本发明涉及机床加工技术领域，特别涉及一种动平衡刀柄。
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在工作过程中动态平衡的好坏，从而影响与其连接的刀盘的加工精度。
本申请发明人发现，现有技术提供的刀柄结构中，由于主轴带动刀柄旋转时会出现转动不平衡的现象，如此容易导致刀盘与刀柄连接后，刀盘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。
因此，如何提供一种动平衡刀柄，能够有效保证刀柄和刀盘在转动过程中保持良好地平衡，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种动平衡刀柄，以解决现有的刀柄连接刀盘后容易出现转动不平衡而导致加工精度差，以及刀柄使用寿命较短的技术问题。
本发明提供一种动平衡刀柄，包括：刀柄，以及设置在所述刀柄上的动平衡环；所述动平衡环包括：环体，所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述内侧面用于围成所述环体的中部的安装孔；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔沿所述外侧面的圆周方向布设；所述刀柄包括：刀柄主体，所述安装孔套设在所述刀柄主体上；所述刀柄主体临近所述动平衡环的一端设有刀盘安装部，所述刀柄主体的另一端设有与机床连接的安装轴。
实际应用时，本发明提供的动平衡刀柄中，所述刀盘安装部包括：环状托盘，所述环状托盘的中心设有圆形锁柱，且所述环状托盘上设有锁紧孔；所述刀盘套设固定在所述圆形锁柱上，并通过所述锁紧孔固定，所述圆形锁柱能够用于对所述刀盘进行定位。
其中，本发明提供的动平衡刀柄中，所述锁紧孔设置有多个，且多个所述锁紧孔沿所述环状托盘的圆周方向均匀间隔分布。
具体地，本发明提供的动平衡刀柄中，所述动平衡环套设在所述刀柄主体上，并通过顶丝与所述环状托盘固定。
进一步地，本发明提供的动平衡刀柄中，所述安装轴与所述机床连接的一端设有内螺纹孔，所述内螺纹孔处安装有拉钉。
实际应用时，本发明提供的动平衡刀柄中，多个所述配重孔沿所述环体的所述外侧面的圆周方向均匀间隔分布。
其中，本发明提供的动平衡刀柄中，本发明所述的动平衡刀柄还包括：调节装置，所述调节装置安装于所述配重孔中。
具体地，本发明提供的动平衡刀柄中，所述调节装置为柱状结构；所述柱状结构具有外螺纹，用于与所述配重孔的内螺纹相配合。
进一步地，本发明提供的动平衡刀柄中，所述配重孔的孔径满足以下公式：d＝d+l+w-7.964；其中，d表示所述配重孔的孔径，d表示所述环体的外径，l表示所述环体的轴向长度，w表示所述环体的环宽。
相对于现有技术，本发明所述的动平衡刀柄具有以下优势：
本发明提供的动平衡刀柄中，包括：刀柄，以及设置在该刀柄上的动平衡环；其中，动平衡环包括：环体，环体具有相对的内侧面和外侧面，内侧面用于围成环体的中部的安装孔；外侧面设置有多个配重孔，且多个配重孔沿外侧面的圆周方向布设；其中，刀柄包括：刀柄主体，安装孔套设在刀柄主体上；刀柄主体临近动平衡环的一端设有刀盘安装部，刀柄主体的另一端设有与机床连接的安装轴。由此分析可知，本发明提供的动平衡刀柄中，将动平衡环安装于刀柄上，通过在动平衡环的配重孔中安装物体，以调节刀柄、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，有效保证刀柄和刀盘在转动过程中保持良好地平衡，进而有效提高加工精度；并且，能够减少机械故障的发生，有效延长刀柄的使用寿命。
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为本发明实施例提供的动平衡刀柄的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的动平衡刀柄的爆炸结构示意图；
图3为本发明实施例提供的动平衡刀柄的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的动平衡刀柄中调节装置的结构示意图。
图中：1－刀柄；11－刀柄主体；12－刀盘安装部；13－安装轴；14－内螺纹孔；121－环状托盘；122－圆形锁柱；1211－锁紧孔；2－动平衡环；21－环体；211－内侧面；212－外侧面；22－安装孔；23－配重孔；3－拉钉；4－调节装置。
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。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系统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，也可以是电气连接；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。
图1为本发明实施例提供的动平衡刀柄的结构示意图；图2为本发明实施例提供的动平衡刀柄的爆炸结构示意图；图3为本发明实施例提供的动平衡刀柄的剖面结构示意图。
如图1－图3所示，本发明实施例提供一种动平衡刀柄，包括：刀柄1，以及设置在刀柄1上的动平衡环2；动平衡环2包括：环体21，环体21具有相对的内侧面211和外侧面212，内侧面211用于围成环体21的中部的安装孔22；外侧面212设置有多个配重孔23，且多个配重孔23沿外侧面212的圆周方向布设；刀柄1包括：刀柄主体11，安装孔22套设在刀柄主体11上；刀柄主体11临近动平衡环2的一端设有刀盘安装部12，刀柄主体11的另一端设有与机床连接的安装轴13。
相对于现有技术，本发明实施例所述的动平衡刀柄具有以下优势：
本发明实施例提供的动平衡刀柄中，如图1－图3所示，包括：刀柄1，以及设置在该刀柄1上的动平衡环2；其中，动平衡环2包括：环体21，环体21具有相对的内侧面211和外侧面212，内侧面211用于围成环体21的中部的安装孔22；外侧面212设置有多个配重孔23，且多个配重孔23沿外侧面212的圆周方向布设；其中，刀柄1包括：刀柄主体11，安装孔22套设在刀柄主体11上；刀柄主体11临近动平衡环2的一端设有刀盘安装部12，刀柄主体11的另一端设有与机床连接的安装轴13。由此分析可知，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，将动平衡环2安装于刀柄1上，通过在动平衡环2的配重孔23中安装物体，以调节刀柄1、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1的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，有效保证刀柄1和刀盘在转动过程中保持良好地平衡，进而有效提高加工精度；并且，能够减少机械故障的发生，有效延长刀柄的使用寿命。
实际应用时，如图2所示，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，上述刀盘安装部12可以包括：环状托盘121，该环状托盘121的中心设有圆形锁柱122，且环状托盘121上设有锁紧孔1211；装配时，刀盘套设固定在圆形锁柱122上，并通过锁紧孔1211固定，圆形锁柱122能够用于对刀盘进行定位。
其中，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，上述锁紧孔1211可以设置有多个，且多个锁紧孔1211优选为沿环状托盘121的圆周方向均匀间隔分布，从而良好地保证刀盘的安装稳固性。
具体地，如图1所示，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，上述动平衡环2套设在刀柄主体11上，并通过顶丝与环状托盘121固定。
此处需要补充说明的是，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，如
图3所示，为了有效保证刀柄1的强度，上述刀柄1中的刀柄主体11、刀盘安装部12和安装轴13优选为一体成型设置。
进一步地，如图1－图3所示，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，上述安装轴13与机床连接的一端设有内螺纹孔14，该内螺纹孔14处安装有拉钉3。
实际应用时，如图2所示，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，多个配重孔23优选为沿环体21的外侧面212的圆周方向均匀间隔分布；具体而言，配重孔23的数量可以为15－30个，以配重孔23的数量为20个具体说明其分布情况，相邻两个配重孔23之间所对的圆心角为20°。
图4为本发明实施例提供的动平衡刀柄中调节装置的结构示意图。
其中，如图4所示，本发明实施例所述的动平衡刀柄还可以包括：调节装置4，该调节装置4安装于配重孔23中，从而通过调节装置4以实现。
具体地，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，上述调节装置4可以为柱状结构，且该柱状结构具有外螺纹，用于与配重孔23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4还可以是螺钉、螺栓或螺柱。
进一步地，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，配重孔23的孔径与环体21的外径、环体21的轴向长度和环体21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4，且有利于快速的调节平衡。
具体而言，配重孔23的孔径满足以下公式：
d＝xd+yl+zw+c，
其中，d表示配重孔23的孔径，d表示环体21的外径，l表示环体21的轴向长度，w表示环体21的环宽；c表示常数；x、y、z均表示相关系数。
在该实施例上，上述配重孔23的孔径满足以下公式：d＝d+l+w-7.964；其中，d表示所述配重孔23的孔径，d表示所述环体21的外径，l表示所述环体21的轴向长度，w表示所述环体21的环宽。
实际应用时，本发明实施例提供的动平衡刀柄中，环体21的轴向截面形状呈矩形，环体21的某一直径位于该轴向截面上，且该轴向截面垂直于环体21的环面。环体21的相对的两个环面相互平行。并且，环体21的内侧面211和外侧面212均为柱面。
此种需要补充说明的是，该实施例中，环体21的截面形状还可以呈直角梯形等。
该实施例可选的方案中，环体21的环面与外侧面212之间具有倒角结构。
本发明实施例提供的动平衡刀柄中，上述环体21可以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21整体的重量，便于调节平衡。
具体地，该实施例中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：第一子环和第二子环，第一子环的内圆直径大于或等于第二子环的外圆直径，这样第一子环便嵌套于第二子环的外部；使用时，第二子环套于刀柄1上；第一子环与第二子环之间通过环体21上对称的两个配重孔23中安装调节装置4实现固定连接。由于环体21分为第一子环和第二子环，因此配重孔23相应的分成两个半孔，一个半孔位于第一子环上，另一个半孔位于第二子环上。
此处需要补充说明的是，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1，再将动平衡环2装于刀柄1的刀柄主体11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23内装入调节装置4，再次测试，重复上述步骤直至装配体的重心保持在刀柄1的轴线为止。
本发明实施例提供的动平衡刀柄中，将动平衡环2安装于刀柄1上，通过在动平衡环2的配重孔23中安装物体，以调节刀柄1、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1的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，有效保证刀柄1和刀盘在转动过程中保持良好地平衡，进而有效提高加工精度；并且，能够减少机械故障的发生，有效延长刀柄的使用寿命。
本发明实施例再提供一种动平衡环的设计方法：
其中，d表示所述配重孔的孔径，d1表示所述环体的外径，d2表示所述环体的内径，l表示所述环体的轴向长度，w表示所述环体的环宽。
步骤s01、确定环体的外径d1，环体的外径d1等于1.1－1.3倍的刀柄外径；
步骤s02、确定环体的内径d2，环体的内径d2与刀柄外径间隙配合，公差等级为h8或者h10；
步骤s03、确定环体的宽度2w＝d1－d2；
步骤s04、确定环体的轴向长度l，环体的轴向长度等于0.10－0.13倍刀柄的轴向长度；
步骤s05、确定配重孔的孔径d，d＝0.5l+0.02d+0.2w+0.1。
本发明实施例再提供一种使用动平衡环调整刀柄/刀盘重心的方法：
所述动平衡环侧面配重孔的数目为24或30或36个；插入配重孔的调节装置有五种规格，重量可以分别为0.1g、0.2g、0.3g、0.4g、0.5g。
以30个配重孔的动平衡环为例，具体调节步骤如下：
步骤s10、将动平衡环套安装于刀柄间隙配合；
步骤s20、将4个0.3g的调节装置安装于配重孔内，每隔90度角安装一个，由于间隙配合，调节装置顶住刀柄还起到将动平衡环固定于刀柄的作用；
步骤s30、使用重心测试仪测试刀柄组件/刀盘组件的重心，令第一次测试测出的偏重位置为第一偏重位置，第一次测出的偏重量为第一偏重量；
步骤s40、根据测出的第一偏重位置处的第一偏重量，若第一偏重位置在步骤s20安装的4个调节装置中的某一个位置，那么拆掉对应在此处的调节装置，使用重心测试仪测试刀柄组件/刀盘组件的重心，令第二次测试测出的偏重量为第二偏重量；根据第二偏重量的大小对应组合安装或者拆卸五种重量规格的调节装置；
步骤s50、根据测出的第一偏重位置处的偏重量，若第一偏重位置不在步骤s20安装的4个调节装置中的任何一个位置，那么根据第一偏重量在第一偏重位置处的对面安装相应规格的调节装置；
步骤s60、重复步骤s40、步骤s50直至刀柄组件/刀盘组件的重心与刀柄轴向重合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。