[发明专利]大柔度锥面高速刀柄

说明书

技术领域  本发明涉及一种用于联接机床和刀具的刀柄，特别涉及一种用于高速加工的刀柄。

背景技术  刀柄是联接主轴与刀具的关键部件。传统刀柄为实心结构，锥度为7:24，单面定位。在高转速时主轴锥孔因离心力作用会发生“喇叭口”状膨胀，主轴锥孔和刀柄锥面间形成间隙，在刀柄拉杆拉紧力的作用下刀柄会发生轴向位移，导致其联接刚度和定位精度降低，传统刀柄无法满足高速加工的要求。为满足高速加工需要，从上世纪八十年代末期开始在国外相继出现了几种高速刀柄，典型的如HSK刀柄和KM刀柄，刀柄锥面锥度为1:10，双面定位，其均以增大刀柄锥体整体柔度为设计思想，通过空心短锥结构来增大刀柄锥面的配合过盈量，从而提高刀柄的极限转速。还有其它结构的高速刀柄，如三角体锥结构、在圆柱刀柄本体上加锥形套、在刀柄端面加限位螺钉、在刀柄锥面安放滚珠等不同形式的高速刀柄，这些新型刀柄在高速时的性能均好于传统刀柄。它们的不足之处是：空心结构使刀柄锥面的柔度增加有限，而且空心结构会增加刀具的悬伸量；随着转速的进一步提高，刀柄的联接刚度和定位精度均会降低，在一定程度上限制了高速加工的发展。

发明内容  本发明的目的在于提供一种能够提高极限转速、保证联接刚度和定位精度的大柔度锥面高速刀柄。本发明主要是通过在刀柄锥面上开出环形沟槽来实现的。本发明的具体方案是：该刀柄为实心短锥结构，刀柄锥面的锥度为1:10，在刀柄锥面上开设2～6个环形沟槽，以增大柔度，该环形沟槽与刀柄轴线夹角为20°～45°、深度为3～8mm。沟槽宽度为2～3mm。上述环形沟槽轴向间距可不等，但最好相等。上述环形沟槽数目及尺寸由刀柄规格及接触刚度要求经计算确定。上述刀柄尾部（后端）设有用于安装拉钉的标准结构的拉钉孔，机床上拉杆通过设在该拉钉孔内的拉钉拉紧刀柄，使之与主轴锥孔及主轴端面双面接触定位。刀柄锥部受到主轴锥孔挤压而发生径向收缩变形，此径向收缩变形是刀柄锥面压缩弹性变形和其上环形实体弯曲弹性变形的叠加，此种结构能够明显提高刀柄锥面的柔度。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明可增大主轴锥孔与刀柄锥面间的配合过盈量，确保刀柄在更高转速时与主轴锥孔仍具有足够的联接刚度和定位精度，提高了刀柄极限转速。

2、与空心高速刀柄相比，实心结构还能够减小刀具的悬伸量。

3、此刀柄与现有典型高速刀柄兼容。

附图说明

图1本发明三维示意图。

图2为本发明主视局剖示意图。

具体实施方式

在图1和图2所示的大柔度锥面高速刀柄的示意图中，该刀柄1为实心短锥刀柄，其锥面的锥度为1:10，在刀柄锥面上开设4个轴向间距相等且两侧壁平行的环形沟槽2，沟槽与刀柄轴向夹角为40°，沟槽深度为6mm、沟槽宽度为2.5mm。上述刀柄尾部设有标准结构的拉钉孔3。机床上拉杆通过设在该拉钉孔内的拉钉拉紧刀柄，使之与主轴锥孔及主轴端面双面接触，刀柄锥面4和刀柄端面5同时定位，即双面定位。