一种高刚度刀柄装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型专利涉及铣削加工研宄领域，特别是涉及一种用于铣削加工设备的高刚度刀柄装置。
【背景技术】
[0002]目前，在高速加工行业中，大多数机床上都采用刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统结构，刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统结构虽能满足一般零件高速铣削加工的要求，但受刀具系统刚度的制约，其在加工深型腔结构时刀具所能接近工件的深度受到很大的限制，加工精度低；热缩加长刀柄-刀具式刀具系统结构虽然也能满足高速铣削加工的要求，且能克服大型、深型腔模具高速铣削加工时刀具刚度不足的缺陷，但刀柄与刀具配合缺少柔性，模具复杂多型面加工对刀具多样性的要求势必增加刀柄的投入，而使得加工成本大大提高。因此，需要一种新的方法来解决上述技术问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供了一种高刚度刀柄装置，通过在传统刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统的刀柄外端环面上加工螺纹孔并套装刚性套筒，从而对铣削刀具进行双重夹持，提高铣削刀具刚度和重复定位精度、降低刀具变形、提高加工精度，此装置并未改变刀具系统的自身结构，因此具有很强的适用性。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:它包括刀柄1、弹性夹头2、铣削刀具4和刚性套筒7 ;刀柄I为中空结构，一端与加工中心主轴相配合，另一端为向外张开的锥度空腔结构、且在该端环面上设置有螺纹和螺纹孔；弹性夹头2套装在刀柄I的锥度空腔内；铣削刀具4穿过弹性夹头2中的通孔装入刀柄I中；所述刚性套筒7采用中空薄壁结构，一端套装在铣削刀具4的前端，另一端固定于刀柄I上。
[0005]所述弹性夹头2外端套装有弹性夹头螺母3，与刀柄I外端环面的螺纹相配合连接，从而使铣削刀具4与刀柄I固定连接。
[0006]所述刀柄I外端环面加工有4个螺纹孔，螺纹孔之间间隔90°。
[0007]所述刚性套筒7 —端通过三角螺母8采用过盈密封配合套装在铣削刀具4的前端；另一端开有通孔并通过与其通孔相配合安装的紧固螺钉5固定于刀柄I上。
[0008]所述紧固螺钉5与刚性套筒7之间套装有调整垫圈6。
[0009]所述螺母8采用弹性较好的合金材料。
[0010]所述刀柄I与刚性套筒7配合处套装有调整垫圈9，调整垫圈9采用弹性较好的橡胶材料。
[0011]所述刚性套筒7设计为锥形薄壁结构，其厚度为0.8?1mm。
[0012]本实用新型的有益效果是:通过刚性套筒与三角螺母的配合对铣削刀具前端进行二次夹持，由于刚性套筒具有很高的抗弯强度，因而可显著提高铣削刀具的刚性；三角螺母的尺寸可根据铣削刀具的直径进行选择使用，适用性好。
[0013]同时，本实用新型中的刀柄、弹性夹头和弹性夹头螺母通过采用标准件，互换性好；刚性套筒通过紧固螺钉与刀柄连接，结构简单可靠，且刚性套筒系列化设计可适用于不同加工环境，而且刚性套筒在加工过程中基本不会被破坏，安装一个刚性套筒比使用热缩刀柄的成本低得多。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的总装剖视结构示意图。
[0015]图2是本实用新型的总装外形结构示意图。
[0016]图3是刀柄-弹性夹头-刀具系统结构示意图。
[0017]图4—图7是刚性套筒结构示意图。
[0018]图8 —图9是二角螺母结构不意图。
[0019]附图标注说明:1_刀柄，2-弹性夹头，3-弹性夹头螺母，4-铣削刀具，5-紧固螺钉，6-调整垫圈，7-刚性套筒，8-三角螺母，9-弹性垫圈。
【具体实施方式】
[0020]为了阐明本实用新型的技术方案以及特点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
[0021]实施例1，它包括刀柄1、弹性夹头2、铣削刀具4和刚性套筒7;刀柄I为中空结构，一端与加工中心主轴相配合，另一端为向外张开的锥度空腔结构、且在该端环面上设置有螺纹和螺纹孔；弹性夹头2的内端外形为与刀柄I外端锥度空腔相配合的锥形结构，弹性夹头2套装在刀柄I的锥度空腔内；铣削刀具4穿过弹性夹头2中的通孔装入刀柄I中；所述刚性套筒7采用中空薄壁结构，一端套装在铣削刀具4的前端，另一端固定于刀柄I上。参阅图1至图9。
[0022]实施例2，所述弹性夹头2外端套装有弹性夹头螺母3，与刀柄I外端环面的螺纹相配合连接，从而使铣削刀具4与刀柄I固定连接。参阅图1至图9，其余同实施例1。
[0023]实施例3，所述刀柄I外端环面加工有4个螺纹孔，螺纹孔之间间隔90°。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
[0024]实施例4，所述刚性套筒7 —端通过三角螺母8采用过盈密封配合套装在铣削刀具4的前端，刚性套筒7内部设有螺纹，三角螺母8上的螺纹通过与刚性套筒7相配合将铣削刀具4的前端拧紧固定，为提升适用性，在刚性套筒7内端套装三角螺母8与刀具配合，也可将三角螺母8的内径设计成不同尺寸以适应不同直径的铣削刀具4，可根据铣削刀具4的直径选用不同内径的三角螺母8 ;另一端开有通孔并通过与其通孔相配合安装的紧固螺钉5固定于刀柄I上，紧固螺钉5设置有与刀柄I螺纹孔相配合的螺纹，紧固螺钉5穿过刚性套筒7大端的通孔配合套装在刀柄I螺纹孔内，安装方便且加强了连接的牢固性。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
[0025]实施例5，所述紧固螺钉5与刚性套筒7之间套装有调整垫圈6，为改善动平衡，在紧固螺钉5的螺帽与刚性套筒7通孔之间设置有调整垫圈6对紧固螺钉5的位置进行调整，通过调节调整垫圈6的尺寸可以对刚性套筒进行调整。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
[0026]实施例6，所述螺母8采用弹性较好的合金材料。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
[0027]实施例7，所述刀柄I与刚性套筒7配合处套装有调整垫圈9，调整垫圈9采用弹性较好的橡胶材料，通过调节紧固螺钉5对刚性套筒7的位置进行微调，加强定位精度。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
[0028]实施例8，所述刚性套筒7设计为锥形薄壁结构，其厚度为0.8?1mm，刚性套筒7可采用一端渐小的锥形结构，它与传统的刀柄-刀具机构相比，长度和大小是系列化设计的，刚性较好，这使得本实用新型可很好的根据不同加工环境选用合适尺寸的刚性套筒。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
[0029]实施例9，在本实用新型中，刀柄1、弹性夹头2、弹性夹头螺母3和刀具4也可选用标准件，在完成上述安装后，将刀柄I主轴与加工中心主轴连接。它通过根据不同切削加工工况选用不同长度和尺寸的刚性套筒7与刀柄I配合，增加互换性，从而节省刀柄制造开支。在进行高速加工时，通过弹性夹头2与刚性套筒7对铣削刀具4的双重夹持及定位，从而减少了铣削刀具4因切削力而产生的变形，提高了刀具系统的抗弯强度。参阅图1至图9，其余同上述实施例。
【主权项】
1.一种高刚度刀柄装置，其特征是:它包括刀柄(I)、弹性夹头(2)、铣削刀具(4)和刚性套筒(7);刀柄(I)为中空结构，一端与加工中心主轴相配合，另一端为向外张开的锥度空腔结构、且在该端环面上设置有螺纹和螺纹孔；弹性夹头(2)套装在刀柄(I)的锥度空腔内；铣削刀具(4)穿过弹性夹头(2)中的通孔装入刀柄(I)中；所述刚性套筒(7)采用中空薄壁结构，一端套装在铣削刀具(4)的前端，另一端固定于刀柄(I)上。
2.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是:所述弹性夹头(2)外端套装有弹性夹头螺母(3)，与刀柄(I)外端环面的螺纹相配合连接，从而使铣削刀具(4)与刀柄(I)固定连接。
3.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是:所述刀柄(I)外端环面加工有4个螺纹孔，螺纹孔之间间隔90°。
4.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是:所述刚性套筒(7)—端通过三角螺母(8)采用过盈密封配合套装在铣削刀具(4)的前端；另一端开有通孔并通过与其通孔相配合安装的紧固螺钉(5)固定于刀柄(I)上。
5.根据权利要求4所述高刚度刀柄装置，其特征是:所述紧固螺钉(5)与刚性套筒(7)之间套装有调整垫圈(6)。
6.根据权利要求4所述高刚度刀柄装置，其特征是:所述三角螺母(8)采用弹性较好的合金材料。
7.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是:所述刀柄(I)与刚性套筒(7)配合处套装有调整垫圈(9)，调整垫圈(9)采用弹性较好的橡胶材料。
8.根据权利要求1所述高刚度刀柄装置，其特征是:所述刚性套筒(7)设计为锥形薄壁结构，其厚度为0.8?Imm0
【专利摘要】一种高刚度刀柄装置，它主要是解决传统的刀柄-弹性夹头-刀具式刀具系统结构刚性不足，使得加工时刀具所能接近工件的深度受到很大的限制，加工精度低等技术问题。其技术方案要点是：它包括刀柄（1）、铣削刀具（4）和刚性套筒（7）；铣削刀具（4）后端通过弹性夹头（2）夹持并由弹性夹头螺母（3）拧紧固定。刚性套筒（7）的外端通过三角螺母（8）对铣削刀具（4）前端进行高精度夹持与固定，刚性套筒（7）内端通过紧固螺钉（5）及调整垫圈（6）固定于刀柄（1）的外环面上。本实用新型安装简易、易拆分、尺寸容易拓展，互换性好，很好地提升了其作为加工装置的适用性。本实用新型主要是用于铣削加工工艺过程中的深型腔加工领域。
【IPC分类】B23C5-26
【公开号】CN204295035
【申请号】CN201420714828
【发明人】周后明, 刘博 , 秦衡峰, 张高峰, 周友行
【申请人】湘潭大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月25日