一種具有消隙機構的刀柄定位結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有消隙機構的刀柄定位結構，包括用于固定安裝在主軸或主軸箱上的至少兩個限位銷釘、用于固定安裝在刀具的刀柄上的限位塊；所述限位塊包括一固定部和至少兩個連接臂；固定部設有一通孔，每個連接臂上設有限位孔；每個連接臂上設有一徑向孔，每個徑向孔的一端與限位孔連通；每個徑向孔中設有一消隙機構；每個限位銷釘對應插接于一個限位孔中，每個限位銷釘的側壁與球體相抵觸。本實用新型具有鎖緊效果好的特點，同時能有效提高雙銷釘定位車刀柄的連接剛性。進一步地，它通過施加靜態預緊力消除了車加工啟動及停止時產生的抖動現象。
【專利說明】
一種具有消隙機構的刀柄定位結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種刀柄定位結構，特別是涉及一種具有消隙機構的刀柄定位結構。【背景技術】
[0002]隨著航空航天(鋁合金、鈦合金)、汽車、精密模具(石墨電極、紫銅電極)、重工業 (大型鑄件、鋼件)、3C(鋁合金、塑料)等代表性行業對加工效率(加工成本)和加工精度的要求，以車銑復合加工中心為代表的多軸聯動機床，因能在單次裝夾中完成車、銑、鉆、鏜、攻絲等多種工序，近年得到長足發展，車銑復合加工中心的出現為提供零件的加工精度及效率提供了一種有效的解決方案。相對與以往車床與加工中心(或雕銑機、鉆攻機)將車與銑、 鉆、鏜、攻絲工序分別加工，車銑復合加工中心同一機臺滿足各種加工需求，效率高、精度高、設備綜合采購費用低。現有技術中的車銑復合加工中心多為傳統加工中心加載轉臺組合而成，車銑復合加工中心的車刀和銑刀共用一個主軸。根據加工情況不同，主軸需隨時切換車銑加工狀態，主軸車削加工時:主軸需保持靜止狀態，主軸銑削加工時:主軸需處于旋轉狀態。
[0003]目前，現有技術中出現各種類型的主軸鎖緊結構:1、采用了彈簧碟片的變形特性和錐度鎖緊結構。缺點:通過主軸內部的彈簧碟片作剎車片及錐度摩擦鎖緊，調試裝配過程復雜，因氣壓動力不足多采用油壓制動，易產生泄露等污染;2、端面齒鎖緊裝置互相咬合且錐面鎖緊裝置實現鎖緊。缺點:主軸內部布置有上下配套的端面齒，導致主軸軸距過長，且齒形高速產生較大風阻和噪聲無法進行高速高精加工。3、利用刀柄定位鎖緊鎖緊結構。缺點:利用刀柄簡單連接主軸或機床主軸箱上的靜止位置，鎖緊效果不佳，剛性不足。【實用新型內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種具有消隙機構的刀柄定位結構，具有鎖緊效果好的特點，同時能有效提高雙銷釘定位車刀柄的連接剛性。進一步地，它通過施加靜態預緊力消除了車加工啟動及停止時產生的抖動現象。
[0005]為解決上述問題，本實用新型的目的所采用的技術方案如下:
[0006]—種具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于:包括用于安裝在主軸或主軸箱上的至少兩個限位銷釘、用于安裝在刀具的刀柄上的限位塊；
[0007]所述限位塊包括一個與刀柄相匹配的固定部和沿固定部的周緣向外延伸出的至少兩個連接臂;所述固定部的中心位置開設有一個供刀具的刀頭穿過的通孔，每個所述連接臂上開設有一個沿軸向貫通的限位孔;每個所述連接臂上開設有至少一個徑向孔，每個所述徑向孔的一端與所述限位孔連通，其另一端與外部空氣連通；
[0008]每個所述徑向孔中設有一消隙機構，所述消隙機構包括堵頭、壓縮彈簧和球體，所述堵頭設置在徑向孔中、并位于徑向孔的與外部空氣連通的端部，所述球體設置在徑向孔的與所述限位孔連通的端部，所述球體的一部分伸入限位孔中；所述壓縮彈簧設置在所述堵頭與所述球體之間；
[0009]每個所述限位銷釘對應插接于一個所述限位孔中，每個所述限位銷釘的側壁與所述球體相抵觸。
[0010]作為優選，將所述通孔的圓心與所述限位孔的圓心之間的直線記為第一過圓心線，將經過限位孔的圓心并與所述第一過圓心線垂直的直線記為第二過圓心線;將第二過圓心線與限位孔的圓周右端連接之處記為右連接點;所述徑向孔的軸線與第二過圓心線重合，所述徑向孔與所述右連接點分別位于所述第一過圓心線的兩側。
[0011]作為優選，每個所述徑向孔與所述限位孔的連接處設有一弧形限位結構；該弧形限位結構具有一個與徑向孔連通的穿出孔，該穿出孔的半徑小于球體的半徑。
[0012]作為優選，所述限位銷釘的數量為兩個，與之對應，所述連接臂及限位孔的數量為兩個。
[0013]作為優選，所述固定部通過多個固定螺釘與所述刀具的刀柄固定連接。
[0014]作為優選，所述固定螺釘的數量為六個。
[0015]作為優選，每個限位銷釘與所述主軸或主軸箱之間以螺紋連接的方式固定連接。
[0016]作為優選，所述限位孔為沉孔，所述沉孔的開口處呈倒圓角結構。
[0017]作為優選，所述球體為鋼珠。
[0018]作為優選，所述的兩個連接臂之間的夾角為90°-160°。[〇〇19]作為優選，所述的兩個連接臂之間的夾角為100°-120°。
[0020]相比現有技術，本實用新型的有益效果在于:
[0021]1、本實用新型包括用于安裝在主軸或主軸箱上的至少兩個限位銷釘、用于安裝在刀具的刀柄上的限位塊，每個所述徑向孔中設有一消隙機構，每個所述限位銷釘對應插接于一個所述限位孔中，每個所述限位銷釘的側壁與所述球體相抵觸。因此，本實用新型具有鎖緊效果好的特點，同時能有效提高雙銷釘定位車刀柄的連接剛性。
[0022]2、當限位塊隨刀柄沿順時鐘方向旋轉時，此時刀柄受車刀施力，刀柄上限位塊的限位孔與限位銷釘抵觸，定位銷釘與限位孔側壁的抵觸點與所述右連接點重合。車刀與工件接觸時由于受力有沖擊，使車刀與工件剛接觸時及車刀與工件剛離開時處于受力及受力消失的狀態，故直接導致車刀柄出現沖擊抖動。由于所述徑向孔的軸線與第二過圓心線重合，所述徑向孔與所述右連接點分別位于所述第一過圓心線的兩側，通過設置在徑向孔中的消隙機構對于車刀柄連接后的限位銷釘提供一個工件加工前的靜態預緊力，該預緊力可使得工件加工前后的靜態或動態切換過程存在的刀柄抖動現象完全消除，進一步提高固定剛性、并通過施加靜態預緊力消除了車加工啟動及停止時產生的抖動現象。
[0023]3、本實用新型每個所述徑向孔與所述限位孔的連接處設有一弧形限位結構。該弧形限位結構具有一個與徑向孔連通的穿出孔，該穿出孔的半徑小于球體的半徑。這樣設計， 使得球體的整體無法穿出該穿出孔，從而對球體進行更好的限位，保證了消隙機構的穩定性。【附圖說明】

[0024]圖1是實施例1所述的刀柄定位結構的分體結構示意圖。
[0025]圖2是實施例1所述的限位塊與刀具裝配后的側視圖。
[0026]圖3是實施例1所述的限位塊與刀具裝配后的仰視圖。
[0027]圖4是實施例1所述的限位塊與刀具裝配后的局部剖示圖。[〇〇28]圖5是圖4中的A-A向剖示圖。
[0029]其中，100、主軸箱；200、刀柄；300、刀頭；1、限位銷釘;2、限位塊;21、固定部;211、 通孔;22、連接臂;221、限位孔;222、徑向孔;3、消隙機構;31、堵頭;32、壓縮彈簧;33、球體； 4、弧形限位結構;51、第一過圓心線;52、第二過圓心線;53、右連接點;6、固定螺釘。【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0031]實施例1:
[0032]參照圖1-5,本實施例提供一種具有消隙機構的刀柄定位結構，包括用于安裝在主軸或主軸箱100上的兩個限位銷釘1、用于安裝在刀具的刀柄200上的限位塊2;[〇〇33] 所述限位塊2包括一個與刀柄200相匹配的固定部21和沿固定部21的周緣向外延伸出的兩個連接臂22;所述固定部21的中心位置開設有一個供刀具的刀頭300穿過的通孔 211，每個所述連接臂22上開設有一個沿軸向貫通的限位孔221;每個所述連接臂22上開設有一個徑向孔222,每個所述徑向孔222的一端與所述限位孔221連通，其另一端與外部空氣連通；
[0034]每個所述徑向孔222中設有一消隙機構3,所述消隙機構3包括堵頭31、壓縮彈簧32 和球體33,所述堵頭31設置在徑向孔222中、并位于徑向孔222的與外部空氣連通的端部，所述球體33設置在徑向孔222的與所述限位孔221連通的端部，所述球體33的一部分伸入限位孔221中；所述壓縮彈簧32設置在所述堵頭31與所述球體33之間；[〇〇35]每個所述限位銷釘1對應插接于一個所述限位孔221中，每個所述限位銷釘1的側壁與所述球體33相抵觸。
[0036]作為優選，將所述通孔211的圓心與所述限位孔221的圓心之間的直線記為第一過圓心線51，將經過限位孔221的圓心并與所述第一過圓心線51垂直的直線記為第二過圓心線52;將第二過圓心線52與限位孔221的圓周右端連接之處記為右連接點53;所述徑向孔 222的軸線與第二過圓心線52重合，所述徑向孔222與所述右連接點53分別位于所述第一過圓心線51的兩側。當限位塊2隨刀柄沿順時鐘方向旋轉時，此時刀柄受車刀施力，刀柄上限位塊2的限位孔221與限位銷釘1抵觸，定位銷釘與限位孔221側壁的抵觸點與所述右連接點53重合。車刀與工件接觸時由于受力有沖擊，使車刀與工件剛接觸時及車刀與工件剛離開時處于受力及受力消失的狀態，故直接導致車刀柄出現沖擊抖動。由于所述徑向孔222的軸線與第二過圓心線52重合，所述徑向孔222與所述右連接點53分別位于所述第一過圓心線51的兩側，通過設置在徑向孔222中的消隙機構3對于車刀柄連接后的限位銷釘1提供一個工件加工前的靜態預緊力，該預緊力可使得工件加工前后的靜態或動態切換過程存在的刀柄抖動現象完全消除，進一步提高固定剛性、并通過施加靜態預緊力消除了車加工啟動及停止時產生的抖動現象。
[0037]作為優選，每個所述徑向孔222與所述限位孔221的連接處設有一弧形限位結構4。 該弧形限位結構4具有一個與徑向孔222連通的穿出孔，該穿出孔的半徑小于球體33的半徑。這樣設計，使得球體33的整體無法穿出該穿出孔，從而對球體33進行更好的限位，保證了消隙機構3的穩定性。[〇〇38]作為優選，所述固定部21通過多個固定螺釘6與所述刀具的刀柄固定連接。所述固定螺釘6的數量為六個。每個限位銷釘1與所述主軸或主軸箱100之間以螺紋連接的方式固定連接。所述限位孔221為沉孔。所述沉孔的開口處呈倒圓角結構。所述球體33為鋼珠。所述的兩個連接臂22之間的夾角為110°。
[0039]本實施例的裝配過程為:當車銑復合加工中心需由銑削狀態切換為車削狀態時， 車銑復合加工中心主軸上的刀柄需由普通銑刀柄切換為作為軸芯定位機構的車刀柄。主軸通過刀庫配合先卸下銑刀柄，然后再通過刀庫配合裝載車刀柄。刀柄定位機構的裝載過程為刀柄和限位塊2上的沉孔分別導入軸芯錐孔和限位銷釘1上。主軸自刀柄到位后，刀柄帶動限位塊2上的沉孔往上移動，與限位銷釘1裝配到位。此時刀柄與軸芯過盈剛性連接、限位塊2與限位銷釘1過盈剛性連接，綜上，所述刀柄定位機構作為一個連接部件將軸芯與主軸或主軸箱100剛性連接，從而達到主軸進行車削加工時能達到使軸芯處于靜止狀態的目的。
[0040]實施例2:
[0041]本實施例的特點是:所述限位銷釘的數量為三個，與之對應，所述連接臂及限位孔的數量為三個。其它與實施例1相同。[〇〇42] 實施例3:[〇〇43]本實施例的特點是:所述的兩個連接臂之間的夾角為120°。其它與實施例1相同。
[0044]實施例4:
[0045]本實施例的特點是:所述的兩個連接臂之間的夾角為100°。其它與實施例1相同。 [〇〇46] 實施例5:
[0047]本實施例的特點是:所述固定螺釘的數量為四個。其它與實施例1相同。[〇〇48] 實施例6:
[0049]本實施例的特點是:所述固定螺釘的數量為八個。其它與實施例1相同。
[0050]其它實施例:[0051 ] 所述刀柄的接口形式為BT，實際應用過程中包括HSK、BBT、ISO等一切形式的刀柄接口。所述的兩個連接臂之間的夾角為90°、130°、140°、150°、160°。[〇〇52]上述實施方式僅為本實用新型的優選實施方式，不能以此來限定本實用新型保護的范圍，本領域的技術人員在本實用新型的基礎上所做的任何非實質性的變化及替換均屬于本實用新型所要求保護的范圍。
【主權項】
1.一種具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于:包括用于固定安裝在主軸或主軸 箱上的至少兩個限位銷釘、用于固定安裝在刀具的刀柄上的限位塊；所述限位塊包括一個與刀柄相匹配的固定部和沿固定部的周緣向外延伸出的至少兩 個連接臂;所述固定部的中心位置開設有一個供刀具的刀頭穿過的通孔，每個所述連接臂 上開設有一個沿軸向貫通的限位孔;每個所述連接臂上開設有至少一個徑向孔，每個所述 徑向孔的一端與所述限位孔連通，其另一端與外部空氣連通；每個所述徑向孔中設有一消隙機構，所述消隙機構包括堵頭、壓縮彈簧和球體，所述堵 頭設置在徑向孔中、并位于徑向孔的與外部空氣連通的端部，所述球體設置在徑向孔的與 所述限位孔連通的端部，所述球體的一部分伸入限位孔中；所述壓縮彈簧設置在所述堵頭 與所述球體之間；每個所述限位銷釘對應插接于一個所述限位孔中，每個所述限位銷釘的側壁與所述球 體相抵觸。2.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，將所述通孔的圓 心與所述限位孔的圓心之間的直線記為第一過圓心線，將經過限位孔的圓心并與所述第一 過圓心線垂直的直線記為第二過圓心線;將第二過圓心線與限位孔的圓周右端連接之處記 為右連接點;所述徑向孔的軸線與第二過圓心線重合，所述徑向孔與所述右連接點分別位 于所述第一過圓心線的兩側。3.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，每個所述徑向孔 與所述限位孔的連接處設有一弧形限位結構;該弧形限位結構具有一個與徑向孔連通的穿 出孔，該穿出孔的半徑小于球體的半徑。4.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，所述限位銷釘的 數量為兩個，與之對應，所述連接臂及限位孔的數量為兩個。5.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，所述固定部通過 多個固定螺釘與所述刀具的刀柄固定連接。6.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，每個限位銷釘與 所述主軸或主軸箱之間以螺紋連接的方式固定連接。7.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，所述限位孔為沉 孔，所述沉孔的開口處呈倒圓角結構。8.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，所述球體為鋼珠。9.根據權利要求1所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，所述的兩個連接 臂之間的夾角為90°-160°。10.根據權利要求9所述的具有消隙機構的刀柄定位結構，其特征在于，所述的兩個連 接臂之間的夾角為100-120°。
【文檔編號】B23Q3/12GK205703424SQ201620541176
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】雷群, 鄭紹堅, 吳淑就
【申請人】廣州市昊志機電股份有限公司