一种螺纹直拉紧式接口的制作方法

本实用新型属于切削加工技术领域，具体涉及一种螺纹直拉紧式接口。

背景技术：

装夹系统的选择是数控机床配置中的重要内容之一，它不仅影响数控机床的生产效率，而且直接影响零件的加工质量。合理选用装夹系统，可在经济的条件下取得事半功倍的效果。模块式装夹系统由直接安装固定在机床主轴上的刀柄模块、中间连接的刀杆模块、头部夹持的刀具模块三部分组成，通过不同规格的刀杆模块即可装夹不同类型的刀具，针对不同的加工零件和机床，采取不同的组装方案，从而提高刀柄的适应能力和利用率，满足各种加工需求。但是，在模块式装夹系统中，刀柄模块和刀杆模块之间通常通过贯穿于其间的拉紧螺钉连接，螺钉反拉，螺纹配合接触面大，拆装极不方便，加工制作过程也比较困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种螺纹直拉紧式接口，采用短锥结构自锁和螺纹配合连接拉紧，能够提高装配精度，同时减少锥面的接触面积和螺纹配合的接触面积。

本实用新型的技术方案为：

一种螺纹直拉紧式接口，包括刀杆和刀柄，所述刀杆前部包括由前至后依次设置的外螺纹部和短锥部，所述刀柄端部依次设有与刀杆前部相适配的内螺纹部和锥腔部，刀杆前部套接于刀柄端部内。

上述的螺纹直拉紧式接口，所述外螺纹部呈圆柱状且沿其外圆周方向均布若干与其轴向中心线相平行的平面。

上述的螺纹直拉紧式接口，所述短锥部呈圆锥状且锥度比为1:20。

上述的螺纹直拉紧式接口，所述外螺纹部的螺距为0.8~2.0mm。

上述的螺纹直拉紧式接口，所述外螺纹部和短锥部之间设有过渡凹槽。

本实用新型的有益效果：

本实用新型主要通过两处精巧的结构设计使刀杆和刀柄同时进行锥面和端面配合，采用双面定位夹紧的方式，确保了精确可靠的对中，

（1）本实用新型在刀杆前部设计了外螺纹部，外螺纹部与刀柄端部的内螺纹部向配合进行螺纹连接，因此，本实用新型无需使用贯穿于刀柄和刀杆之间的拉紧螺钉，即可实现刀柄和刀杆的配合拉紧，一方面减少了零部件的使用和配合位置，从而减少了精度降低的发生位置，具体而言：使用拉紧螺钉时，拉紧螺钉与刀柄和刀杆都要进行螺纹连接，有两处螺纹配合，而本实用新型中，仅刀柄与刀杆进行螺纹连接，仅一处螺纹配合；另一方面采用拉紧螺钉的配合方式，不仅需要加工高强度的拉紧螺钉，在刀柄和刀杆内部也都要加工螺纹孔，加工工艺复杂，加工难度高，而本实用新型的加工工艺复杂程度明显降低，这又减少了加工误差的发生概率，有利于保证配合精度；

更为重要的是，本实用新型对外螺纹部还进行了多处特别设计：①在外螺纹部的表面铣出若干均匀分布的且与其轴向中心线相平行的平面，减少螺纹接触面积，提高配合精度；②螺纹外径减小，中径减小，牙深增大，降低拆装难度，便于刀具更换，与同类产品相比，在保证相同精度的情况下，本实用新型能快速更换，减少更换时间，提高效率，同时也降低了在拆装过程中发生精度损失的概率；③螺纹部分特殊处理，螺纹表面加工有碳氮共渗层，主要目的是提高螺纹强度，耐磨性和疲劳强度，避免使用过程和拆装过程中对螺纹部分的损坏，使本实用新型能够长期保持较高的配合精度。

（2）本实用新型所述短锥部设计为圆锥部，能够方便地实现高精度定心，刀杆和刀柄同时进行锥面和端面配合，采用双面定位夹紧的方式，也正是因为这种定位方式，确保了精确可靠的对中，使得本实用新型在连接刀杆和刀柄的时候能够完全消除轴向定位误差；上述短锥部的设计，具有表面积大且精度保持性好的优点，因此在工作时，刀杆前部的表面压力低、不易变形、磨损小，有效地保证了接口的精度和耐用度，进而提高加工精度和生产效率；将圆锥结构设计到刀杆上而非刀柄上，这样便不必受到机床主轴接口的限制，都可随意地更换所使用的刀具类型，而刀柄相对来说是基于机床主轴而确定的，只能使用机床主轴所指定的刀柄；刀杆前部设计为锥度比为1:20的小锥度，这种结构的自锁力远大于其它结构的自锁力，更具可靠性，能够方便地实现高精度定心，而且刀杆前部套接于刀柄端部内，刀杆中部呈圆柱状，其端面与刀柄端部紧密配合，同时构成锥面和端面配合，锥面配合保证了接口的径向定位精度，端面配合保证了接口的轴向定位精度及轴向刚度，由此进一步保证了刀杆和刀柄的同心度。

（3） 本实用新型无需另外设置驱动键或者多角形即可传递扭矩，应力集中小，传递扭矩大，也降低了精度损失的风险，减少了生产成本，而且本实用新型因没有销连接、驱动键连接或者多角形连接等部件，因此不存在使用驱动键等引起的扭曲问题，在几乎全部的工具系统连接结构中，通常都是依靠驱动键来传递切削扭矩，这会在驱动键上产生应力集中，而这样就会降低工具系统的使用寿命，驱动键及键槽配合间隙带来的相位误差会使得定位精度下降；而本实用新型采用圆锥状的短锥结构这种无驱动键和键槽的对称结构，无需驱动键来传递切削扭矩，切削扭矩分布均匀，有利于提高其扭转刚性；

（4）刀杆中部呈圆柱状，其端面和刀柄端部之间为紧密配合，刀杆前部与刀柄端部之间也为紧密配合，上述配合方式不仅实现了刀柄和刀杆同时进行锥面和端面配合的双面定位夹紧的方式，也保证了锥面和端面极高的贴合率，可以使刀杆中部与刀柄的端部之间以及刀杆前部和刀柄端部之间形成无间隙定位，避免了间隙的存在导致的接口连接精度的降低，同时避免了扭矩在传递过程中的损失；

此外本实用新型具有优异的截面强度，可使用更高的夹紧力，从而确保优异的抗弯刚性和使用所述接口的刀具的刃部精度和重复定位精度；本实用新型也可根据不同的刀具直径来改变自身的尺寸，适用于多种类型的刀具例如普通铣刀、镗刀、球头铣刀等，需要更换刀具时，刀柄不受任何影响，不断变化的刀具仅需通过刀杆的更换，就能实现互换要求，极大地优化了刀具的快速更换操作及调刀时间，缩减了刀柄更换的成本，从而使本实用新型系列化模块化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中刀杆的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图1中刀柄的结构示意图；

1——刀杆后部；2——刀杆中部；3——短锥部；4——过渡凹槽；5——外螺纹部；6——平面；7——刀柄；8——锥腔；9——内螺纹部；10——清根槽。

具体实施方式

为使本实用新型的技术目的、技术方案和技术效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出具体的说明：

如图1至4所示，一种螺纹直拉紧式接口，包括刀杆和刀柄，所述刀杆包括用于安装刀具的刀杆后部1、刀杆中部2以及刀杆前部，刀杆中部2呈圆柱状，所述刀杆前部包括由前至后依次设置的外螺纹部5和短锥部3，所述外螺纹部5和短锥部3之间设有过渡凹槽4。所述刀柄7端部依次设有与刀杆前部相适配的内螺纹部9和锥腔部8，刀杆前部套接于刀柄7端部内，刀杆中部2与刀柄7端部端面配合。所述短锥部3呈圆锥状且锥度比为1:20。所述外螺纹部5呈圆柱状且沿其外圆周方向均布若干与外螺纹部5的轴向中心线相平行的平面6，所述外螺纹部5的螺距为1.5mm，外螺纹部5的表面设有碳氮共渗层。内螺纹部9和锥腔部8之间设有清根槽10，清根槽10的位置和沿轴向的尺寸与过渡凹槽4相对应，以保证外螺纹部5和内螺纹部9的完整配合。

使用时，将刀杆前部旋入刀柄2的端部直至完全套接于刀柄2端部内，使其紧密配合，由此构成直拉紧式接口。需要更换刀具时，将刀杆旋出、更换刀杆就能实现刀具的更换，极大地优化了刀具的快速更换操作及调刀时间。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。