[发明专利]一种非圆的锥面直拉紧式接口

说明书

技术领域

本发明属于切削加工技术领域，具体涉及一种非圆的锥面直拉紧式接口。

背景技术

装夹系统的选择是数控机床配置中的重要内容之一，它不仅影响数控机床的生产效率，而且直接影响零件的加工质量。合理选用装夹系统，可在经济的条件下取得事半功倍的效果。装夹系统分为整体式与模块式两种：整体式，装夹刀具的工作部分与其在机床上安装定位刀柄部分是一体的，如果所用刀具类型多，则刀柄规格也就多，所以刀柄对机床与零件的变换适应能力较差；模块式，通过各种系列化的模块组装而成，针对不同的加工零件和机床，采取不同的组装方案，从而提高刀柄的适应能力和利用率。模块式装夹系统由直接安装固定在机床主轴上的刀柄模块、中间连接的刀杆模块、头部夹持的刀具模块三部分组成，通过不同规格的刀杆模块即可装夹不同类型的刀具，满足各种加工需求。

目前，在机械加工领域中，对机床主轴的转速要求逐步提升，进而对工具系统可靠性也提出了进一步的要求，刀柄和刀杆的接口是现代高速机床的重要组成部分，其技术水平的高低决定了工件的加工精度和加工效率。传统的刀杆，一端安装刀具，另一端做成圆柱形或圆锥形，与其连接配合的刀柄也需做成相应的圆柱形或圆锥形；工作时，旋转扭矩的传递通过销连接、驱动键连接或者多角形连接来实现，但是上述连接需要另外设置，增加成本和加工难度，而且上述连接都存在间隙配合，连接精度无法保证，此外这种配合会导致扭矩在传递过程中损失，影响加工精度和生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非圆的锥面直拉紧式接口，能够方便地高精度定心，确保了精确可靠的对中，且无需另外设置驱动键或者多角形来传递扭矩。

本发明的技术方案为：

一种非圆的锥面直拉紧式接口，包括刀杆和刀柄，所述刀杆前部为非圆椎体、锥度比为1：20的空心短锥结构，所述刀柄的端部设有与刀杆前部相适配的空腔，刀杆前部套接于所述空腔内部。非圆椎体是指截面形状非圆形的椎体，如棱锥体、棱柱体等。

上述的非圆的锥面直拉紧式接口，还包括拉紧螺钉，所述刀柄的内部沿轴向方向设有用于安装所述拉紧螺钉的阶梯孔和与所述拉紧螺钉相适配的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述空腔相连通；所述刀杆前部的内部设有与所述拉紧螺钉相适配的第二螺纹孔，所述拉紧螺钉通过螺纹配合将刀柄和刀杆前部相连接。

上述的非圆的锥面直拉紧式接口，所述拉紧螺钉为内六角螺钉。

上述的非圆的锥面直拉紧式接口，所述刀杆前部为三棱锥体或四棱锥体或五棱锥体或六棱锥体或七棱锥体，上述棱锥体均为正棱椎体，并且棱椎体的顶部设计为平行于该棱锥体的底面的平面（棱锥体的底面和平行于底面的一个截面间的部分，也叫做棱台）；刀杆前部的棱、及棱与棱之间的锥面为弧形。

上述的非圆的锥面直拉紧式接口，所述刀杆前部的横截面廓形曲线为等距曲线，所述刀柄和所述刀杆前部构成等距型面连接。

上述的非圆的锥面直拉紧式接口，所述刀杆前部与所述空腔之间为紧密配合。

上述的非圆的锥面直拉紧式接口，所述刀杆前部采用磨床磨削制成。

本发明的有益效果：

本发明所述的非圆的锥面直拉紧式接口设置了非圆椎体的刀杆前部，刀杆前部可以设计为三棱锥体、四棱锥体、五棱锥体、六棱锥体、七棱锥体等多种棱锥结构，能够方便地实现高精度定心，刀杆和刀柄同时进行锥面和端面配合，采用双面定位夹紧的方式，也正是因为这种定位方式，确保了精确可靠的对中，使得本发明所述的非圆的锥面直拉紧式接口在连接刀杆和刀柄的时候能够完全消除轴向定位误差，该连接结构在空间三个方向的重复定位精度为5μm，跳动精度为8μm，使得可换式刀杆应用于高精度切削成为可能；更为重要的是，本发明所述的非圆的锥面直拉紧式接口无需另外设置驱动键或者多角形即可传递扭矩，应力集中小，传递扭矩大，也降低了精度损失的风险，减少了生产成本。具体到本发明所采用的技术方案，还有以下多个方面的有益效果：