形的示意图。

其中，1主轴；2主轴的导向齿槽；2A齿牙尘端；2B齿牙中端；2C抵靠端；3刀柄；4刀柄导向齿槽；5对心环。

具体实施方式

如图1至图6为本实用新型的自导向齿形槽换刀装置，包括用于安装刀具的主轴1和与主轴1配合安装的刀柄3,主轴1内设有刀柄安装孔,主轴1安装端的安装孔外周设有一周导向齿槽2,导向齿槽2的齿和槽连续交替排布,导向齿槽的齿设有齿牙尘端2A、齿牙中端2B和齿牙根部2C的抵靠端,刀柄3与主轴1配合安装的端部对应设有与主轴的导向齿槽2配合的刀柄导向齿槽4，主轴的导向齿槽2的齿与刀柄导向齿槽4的槽导向配合，并且各导向齿槽的齿和槽的形状相同，方向互为相反。

本实施例中，导向齿槽的齿牙中端2B和与齿牙中端配合的槽的中端为平直的导向端用于传递扭矩；导向齿槽齿牙根部的抵靠端2C与齿牙尘端配合抵靠。本实用新型的齿槽形状，尘端的齿牙便于换刀是的快速对准，中部平直导向端不但可以实现刀柄的精确定准安装，而且平直的导向中部也是刀具切削加工中传递切削扭矩的部位，整个配合周向的齿槽配合结构也大大增加了扭矩传递的接触面积，减小接触压力，从而可以提高主轴的传递刀矩。

如图4、图5和图6所示，本实用新型的导向齿槽的齿牙尘端的形状为等腰三角形、直角三角形或对称的渐形线尖齿形，三种形状的导向齿槽均可以实现本实用新型的自导向对准和扭矩传递的目的。

为进一步便于主轴1和刀柄2的快速对心，主轴端部导向齿槽的外周设有内锥面对心环5，内锥面对心环5用于刀柄安装时与导向齿槽外周面导向配合，实现快速对心。

本实用新型的自导向齿形槽换刀装置，主轴和刀柄对应的端部分别设置导向齿槽，并导向齿槽的齿部设有齿牙尘端，便于实现刀柄安装时粗略地快速对准，当刀柄沿轴向向主轴内推入时，齿牙尘端与对应的槽配合导入过程中可以实现两者的精准定位，从而提高换刀效率。