[实用新型]一种组合式锥体高速刀柄

说明书

技术领域 本发明属于机械加工领域，尤其涉及一种大柔度锥面高速刀柄。

背景技术 基于高速切削加工对于刀柄的需要，德国开发出了HSK刀柄，HSK刀柄锥度为1∶10，双面定位，通过空心短锥结构提高刀柄－主轴接口的极限转速(简称“刀柄极限转速”)。其主要缺点是:空心结构使刀柄锥面的柔性增加有限，更高转速时刀柄与主轴锥孔会出现间隙；空心使得锥体壁薄，轴向截面很小，产生薄弱环节；空心结构增大了刀具的悬伸量增大，因为空心部分使得刀具夹头部分前移，降低了工具系统刚度。

曹景阳设计了一种大柔度锥面高速刀柄，由分锥体组合而成的大柔度锥面允许刀柄与主轴锥孔以较大过盈量配合联接，同时刀柄分锥体高速旋转时能够产生较大的离心膨胀与主轴锥孔膨胀相匹配，提高了刀柄与主轴接口的极限转速和联接刚度，采用实心结构，减小了刀具的悬伸量。此种刀柄减少了HSK刀柄的缺点，但受结构工艺性限制，车削或磨削分锥的方向与角度都受到限制，不易被加工出来。为了弥补大柔度锥面高速刀柄的不足，发明了一种组合式锥体高速刀柄，该高速刀柄是由若干组合式锥体套于刀柄心轴上安装而成。因此不受结构工艺性限制，不需要担心分锥方向和角度加工的可行性。且组合沟槽方向朝向刀柄大端，在刀柄通过拉钉拉紧后，主轴锥孔对组合锥体的压力方向与组合锥面变形方向一致，增加了组合大柔度锥面与主轴锥孔间过盈量，可以更好地在高速加工时弥补因主轴离心膨胀产生的间隙，从而提高极限转速。

发明内容 本发明的目的在于提供一种分锥方向与角度不受结构工艺性限制，加工范围更为广泛，过盈量大，极限转速高的大柔度锥面高速刀柄。本发明刀柄采用的是组合式，是由若干组合锥体与心轴刀柄进行过盈配合后组装而成，配合后的组合锥体形成虚拟定位锥面，锥度为1:10，与HSK刀柄相同，用来对组合刀柄和主轴进行定位。

本发明的技术方案具体如下：本发明主要包括数个组合锥体和心轴刀柄。其中，每个组合锥体中心部位都为空心圆柱体，空心圆柱体外径尺寸全部相同，其内径尺寸都与心轴刀柄的心轴直径相同，每个圆柱体都有两个圆环端面，用于锥体之间的定位。空心圆柱体外壁上连有斜向圆环，其方向朝向刀柄的大端，每个斜向圆环的最大外径都不相同，锥体组合安装后，各个锥体的斜向圆环外表面构成锥度为1:10的虚拟定位锥面，此时各个斜向圆环之间存在一定间隙，形成组合沟槽。

心轴刀柄尺寸与原有的HSK刀柄尺寸大体相同，主要将原有HSK刀柄上1:10锥度的锥体改为圆柱体心轴，心轴采用实心结构，中部开有拉钉螺纹孔用于刀柄的拉紧，心轴靠近刀柄大端处设计有轴肩，用来定位外径最大的组合式锥体。组合锥体和心轴刀柄间为过盈配合，每个组合锥体的空心圆柱体之间无间隙，外径最大的组合式锥体与刀柄心轴轴肩无间隙，各个斜向圆环之间存在间隙，形成组合沟槽。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明采用组合式结构，组合式结构将原来的刀柄整体拆成若干零件，方便了加工，减小了结构工艺性限制，不需要担心分锥方向和角度加工的可行性。较大柔度锥面高速刀柄加工工艺更为灵活。

2.本发明的组合沟槽方向与大柔度锥面高速刀柄方向相反，拉钉拉紧后，组合锥体高速刀柄拥有更大的过盈量，在高速加工时可以释放更多的过盈量来弥补因离心膨胀产生的间隙，因此提高了刀柄的极限转速。

3.本发明采用组合式结构，其组合沟槽间的缝隙比大柔度锥面高速刀柄小，而组合锥面的锥面面积比大柔度锥面高速刀柄大，从而增大了虚拟定位锥面与主轴的接触刚度，使得加工时更为稳定。

附图说明

图1为本发明的轴侧示意图。

图2为本发明的剖视图。

图3为本发明组合锥体轴侧图。

图4为本发明组合锥体剖视图。

图5为本发明心轴刀柄轴侧图。

图6为本发明心轴刀柄剖视图。

具体实施方式

在图2所示的组合锥体高速刀柄剖视图中，每个组合锥体1中心部位都为圆柱体4，圆柱体上开有通孔5，每个圆柱体外径尺寸全部相同，其内径尺寸都与心轴刀柄2的心轴8直径相同，每个圆柱体的两个圆环端面6用于组合锥体之间以及组合锥体与心轴轴肩9之间的定位。圆柱体外壁上连有斜向圆环7，组合锥体的大端朝向心轴轴肩，每个斜向圆环的最大外径都不相同，按照顺序将锥体组合安装后，各个锥体的斜向圆环外表面应构成锥度为1:10的虚拟定位锥面，此时各个斜向圆环之间存在一定间隙，形成组合沟槽3，心轴刀柄的心轴上开有拉钉螺纹孔10。

具体安装时，将组合锥体按照锥体外径的大小，由大到小依次安装在心轴刀柄的心轴上，其中组合锥体的大端朝向心轴轴肩，组合式锥体之间以及组合式锥体与心轴轴肩紧密接触，组合锥体与心轴刀柄实现过盈配合，组合锥体高速刀柄安装完毕，其配合方式为过盈配合，可用热胀冷缩或是敲击的办法安装。然后对组合锥体高速刀柄和主轴进行安装，也采用过盈配合，最后用拉钉通过螺纹孔将刀柄拉紧。