一种动平衡刀柄结构的制作方法

本申请涉及机床加工技术领域，尤其是涉及一种动平衡刀柄结构。

背景技术

刀柄用于连接机床主轴和刀盘，刀柄的结构能够影响刀柄和刀盘整体在工作过程中动态平衡的好坏，从而影响刀盘的加工精度。

现有的刀柄结构，由于主轴带动刀柄旋转时会出现转动不平衡的现象，如此容易导致刀体与刀柄连接后，刀体的径向跳动和端面跳动大，影响加工精度，同时也影响刀柄的使用寿命。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种动平衡刀柄结构，以解决现有技术中刀柄和主轴旋转过程中存在转动不平衡，从而导致加工精度差的技术问题。

本申请提供了一种动平衡刀柄结构，包括刀柄本体和动平衡环；

所述刀柄本体包括第一刀柄部、第二刀柄部和装配接头，所述第一刀柄部、所述第二刀柄部和所述装配接头顺次相连接，所述动平衡环套设于所述第一刀柄部上，用于调整所述刀柄本体和所述动平衡环形成的整体的重心位置；

所述第一刀柄部远离所述第二刀柄部的一端设置有刀盘装配腔体，用于使所述刀柄本体与刀盘相连接；所述装配接头远离第二刀柄部的一端设置有主轴装配腔体，用于使所述刀柄本体与主轴相连接。

进一步地，所述第一刀柄部远离所述第二刀柄部的一端的外壁面上设置有第一定位台阶，用于定位所述动平衡环。

进一步地，所述动平衡环包括环体和调节装置；

所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述环体的内侧面围成安装孔，用于所述第一刀柄部相连接；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔沿所述环体的周向等间隔布设；所述调节装置安装于所述配重孔中。

进一步地，所述配重孔具有内螺纹；所述调节装置为柱状结构，且所述调节装置的外侧壁上设置有外螺纹，用于与所述配重孔的内螺纹相配合。

进一步地，所述环体包括嵌套在一起的多个子环。

进一步地，所说配重孔的孔径与所述环体的外径、所述环体的轴向长度和所述环体的环宽线性相关，并满足以下公式：

d＝0.02d+0.5l+0.2w+0.1，

其中，d表示配重孔的孔径，d表示环体的外径，l表示环体的轴向长度，w表示环体的环宽。

进一步地，所述第一刀柄部和所述第二刀柄部之间设置有环形卡刀槽，所述环形卡刀槽的截面呈“v”形。

进一步地，所述刀柄本体的外壁上靠近所述环形卡刀槽处设置有扳手操作部；所述扳手操作部的数量为两个，两个所述扳手操作部对称设置于所述刀柄本体的两侧。

进一步地，所述装配接头为hsk主轴装配接头。

进一步地，所述第二刀柄部上设置有通气孔。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的动平衡刀柄结构包括刀柄本体和动平衡环，所述动平衡环套设于所述刀柄本体上。所述刀柄本体包括顺次相连接的第一刀柄部、第二刀柄部和装配接头，所述动平衡环套设于所述第一刀柄部上；所述第一刀柄部远离所述第二刀柄部的一端设置有刀盘装配腔体，刀盘装配腔体与刀盘连接轴相适配，通过将刀盘的连接轴插入刀盘装配腔体内，实现所述刀柄本体与刀盘的连接；所述装配接头远离第二刀柄部的一端设置有主轴装配腔体，主轴装配腔体与机床主轴相适配，从而实现所述刀柄本体与主轴的连接。

本申请通过改变动平衡环内不同方向上的配重，从而改变调节刀柄、刀盘和动平衡环形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，提高加工精度，减少机械故障的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本申请实施例提供的动平衡环刀柄结构的拆分结构示意图；

图2为本申请实施例提供的动平衡环刀柄结构的整体结构示意图；

图3为本申请实施例提供的动平衡环刀柄结构的在第一视角下的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的动平衡环刀柄结构的剖视结构示意图；

图5为本申请实施例提供的动平衡环刀柄结构的动平衡环的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的动平衡环刀柄结构的动平衡环的另一结构示意图。

附图标记：

1-刀柄本体，101-第一刀柄部，102-第二刀柄部，103-装配接头，104-刀盘装配腔体，105-主轴装配腔体，106-第一定位台阶，107-环形卡刀槽，108-扳手操作部，109-通气孔；

2-动平衡环，201-内侧面，202-外侧面，203-配重孔，204-第一子环，205-第二子环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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显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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“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，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例的动平衡刀柄结构。

本申请的实施例提供了一种动平衡刀柄结构，如图1至图4所示，包括刀柄本体1和动平衡环2；

刀柄本体1包括第一刀柄部101、第二刀柄部102和装配接头103，第一刀柄部101、第二刀柄部102和装配接头103顺次相连接；动平衡环2套设于第一刀柄部101上，用于调整刀柄本体1和动平衡环2形成的整体的重心位置；

第一刀柄部101远离第二刀柄部102的一端设置有刀盘装配腔体105，用于使刀柄本体1与刀盘相连接；装配接头103远离第二刀柄部102的一端设置有主轴装配腔体，用于使刀柄本体1与主轴相连接。

本申请实施例提供的动平衡刀柄结构包括刀柄本体1和动平衡环2，动平衡环2套设于刀柄本体1上，通过改变动平衡环2内不同方向上的配重，从而改变调节刀柄、刀盘和动平衡环2形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生。

具体地，刀柄本体1包括顺次相连接的第一刀柄部101、第二刀柄部102和装配接头103，动平衡环2套设于第一刀柄部101上；

第一刀柄部101远离第二刀柄部102的一端设置有刀盘装配腔体104，刀盘装配腔体104与刀盘连接轴相适配，通过将刀盘的连接轴插入刀盘装配腔体104内，实现刀柄本体1与刀盘的连接；装配接头103远离第二刀柄部102的一端设置有主轴装配腔体105，主轴装配腔体105与机床主轴相适配，从而实现刀柄本体1与主轴的连接。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，第一刀柄部101远离第二刀柄部102的一端的外壁面上设置有第一定位台阶106，用于定位动平衡环2。

在该实施例中，为增强对动平衡环2的限位作用，防止在工作过程中出现晃动等情况而影响其调节平衡的作用，本实施例在第一刀柄部101远离第二刀柄部102的一端的外壁面上设置有第一定位台阶106，动平衡环2套设于第一定位台阶106处，且动平衡环2的内壁面和端面分别与第一定位台阶106的阶梯面相紧密贴合，实现动平衡环2的固定，防止其在工作过程中发生晃动，从而更为精确地起到调节平衡的作用。

优选地，动平衡环2的内壁面上设置有内螺纹，第一定位台阶106对应的阶梯面上设置有与上述内螺纹相适配的外螺纹，从而实现动平衡环2和第一定位台阶106的稳定连接。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图5所示，动平衡环2包括环体和调节装置；

环体具有相对的内侧面201和外侧面202，环体的内侧面201围成安装孔，用于第一刀柄部101相连接；外侧面202设置有多个配重孔203，且多个配重孔203沿环体的周向等间隔布设；调节装置安装于配重孔203中。

在该实施例中，动平衡环2包括环体和调节装置。环体呈圆环状，其环体具有相对的两个环面，即内侧面201和外侧面202。内侧面201和外侧面202均与环体的轴线平行，且环体的直径垂直于内侧面201和外侧面202。环体的内侧面201围成安装孔，用于第一刀柄部101相连接。使用时，通过将刀柄穿过安装孔，以实现动平衡环2的安装。外侧面202设置有多个配重孔203，且多个配重孔203沿环体的周向等间隔布设，配重孔203为圆形孔，配重孔203的轴线穿过环体的环心，配重孔203贯穿内侧面201和外侧面202。

调节装置位于配重孔203内，用于实现中心的调节。具体地，调节装置与配重孔203之间的连接方式可以螺纹连接，还可以是过盈配合连接。优选地，调节装置与配重孔203之间的连接是可拆卸连接，可以便于调节装置的拆装，从而方便调平。

本实施例提供的动平衡环2工作时，将动平衡环2安装于刀柄本体1上，然后通过在动平衡环2的配重孔203中安装物体，以调节刀柄、刀盘和动平衡环2形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，提高加工精度，减少机械故障的发生。

该实施例可选的方案中，多个配重孔203在外侧面202上等圆心角分布，也就是说，任意相邻两个配重孔203之间所对的圆心角相等。

具体而言，配重孔203的数量可以为15～30个，该实施例中，以配重孔203的数量为18个具体说明其分布情况，相邻两个配重孔203之间所对的圆心角为20°。

该实施例可选的方案中，环体的轴向截面形状呈矩形，环体的某一直径位于该轴向截面上，且该轴向截面垂直于环体的环面。环体的相对的两个环面相互平行。环体的内侧面201和外侧面202均为柱面。

该实施例可选的方案中，环体101的环面106与外侧面202103之间具有倒角结构。

在本申请的一个实施例中，优选地，配重孔203具有内螺纹；调节装置为柱状结构，且调节装置的外侧壁上设置有外螺纹，用于与配重孔203的内螺纹相配合。

在该实施例中，配重孔203具有内螺纹。调节装置为柱状结构，且其外壁面上设置有外螺纹，用于与配重孔203的内螺纹相配合。内螺纹可以是单线螺纹，且外螺纹是单线螺纹；或内螺纹是多线螺纹，且外螺纹是多线螺纹；在采用多线螺纹时，可以提高柱状结构的快速调节。柱状结构的端部开设有驱动槽，驱动槽可以为一字槽或十字槽，该实施例中，以驱动槽为一字槽为例。需要说明的是，调节装置还只可以是螺钉、螺栓或螺柱。

该实施例可选的方案中，柱状结构的长度可以根据实现调节，如柱状结构的长度小于环体的环宽，环体的环宽为环体的外圆半径与内圆半径之差。需要说明的是，柱状结构的长度还可以大于或等于环体的环宽。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图6所示，环体包括嵌套在一起的多个子环。

在该实施例中，环体包括嵌套在一起的多个子环，通过多个子环，便于增加或减小环体整体的重量，便于调节平衡。

以子环的数量为两个为例具体说明，为了便于区分两个子环，两个子环分别称为：第一子环204和第二子环205，第一子环204的内圆直径大于或等于第二子环205的外圆直径，这样第一子环204便嵌套于第二子环205的外部；使用时，第二子环205套于刀柄1上；第一子环204与第二子环205之间通过环体上对称的两个配重孔203中安装调节装置实现固定连接。由于环体分为第一子环204和第二子环205，因此配重孔203相应的分成两个半孔，一个半孔位于第一子环204上，另一个半孔位于第二子环205上。

在本申请的一个实施例中，优选地，所说配重孔203的孔径与环体的外径、环体的轴向长度和环体的环宽线性相关，并满足以下公式：

d＝d+l+w-7.964，

其中，d表示配重孔203的孔径，d表示环体的外径，l表示环体的轴向长度，w表示环体的环宽。

该实施例可选的方案中，配重孔203的孔径与环体的外径、环体的轴向长度和环体的环宽线性相关，通过实验测算，当线性相关时，便于配置相应的调节装置，且有利于快速的调节平衡。

具体而言，配重孔203的孔径满足以下公式：

d＝xd+yl+zw+c，

其中，d表示配重孔203的孔径，d表示环体的外径，l表示环体的轴向长度，w表示环体的环宽；c表示常数；x、y、z均表示相关系数。

在该实施例上，配重孔203的孔径d满足：d＝0.02d+0.5l+0.2w+0.1。

本申请的实施例通过动平衡环2实现调节平衡，减小或消除转动不平衡的方法为：

将换能器、刀盘(或磨头)连接至刀柄，再将动平衡环2装于刀柄本体1上，以形成一装配体，通过动平衡仪测量上述装配体的重心；当转动不平衡时，在相应的配重孔203内装入调节装置，再次测试，重复上述步骤直至装配体的重心保持在刀柄的轴线为止。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，第一刀柄部101和第二刀柄部102之间设置有环形卡刀槽107，环形卡刀槽107的截面呈“v”形。

在该实施例中，第一刀柄部101和第二刀柄部102之间设置有环形卡刀槽107，环形卡刀槽107的截面呈“v”形。采用上述结构，环形卡刀槽107用于刀库卡刀，通过将其截面设置呈“v”形，加工方便，能够通用于大多机床，还能够便于对本实施例的刀柄进行简单初步的质量管控，通过在环形卡刀槽107的两侧设置圆柱测量两圆柱距离初步检验产品是否合格，测量方便，便于进行质量管控。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2和图3所示，刀柄本体1的外壁上靠近环形卡刀槽107处设置有扳手操作部108；扳手操作部108的数量为两个，两个扳手操作部108对称设置于刀柄本体1的两侧。

刀柄本体1的外壁上还设有一对相对设置的扳手操作部108，扳手操作部108设置在刀柄本体1的外壁上并靠近环形卡刀槽107相对应的位置。采用上述结构，扳手操作部108可用于配合扳手使用，便于拆装刀具时固定刀柄。装刀时，一对扳手操作部108分别卡进锁刀座的扳手内，可以使刀柄不能转动。可选地，扳手操作部108为直边的扳手操作平面，可适用于锁刀座的u形扳手。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，装配接头103为hsk主轴装配接头103，第二刀柄部102上设置有通气孔109。

在该实施例中，当装配接头103为hsk主轴装配接头103时，装配接头103端部开设有主轴装配腔体，第二刀柄部102的外壁上设有通气孔109，通气孔109与主轴装配腔体连通。在刀柄主体的hsk主轴装配接头103与hsk机床主轴装配时，hsk机床主轴的拉杆会伸入主轴装配腔体内膨胀卡紧，通过设置通气孔109，便于排出气体，使得主轴装配腔体内气密性好，刀本体与hsk机床主轴装配可靠。

可选地，通气孔109为两个，两个通气孔109沿着第二刀柄部102的周向间隔设置，排气性好，结构简单。

本申请的实施例还提供了一种刀盘组件，包括上述任一实施例的动平衡刀柄结构。

在该实施例中，刀盘组件包括上述任一实施例的动平衡刀柄结构，由于刀盘组件包括上述任一实施例的动平衡刀柄结构，因而具有动平衡刀柄结构的全部有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。