一种刀具夹紧装置的制作方法

本发明涉及机械设备和机加工艺领域，具体而言，涉及一种刀具夹紧装置。

背景技术：

机械加工中，刀具往往通过夹紧装置夹紧固定在动力装置的旋转主轴上，因此夹紧装置的结构和特点是影响机械加工质量的要素之一。

现有的夹紧装置往往是通过套筒与固定件之间的旋转挤压从而使刀具夹紧，这样的夹紧方式结构复杂，且会出现刀具掉落的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种刀具夹紧装置，其能够方便地完成刀具夹紧的任务，且结构简单、使用方便。

本发明的实施例是这样实现的：

一种刀具夹紧装置，其包括本体、限制刀具径向方向位移的第一限位部和限制刀具轴向方向位移的第二限位部。本体具有一端开口的容纳空间，容纳空间的内壁向开口的中心靠拢形成供刀具通过的通过孔。第一限位部包括设置在容纳空间的内壁上的移动机构和设置在本体上的控制机构。第二限位部具有锁定刀具的锁定状态和释放刀具的释放状态，第二限位部的锁定状态由设置在本体上的第一锁定部和设置在刀具刀杆的外表面上的第二锁定部之间的镶嵌配合维持；第一锁定部和第二锁定部之间的镶嵌配合由弹性件的回复力维持。

这样的刀具夹紧装置通过第一限位部用于限制刀具在径向方向的位移，具体地，刀具穿过刀具夹紧装置的通过孔设置在容纳空间内，第一限位部包括设置在容纳空间内壁的移动机构和设置在本体上的控制机构，控制机构是使移动机构向容纳空间的中心移动以限制刀具在其径向方向的位移；而第二限位部则用于限制刀具在轴向方向的位移，进一步地，第二限位部具有锁定刀具使其不能再沿刀具轴向方向移动的锁定状态和使刀具在沿其轴向方向可自由移动的释放状态，这样的锁定状态是通过设置在本体的第一锁定部和设置在刀具刀杆的外表面上的第二锁定部之间的镶嵌配合维持的，且第一锁定部和第二锁定部之间的镶嵌配合由弹性件的回复力维持，这样就可以有选择地限制了刀具在沿其轴向方向的位移。通过第一限位部和第二限位部的配合，就能够完全将刀具夹紧在容纳空间内，可以看出，这样的刀具夹紧装置结构简单、使用方便。

在本发明的一种实施例中：

上述第一限位部的控制机构包括设置在本体上的液压缸和封闭液压缸体内部的活动部。液压缸体内部还设置活塞。移动机构位于液压缸外壁远离活动部的一端，且移动机构通过活塞杆与活塞连接。液压缸作为常用的传动装置，具有结构简单、操作方便、力矩大、速度小的特点，非常适合刀具夹紧这样的精细的操作。

在本发明的一种实施例中：

上述活动部与液压缸螺纹连接。螺纹连接的方式操作简单，且螺纹具有一定自锁的功能，可以保障整个装置的高效、稳定地运行。

在本发明的一种实施例中：

上述活动部与液压缸之间设置有密封垫圈。密封垫圈可以增强液压缸与活动部间的密封效果，进一步地保障第一限位部能够稳定地运作。

在本发明的一种实施例中：

上述移动机构沿本体的长度方向延伸。移动机构沿本体长度方向延伸，这样就可以使得移动机构在夹紧刀具时与刀具的表面具有更大的接触面积，而使来自与液压缸的夹紧力能够更加均匀地作用在刀具表面，进而更好地家夹紧刀具。

在本发明的一种实施例中：

上述移动机构至少通过一个活塞杆与活塞连接。多个活塞杆可以保障活动部与移动机构连接更加牢固且多个活塞杆便于将液压缸中的活塞上的力均匀地传递到移动机构上。

在本发明的一种实施例中：

上述活动部为防松螺栓。防松螺栓作为工业生产中经常用到的一种紧固件，通过内外螺纹在紧固过程中产生的强大作用力可以保证螺栓的稳固性，在本实施例中，防松螺栓则主要起到了保障了液压缸的密闭性，进而保证第一限位部限位精确性的作用。

在本发明的一种实施例中：

上述第一锁定部为设置在容纳空间内部的钢球，第二锁定部为设置在刀具外周面的凹槽。弹性件向第一锁定部施加指向容纳空间开口的力。容纳空间的内表面部分构成使钢球进入凹槽的导向面。钢球作为第一限位部与凹槽作为第二锁定部的配合更加自然，受力更加均匀。钢球通过导向面的引导能够更轻易地运动到凹槽中，从而锁定刀具径向的位移。

在本发明的一种实施例中：

上述弹性件包括弹簧和承压板，承压板的一个端面与弹簧的一端连接，承压板的另一端面与钢球接触，弹簧的另一端与设置在容纳空间里的抵持部连接，承压板和抵持部上均具有贯穿的供刀具通过的通孔。承压板一端面与钢球抵接，另一端面与弹簧连接的方式，可以使得弹簧的弹性力能够更加均匀地施加在钢球上，保证了第二限位部锁定状态的稳定性。

在本发明的一种实施例中：

上述抵持部的远离弹簧的端面上设置有电磁铁。电磁铁的设置为第二限位部的解锁提供了有效的方式，通过电磁铁的通断电可以方便地实现第二限位部在锁定状态和解锁状态的切换，提高了设备的灵活性。

本发明实施例的有益效果是：

刀具穿过刀具夹紧装置的通过孔设置在容纳空间内，第一限位部包括设置在容纳空间内壁的移动机构和设置在本体上的控制机构，控制机构是使移动机构向容纳空间的中心移动以限制刀具在其径向方向的位移；第二限位部具有锁定刀具使其不能再沿刀具轴向方向移动的锁定状态和使刀具在沿其轴向方向可自由移动的释放状态，这样的锁定状态是通过设置在本体的第一锁定部和设置在刀具刀杆的外表面上的第二锁定部之间的镶嵌配合维持的，且第一锁定部和第二锁定部之间的镶嵌配合由弹性件的回复力维持，这样就可以有选择地限制了刀具在沿其轴向方向的位移。通过第一限位部和第二限位部的配合，就能够完全将刀具夹紧在容纳空间内。与现有技术相比，这样的刀具夹紧装置结构简单、且液压夹紧的方式，能够更好地夹紧刀具而不会出现刀具掉落的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中刀具夹紧装置的结构示意图；

图2为图1中第一限位部的局部放大图；

图3为图1中第二限位部的局部放大图；

图4为本发明实施例中第二限位部第二种结构示意图；

图5为本发明实施例中第二限位部第三种结构示意图；

图6为本发明实施例中第二限位部第四种结构示意图。

图标：100-刀具夹紧装置；110-本体；111-容纳空间；112-导向面；113-抵持部；114-通过孔；120-第一限位部；121-移动机构；122-控制机构；1221-液压缸；1222-活塞；1223-活塞杆；1224-活动部；1225-密封垫圈；130-第二限位部；131-第一锁定部；132-第二锁定部；140-弹性件；141-弹簧；142-承压板；150-刀具。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，图1为刀具夹紧装置100的剖视图。本实施例提供一种刀具夹紧装置100，其包括本体110、限制刀具150径向方向位移的第一限位部120和限制刀具150轴向方向位移的第二限位部130。

本体110具有一端开口的容纳空间111，容纳空间111的内壁向开口的中心靠拢形成供刀具150通过的通过孔114。在本发明的本实施例中，本体110为圆柱形结构，本体110中心开设有圆柱形内腔，该圆柱形内腔即容纳空间111；圆柱形内腔的一端开设有开口，且圆柱形内腔的内壁向该开口中心靠拢形成通过孔114，该通过孔114是刀具150进出刀具夹紧装置100的通道。

参照图1和图2，第一限位部120包括设置在容纳空间111的内壁上的移动机构121和设置在本体110上的控制机构122。在本发明的本实施例中，第一限位部120的控制机构122包括设置在本体110上的液压缸1221和封闭液压缸1221体内部的活动部1224。液压缸1221体内部还设置活塞1222。移动机构121位于液压缸1221外壁远离活动部1224的一端，且移动机构121通过活塞杆1223与活塞1222连接。液压缸1221作为常用的传动装置，具有结构简单、操作方便、力矩大、速度小的特点，非常适合刀具150夹紧这样的精细的操作。使用时，液压油是设置在液压缸1221内且位于活动部1224靠近活塞1222的端面和活塞1222靠近活动部1224的端面的密闭空间内，这样该密闭空间的压力就是保持稳定的，进而移动机构121的移动可以通过液压油作为介质传递给活塞1222，引起活塞1222的相应的移动。

进一步地，在本发明的本实施例中，活动部1224与液压缸1221螺纹连接。螺纹连接的方式操作简单，且螺纹具有一定自锁的功能，可以保障整个装置的高效、稳定地运行。这里需要说明的是，活动部1224与液压缸1221的螺纹连接可以是管螺纹连接或矩形螺纹连接，这样的连接方式可以加强活动部1224与液压缸1221的密封效果。

进一步地，活动部1224与液压缸1221之间设置有密封垫圈1225。密封垫圈1225可以增强液压缸1221与活动部1224间的密封效果，进一步地保障第一限位部120能够稳定地运作。密封垫圈1225是设置在活动部1224上具有螺纹部分的两端，这样当活动部1224移动时移动能够始终保持与缸体的密封，进而保证了移动机构121位移的精准性。

进一步地，移动机构121沿本体110的长度方向延伸。移动机构121沿本体110长度方向延伸，这样就可以使得移动机构121在夹紧刀具150时与刀具150的表面具有更大的接触面积，而使来自与液压缸1221的夹紧力能够更加均匀地作用在刀具150表面，进而更好地家夹紧刀具150。

进一步地，移动机构121至少通过一个活塞杆1223与活塞1222连接。多个活塞杆1223可以保障活动部1224与移动机构121连接更加牢固且多个活塞杆1223便于将液压缸1221中的活塞1222上的力均匀地传递到移动机构121上。在本发明的本实施例中，移动机构121通过三个活塞杆1223与活塞1222连接，三个活塞杆1223沿本体110的长度方向均匀设置，这样通过最精简的设置方式能够保证沿本体110长度方向将刀具150夹紧。这里需要说明的是，在本发明的其他实施例中，三个活塞杆1223可以是组成三角形的方式排布，因为三角形稳固的特性能够进一步保障移动机构121与活塞1222的稳固连接；同样地，在本发明的其他实施例中，移动机构121也可以通过不少于三个活塞杆1223的方式与活塞1222连接或者只是一个活塞杆1223的方式与活塞1222连接，只要能够将活塞1222与移动机构121稳固地连接即可。

活动部1224为防松螺栓。防松螺栓作为工业生产中经常用到的一种紧固件，通过内外螺纹在紧固过程中产生的强大作用力可以保证螺栓的稳固性，在本实施例中，防松螺栓则主要起到了保障了液压缸1221的密闭性，进而保证第一限位部120限位精确性的作用。

参照图1和图3，第二限位部130具有锁定刀具150的锁定状态和释放刀具150的释放状态，第二限位部130的锁定状态由设置在本体110上的第一锁定部131和设置在刀具150刀杆的外表面上的第二锁定部132之间的镶嵌配合维持；第一锁定部131和第二锁定部132之间的镶嵌配合由弹性件140的回复力维持。

在本发明的本实施例中，第一锁定部131为设置在容纳空间111内部的钢球，第二锁定部132为设置在刀具150外周面的凹槽。弹性件140向第一锁定部131施加指向容纳空间111开口的力。容纳空间111的内表面部分构成使钢球进入凹槽的导向面112。钢球作为第一限位部120与凹槽作为第二锁定部132的配合更加自然，受力更加均匀。钢球通过导向面112的引导能够更轻易地运动到凹槽中，从而锁定刀具150径向的位移。

弹性件140包括弹簧141和承压板142，承压板142的一个端面与弹簧141的一端连接，承压板142的另一端面与钢球接触，弹簧141的另一端与设置在容纳空间111里的抵持部113连接，承压板142和抵持部113上均具有贯穿的供刀具150通过的通孔。承压板142一端面与钢球抵接，另一端面与弹簧141连接的方式，可以使得弹簧141的弹性力能够更加均匀地施加在钢球上，保证了第二限位部130锁定状态的稳定性。

抵持部113的远离弹簧141的端面上设置有电磁铁。电磁铁的设置为第二限位部130的解锁提供了有效的方式，通过电磁铁的通断电可以方便地实现第二限位部130在锁定状态和解锁状态的切换，提高了设备的灵活性。

在使用时，将刀具150的没末端插入容纳空间111中，第二限位部130的钢球在弹性件140的弹性力推动下顺着导向面112滑入刀具150表面的凹槽，这时钢球与凹槽镶嵌配合且由于弹性件140的持续的弹性力作用在钢球上以维持这样的镶嵌配合，这样第二限位部130就可以可靠地限制刀具150在径向方向的位移。同时，通过旋转第一限位的活动部1224，使活动部1224向靠近缸体的方向移动，活动部1224的位移通过设置在液压缸1221密闭空间内的液压油放大传递到活塞1222上以推动活塞1222的移动，从而活塞1222的移动带动与活塞1222连接移动机构121向容纳空间111中心的方向移动，进而压紧位于容纳空间111中的刀具150。

这里需要指出的是，移动机构121通过液压传动抵持在刀具150的外表面的方式夹紧刀具150，这样的方式允许刀具150在高速旋转的工作过程中具有沿刀具150径向方向的微小偏移(当然，这样的偏移是在允许的误差范围内的)这样可以最大程度地避免出现刀具150损坏的情况(刀具150的成本远大于夹紧装置的成本)；相对于将刀具150刚性地夹紧的方式，本实施例中的方式避免了打刀后引起正在加工的零件表面的不可逆的损伤，从而大大地减少了生产和制造过程中的成本，提高了经济效益。

在不使用时，先旋转活动部1224使其远离向远离缸体的方向移动，活动部1224的移动通过设置在液压缸1221密闭空间内的液压油传递到活塞1222上，从而使与活塞1222连接的移动机构121向远离刀具150的方向移动，进而使得刀具150在径向方向的限位得到释放，即第一限位部120释放刀具150。随后，使位于抵持部113后方的电磁铁通电，通电后的电磁铁产生磁力吸引弹性件140向远离通过孔114的方向移动，这时，钢球与凹槽失去镶嵌配合，刀具150与钢球为自由活动，即第二限位部130处于释放状态，刀具150可以轻松地从夹紧装置中取出。

需要说明的是：

第一限位部120的移动机构121和控制机构122的结构不限于上述的方式，在本发明的其他实施例中，只要能够通过操作控制机构122使移动机构121夹紧刀具150即可。

第二限位部130的第一锁定部131和第二锁定部132的方式不限于上述的方式，在本发明的其他实施例中，可以是其他的方式，这里仅仅是一个示例。

作为一种较优的实施方式，第二锁定部132的锁定方式不限于此。参照图4，图4为第二限位部130的第二种结构示意图。从图4中可以看出，第一锁定部131为设置在本体110上的可以水平移动的嵌入部，第二锁定部132为与嵌入部配合的凹槽。

图5为第二限位部130的第三种结构示意图，从图5中可以看出第二锁定部132为两个且对称地设置在本体110上，这样可使得刀具150受力更加稳定。

图6为第二限位部130的第四种结构示意图，从图6中可以看出具有两个第一锁定部131，且第一锁定部131朝向容纳空间111的中心可活动地设置在本体110上。这样使得锁定效果更好。

综上，本发明的实施例提供一种刀具夹紧装置100，其包括本体110、第一限位部120和第二限位部130。第一限位部120用于限制刀具150在径向方向的位移，具体地，刀具150穿过刀具夹紧装置100的通过孔114设置在容纳空间111内，第一限位部120包括设置在容纳空间111内壁的移动机构121和设置在本体110上的控制机构122，控制机构122是使移动机构121向容纳空间111的中心移动以限制刀具150在其径向方向的位移；而第二限位部130则用于限制刀具150在轴向方向的位移，进一步地，第二限位部130具有锁定刀具150使其不能再沿刀具150轴向方向移动的锁定状态和使刀具150在沿其轴向方向可自由移动的释放状态，这样的锁定状态是通过设置在本体110的第一锁定部131和设置在刀具150刀杆的外表面上的第二锁定部132之间的镶嵌配合维持的，且第一锁定部131和第二锁定部132之间的镶嵌配合由弹性件140的回复力维持，这样就可以有选择地限制了刀具150在沿其轴向方向的位移。通过第一限位部120和第二限位部130的配合，就能够完全将刀具150夹紧在容纳空间111内，可以看出，这样的刀具夹紧装置100结构简单、使用方便。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。