[发明专利]用于切削机床的刀具锁紧防松机构

说明书

技术领域

本发明涉及高速加工机床主轴系统中刀柄系统的定位和安全锁紧机构技术领域。

背景技术

随着科技的进步，世界机床行业正在朝着高速化、高精度化和高可靠性发展。由于高速切削加工时离心力、切削负荷和振动的影响，刀具系统的结构安全性和高精度的动平衡是至关重要的。刀具系统必须具有良好的平衡状态和安全性。

高速切削加工机床的刀具系统是由拉刀机构、刀柄机构和锁紧机构组成，高速切削机床在工作时，大多数会存在正反向旋转，刀具系统所受的载荷也会随着变化。现有技术的刀具系统通常是在机床主轴内设置一拉杆，拉杆一端通过螺纹连接一滑套，滑套的另一端与拉刀爪钩接，刀柄卡装于拉刀爪内部，其拉杆和刀柄之间依靠滑套和拉刀爪连接，锁紧完全依靠拉杆和滑套之间的螺纹连接实现。这种锁紧方式在主轴反复正反转的工作状态下，螺纹之间的配合间隙会逐渐增大，极易松脱，使得刀具锁紧可靠性下降，刀具整体不平衡的影响加剧，造成安全隐患和加工质量的不稳定。

发明内容

本发明目的正是为了克服上述现有技术的不足而提供一种可将刀柄机构稳定锁紧在拉刀机构上、并可有效防止刀具松脱、且结构简单可靠的用于切削机床的刀具锁紧防松机构。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

用于切削机床的刀具锁紧防松机构，是在拉杆内部连接滑套的一端开设有一大口径朝外的柱形锥孔，锥孔口配装有一与锥孔相切的钢珠，紧靠钢珠设置有一顶向钢珠的防松螺钉。

本发明柱形锥孔的锥面斜度小于10°。钢珠的直径不小于锥孔大孔端的直径。位于机床主轴内的蝶形弹簧、拉杆、滑套、钢珠、防松螺钉、拉刀爪、刀柄均为对称件，均沿主轴轴心线安装，柱形锥孔沿轴心线对称开设。

本发明可通过调整防松螺钉使其轴向进给，推动钢珠将作用力均匀加载在钢珠与锥孔相切的圆周上，使锥孔沿轴端向外均匀有限变形，进而使拉杆与滑套之间的螺纹周向紧密咬合，减少螺纹间隙，达到锁紧防松的目的。

柱形锥孔的锥面斜度控制在10°以内，即不影响拉杆的结构强度又确保钢珠顶压时有足够的径向压力，获得足够的锁紧力和防松脱能力。钢珠的直径不小于锥孔大孔端的直径，可减小防松螺钉的轴向位移，增大锁紧螺纹的径向压力，起到更好的锁紧效果。本发明中的零件都为对称件，都沿轴心线安装，产生的残余不平衡质量非常微小。

下面结合说明书附图进一步阐述本发明的内容。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括顺序设置于机床主轴1内的蝶形弹簧2、拉杆3、滑套4、拉刀爪9、刀柄10，拉杆的一端连接蝶形弹簧2，另一端通过螺纹连接滑套4，滑套4的另一端通过外缘的钩齿8与拉刀爪9钩接，刀柄10通过端头的凸台11与拉刀爪9内部的凸缘12配合卡装于拉刀爪内部，在拉杆3内部连接滑套4的一端开设有一大口径朝外的柱形锥孔13，锥孔口配装有一与锥孔相切的钢珠5，紧靠钢珠设置有一顶向钢珠的防松螺钉6，防松螺钉6装配于防松螺母座7内，防松螺母座7安装于滑套4内腔中。柱形锥孔13的锥面斜度α控制在10°以内。钢珠5的直径不小于锥孔大孔端的直径。机床主轴内的蝶形弹簧、拉杆、滑套、钢珠、防松螺钉、拉刀爪、刀柄均为对称件，均沿主轴轴心线安装，柱形锥孔也沿轴心线对称开设。

安装刀具时，通过拧紧防松螺钉6，推动钢珠5顶压柱形锥孔13，使柱形锥孔13向外周向均匀扩张，从而使拉杆3和滑套4相互连接的螺纹变形，让连接螺纹牙均匀咬合，相互锁紧。当金属切削加工时，在蝶形弹簧2作用下，拉杆3带动滑套4往上移动，拉动刀爪9将刀柄10轴向拉紧，随着主轴1高速旋转切削，即使在正反旋转加工时，相互锁紧的螺纹都不会松脱，刀柄10就不会脱落。本发明中的零件都为对称件，零件远远小于主轴回转半径，且安装方式都通过轴心线，产生的残余不平衡质量非常微小。

本发明定位精度较高，动平衡性能较好，可减小主轴系统的振动和噪声，结构简洁，制造和装配较为简单，可以广泛应用于高速旋转轴系中。