專利名稱：一種裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種切削刀具用的附屬零件，尤其涉及一種用于緊固刀片的零件。
背景技術(shù)：
在金屬切削加工行業(yè)中，切削刀具的加工效率對(duì)公司的利潤(rùn)往往產(chǎn)生較大的影響，提高切削加工效率是整個(gè)制造行業(yè)不斷追求的目標(biāo)?？赊D(zhuǎn)位數(shù)控刀具受刀片與刀體的配裝形式的限制，在刀片需要更換時(shí)多采用人工進(jìn)行手動(dòng)更換，更換的時(shí)間勢(shì)必要記入到產(chǎn)品的加工時(shí)間，因此減少刀片的裝卸時(shí)間可以間接地減少產(chǎn)品的加工時(shí)間，從而提高產(chǎn)品的加工效率。 目前切削刀具的鎖緊方式多為直接或間接地采用螺紋結(jié)構(gòu)，對(duì)刀片進(jìn)行鎖緊程度的驗(yàn)證多采用力矩扳手，但大多數(shù)制造廠家都是采用人工鎖緊，鎖緊程度也多因人而異，對(duì)刀片產(chǎn)生的預(yù)緊力也就無(wú)法進(jìn)行量化，刀具實(shí)際應(yīng)用的效果與刀具的設(shè)計(jì)意圖就會(huì)產(chǎn)生一定的偏差，甚至?xí)绊懙毒呒庸さ姆€(wěn)定性。尤其在大型模具行業(yè)的機(jī)械加工中，由于大型工件連續(xù)加工時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)刀具可使用時(shí)間的預(yù)測(cè)必須非常精確，在加工過(guò)程中如果發(fā)生刀片崩刃，更換刀片勢(shì)必會(huì)影響被加工工件的加工精度，因此刀具的穩(wěn)定性也就尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種拆裝快速、具有自鎖
緊功能、加工效率高、生產(chǎn)成本低、且能夠量化鎖緊力的裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)，包括
緊固栓和與該緊固栓相配合的刀座，其特征在于 所述緊固栓主要由與刀片安裝孔相配合的上工作部、中間的連接部和與刀座相配合的下工作部組成，所述下工作部呈腰圓臺(tái)狀(也可為橢圓臺(tái)或其他與橢圓臺(tái)近似的長(zhǎng)條形狀)，過(guò)該下工作部的旋轉(zhuǎn)軸線且與其橫截面橢圓長(zhǎng)軸垂直(無(wú)需嚴(yán)格垂直，可偏離一定角度)的方向開(kāi)設(shè)有一鎖緊力緩沖槽，在下工作部的側(cè)面上且與其橫截面橢圓短軸平行方向?qū)ΨQ設(shè)有兩個(gè)限定平面；所述緊固栓頂面開(kāi)設(shè)有一力矩驅(qū)動(dòng)腔，該力矩驅(qū)動(dòng)腔主要用于定位力矩扳手，以便于旋緊該緊固栓； 所述刀座上開(kāi)設(shè)有一與所述緊固栓相配合的輔助鎖緊型腔，所述輔助鎖緊型腔主要由容置所述緊固栓連接部的上部直槽腔和與所述緊固栓下工作部相配合的下部錐槽工作腔組成。 上述的裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)中，所述緊固栓的上工作部的形狀并無(wú)嚴(yán)格限制，只需滿足其與刀片的安裝孔能夠相配合即可，但考慮一般刀片的安裝孔為圓孔，為保證緊固栓的上工作部能夠有效、穩(wěn)固地作用于刀片上，該上工作部?jī)?yōu)選設(shè)置為倒圓臺(tái)狀，這樣上工作部便能有效壓緊于刀片的安裝孔中。如果上工作部設(shè)為倒圓臺(tái)狀，則緊固栓的連接部?jī)?yōu)選設(shè)置為圓柱狀，該圓柱狀的橫截面不應(yīng)過(guò)大，以能夠剛好通過(guò)刀片安裝孔和所述輔助鎖緊型腔的直槽腔為宜。所述下工作部可以設(shè)置為一規(guī)則的橢圓臺(tái)或與橢圓臺(tái)近似的長(zhǎng)條形腰圓臺(tái)狀，但從加工、應(yīng)用方便的角度考慮，該下工作部?jī)?yōu)選為兩平行避空面、兩限定平面對(duì)稱截去一圓臺(tái)相互垂直的四個(gè)側(cè)部后的剩余體(即近似呈腰圓臺(tái)狀)，該平行避空面優(yōu)選為與所述連接部的圓柱面相切的兩平面，限定平面與平行避空面近似垂直。平行避空面的設(shè)置主要是便于緊固栓能夠有效插入到輔助鎖緊型腔中。而該限定平面的設(shè)置主要是考慮到當(dāng)旋緊緊固栓且完成刀片的安裝后，緊固栓的下工作部與錐槽工作腔之間可能是曲面與平面的接觸，這種接觸的穩(wěn)定性較差，刀片在惡劣工況條件下，有可能因緊固栓反轉(zhuǎn)失控而致使刀片彈出，影響加工時(shí)的穩(wěn)定性；如果將緊固栓與錐槽工作腔相接觸的工作面(即與截面腰圓長(zhǎng)軸相交的兩側(cè)面)設(shè)置為兩個(gè)對(duì)稱的限定平面后，該限定平面的兩條棱邊處便能產(chǎn)生應(yīng)力集中或者直接轉(zhuǎn)化成平面與平面的接觸，從而起到限定反轉(zhuǎn)的效果。
上述改進(jìn)后的裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)中，考慮到所述直槽腔應(yīng)當(dāng)能夠容置所述緊固栓的連接部，且還應(yīng)當(dāng)能夠供緊固栓的下工作部通過(guò)，因此所述直槽腔優(yōu)選設(shè)置為一腰圓柱狀型腔(即直槽腔的橫截面為一腰圓形)。當(dāng)下工作部設(shè)置為上述的剩余體時(shí)，所述直槽腔的側(cè)面則可以是由兩平行對(duì)稱的側(cè)平面和兩對(duì)稱分布的圓弧柱面光滑連接而成，這樣便能使所述緊固栓在安裝時(shí)順利通過(guò)直槽腔，而在旋緊后卻不會(huì)從直槽腔中滑出。所述錐槽工作腔為所述直槽腔向下帶一錐度延伸后形成的腔體，其截面輪廓線也相應(yīng)為腰圓形，這樣該錐槽工作腔便能與所述緊固栓下工作部形成配合，緊固栓旋緊后，刀座便能有效壓緊在緊固栓的下工作部上。 上述的各裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)中，緊鄰所述的錐槽工作腔下方還可設(shè)置一錐槽避空腔，該錐槽避空腔的錐度應(yīng)大于所述錐槽工作腔的錐度。通過(guò)增設(shè)一錐槽避空腔是為了減少緊固栓的下工作部與錐槽工作腔的接觸面積，進(jìn)而降低轉(zhuǎn)動(dòng)緊固栓所需的力矩。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 1、能夠?qū)崿F(xiàn)刀片的快速拆卸采用現(xiàn)有的螺釘壓緊的方式，一般螺釘與刀座的連接在五個(gè)螺距以上，即拆裝刀片時(shí)扳手需轉(zhuǎn)動(dòng)1800° (即5圈)以上；而如果采用本發(fā)明所述的緊固結(jié)構(gòu)，力矩扳手轉(zhuǎn)動(dòng)的角度可以在不超過(guò)90。(即l/4圈)的條件下即可完成刀片的鎖緊工作； 2、對(duì)刀片具有自鎖緊的功能在切削力較大的工作條件下，刀片有脫離刀座而向外飛彈的趨勢(shì)，由于本發(fā)明緊固栓下工作部的工作面為一類(lèi)錐面，當(dāng)緊固栓在高度方向上隨刀片有一上升趨勢(shì)時(shí)，作用在緊固栓下工作部上的作用力也隨之加大，即鎖緊力不斷增大；同時(shí)，由于緊固栓鎖緊力緩沖槽的作用，在高度方向上發(fā)生微小位移的情況下，緊固栓有自動(dòng)恢復(fù)的效果，從而防止緊固栓飛出，提高了刀片使用過(guò)程中的穩(wěn)定性和安全性；[OOM] 3、刀片的預(yù)緊力能夠量化目前能夠?qū)Φ镀A(yù)緊力進(jìn)行間接量化的只有力矩扳手，但機(jī)床操作人員在更換刀片時(shí)，很少會(huì)采用力矩扳手，從而間接導(dǎo)致刀片切削性能不穩(wěn)定；而本發(fā)明的緊固結(jié)構(gòu)是通過(guò)機(jī)械定位的方式確定了緊固栓的最終位置，其預(yù)緊力的作用效果完全可由刀具廠家的設(shè)計(jì)決定，不會(huì)受機(jī)床操作人員更換操作的影響，從而有效提高了刀具加工的穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中緊固栓的立體 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中緊固栓的主視圖3為圖2的右視圖；圖4為圖2中A-A處剖視圖5為本發(fā)明實(shí)施例中輔助鎖緊型腔的結(jié)構(gòu)示意圖(立體圖)
圖6為本發(fā)明實(shí)施例中輔助鎖緊型腔的仰視圖7為圖6中B-B處剖視圖8為本發(fā)明實(shí)施例中的緊固結(jié)構(gòu)在安裝前的初始狀態(tài)圖9為圖8在C-C處的剖視圖10為本發(fā)明實(shí)施例中的緊固結(jié)構(gòu)在安裝后的工作狀態(tài)圖11為圖IO在D-D處的剖視圖。
圖例說(shuō)明1、緊固栓11、上工作部12、連接部13、下工作部131、平行避空面132、子工作面133、錐面134、限定平面14、帽蓋15、力矩驅(qū)動(dòng)腔16、鎖緊力緩沖槽2、刀座21、輔助鎖緊型腔211、直槽腔212、錐槽工作腔213、錐槽避空腔214、斜平面215、圓弧柱面216、側(cè)平面3、刀片
具體實(shí)施例方式實(shí)施例 —種如圖1 圖11所示的本發(fā)明的緊固結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)緊固栓1和與該緊固栓1相配合的刀座2。 如圖1 圖4所示，該緊固栓1呈一類(lèi)啞鈴狀(并不是嚴(yán)格意義上的啞鈴狀，近似于上、下兩頭相對(duì)粗大、中部細(xì)長(zhǎng)的形狀均可)，其主要由一倒圓臺(tái)狀的上工作部11、中間呈圓柱狀的連接部12和呈腰圓臺(tái)狀的下工作部13組成。上工作部11的上方為帽蓋14，帽蓋14的頂面(即緊固栓1的頂面)開(kāi)設(shè)有一復(fù)雜的力矩驅(qū)動(dòng)腔15以容置力矩扳手，便于旋緊緊固栓l，該力矩驅(qū)動(dòng)腔15受配用力矩扳手的形式限制。上工作部11的側(cè)面為一倒錐面，該倒錐面主要作用于刀片3的安裝孔中，以便于 緊刀片3，因此該倒錐面的錐角受刀片3的安裝孔的形式及尺寸的限制。腰圓臺(tái)狀的下工作部13實(shí)質(zhì)上是兩平行避空面131、兩限定平面134對(duì)稱截去一圓臺(tái)相互垂直的四個(gè)側(cè)部后的剩余體，且兩平行避空面131與連接部12的圓柱形側(cè)面相切，限定平面134與平行避空面131近似垂直(非嚴(yán)格的垂直)。同時(shí)，在垂直于兩平行避空面131方向且過(guò)下工作部13的旋轉(zhuǎn)軸線方向開(kāi)設(shè)有一鎖緊力緩沖槽16，該鎖緊力緩沖槽16向上延伸至連接部12中，向兩側(cè)則一直貫穿下工作部13，將下工作部13分為對(duì)稱的兩個(gè)子部分，鎖緊力緩沖槽16主要是防止緊固栓1在鎖緊過(guò)程中由于剛性接觸產(chǎn)生過(guò)大的阻力，而為鎖緊動(dòng)作提供一個(gè)彈性儲(chǔ)備?？梢?jiàn)，下工作部13的工作面實(shí)質(zhì)上是由對(duì)稱的兩個(gè)子工作面132組成，每個(gè)子工作面132又是由一個(gè)限定平面134、兩個(gè)對(duì)稱分布的錐面133和兩個(gè)對(duì)稱分布的平行避空面131組成。下工作部13的特殊設(shè)計(jì)主要是為與刀座2上開(kāi)設(shè)的輔助鎖緊型腔21相配合，并同時(shí)起到限定反轉(zhuǎn)的作用，簡(jiǎn)化輔助鎖緊型腔21的設(shè)計(jì)和加工。 如圖5 圖7所示，刀座2上開(kāi)設(shè)有一與緊固栓1相配合的輔助鎖緊型腔21，該輔助鎖緊型腔21由上往下依次由直槽腔211、錐槽工作腔212和錐槽避空腔213組成。直槽腔211外輪廓線為一腰圓形，由對(duì)稱的兩半圓弧線和兩平行直線組成；相應(yīng)的，直槽腔211的側(cè)面則是兩平行對(duì)稱的側(cè)平面216和兩對(duì)稱分布的圓弧柱面215光滑連接而成。兩對(duì)稱側(cè)平面216的間距略大于緊固栓1連接部12的截面直徑，由于緊固栓1下工作部13的兩平行避空面131與連接部12的圓柱側(cè)面相切，因此直槽腔211不僅能夠容緊固栓1的連接部12通過(guò)，同時(shí)能夠容下工作部13的通過(guò)進(jìn)入到如圖8所示的安裝前的初始狀態(tài)(只需將緊固栓1的兩平行避空面131平行于直槽腔211的側(cè)平面216進(jìn)行安裝即可)。直槽腔211向下帶一錐度延伸后形成錐槽工作腔212，錐槽工作腔212的外輪廓線形狀與直槽腔211相同，因此錐槽工作腔212的側(cè)面實(shí)質(zhì)上是由兩端的半圓弧錐面(錐度與下工作部13的錐面133的錐度基本相同)和中間兩側(cè)的斜平面214組成，這樣便能與緊固栓1下工作部13的側(cè)面形成配合，當(dāng)緊固栓1旋緊后，刀座2便能產(chǎn)生向下的壓力壓緊緊固栓1的下工作部13，進(jìn)而固定住刀片3。錐槽工作腔212下方繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)張性延伸，從而形成一錐槽避空腔213，該錐槽避空腔213的錐度應(yīng)大于錐槽工作腔212的錐度，從而減少緊固栓1的下工作部13與錐槽工作腔212的接觸面積，進(jìn)而降低轉(zhuǎn)動(dòng)緊固栓1所需的力矩。
工作原理如圖8、圖9所示所示，首先將緊固栓1穿過(guò)刀片3的安裝孔，然后使緊固栓1下工作部13的平行避空面131平行于直槽腔211的兩側(cè)平面216插入到輔助鎖緊型腔21中，由于直槽腔211中兩側(cè)平面216的距離略大于緊固栓1兩平行避空面131之間的距離，同時(shí)也略大于緊固栓1連接部12的截面直徑，因此緊固栓1的下工作部13可以直達(dá)輔助鎖緊型腔21的錐槽工作腔212中，從而達(dá)到如圖8、圖9所示的工作狀態(tài)；然后用力矩扳手插入到力矩驅(qū)動(dòng)腔15中開(kāi)始旋擰緊固栓1，由于緊固栓1的下工作部13為長(zhǎng)條形的腰圓臺(tái)狀，而錐槽工作腔212也為一長(zhǎng)條狀型腔，且鎖緊狀態(tài)前錐槽工作腔212的斜平面214在緊固栓1的軸線方向上略低于緊固栓1下工作部13的錐面133 (也可設(shè)計(jì)成斜平面217的傾斜角度略小于緊固栓1下工作部13的錐面133的傾斜角度)，這樣在緊固栓1的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，緊固栓1下工作部13的錐面133和限定平面134不斷擠壓錐槽工作腔212的斜平面214，錐槽工作腔212的斜平面214必然會(huì)發(fā)生形變，進(jìn)而產(chǎn)生對(duì)下工作部13的下壓力(鎖緊力緩沖槽16可緩解一部分的壓力)，直到下工作部13旋轉(zhuǎn)90。達(dá)到圖10、圖11所示的限定平面134與斜平面214貼合時(shí)的位置，此時(shí)壓力達(dá)到最大，同時(shí)限定平面134與錐槽工作腔212的斜平面214緊密接觸將緊固栓1固定住，刀片3也隨之固定。
權(quán)利要求
一種裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)，包括緊固栓(1)和與該緊固栓(1)相配合的刀座(2)，其特征在于所述緊固栓(1)主要由與刀片(3)安裝孔相配合的上工作部(11)、中間的連接部(12)和與刀座(2)相配合的下工作部(13)組成，所述下工作部(13)呈腰圓臺(tái)狀，過(guò)該下工作部(13)的旋轉(zhuǎn)軸線且與其橫截面腰圓長(zhǎng)軸垂直的方向開(kāi)設(shè)有一鎖緊力緩沖槽(16)，在所述下工作部(13)的側(cè)面上且與其橫截面腰圓短軸平行方向?qū)ΨQ設(shè)有兩個(gè)限定平面(134)；所述緊固栓(1)頂面開(kāi)設(shè)有一力矩驅(qū)動(dòng)腔(15)；所述刀座(2)上開(kāi)設(shè)有一與所述緊固栓(1)相配合的輔助鎖緊型腔(21)，所述輔助鎖緊型腔(21)主要由容置所述緊固栓(1)連接部(12)的上部直槽腔(211)和與所述緊固栓(1)下工作部(13)相配合的下部錐槽工作腔(212)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述緊固栓(1)的上工作部(11)呈倒圓臺(tái)狀，所述緊固栓(1)的連接部(12)呈圓柱狀，所述腰圓臺(tái)狀的下工作部(13)為兩平行避空面(131)、所述兩限定平面(134)對(duì)稱截去一圓臺(tái)相互垂直的四個(gè)側(cè)部后的剩余體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述直槽腔(211)、錐槽工作腔(212)的截面均為腰圓形；所述錐槽工作腔(212)為所述直槽腔(211)向下帶一錐度延伸后形成的腔體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)，其特征在于緊鄰所述的錐槽工作腔(212)下方還設(shè)有一錐槽避空腔(213)，所述錐槽避空腔(213)的錐度大于所述錐槽工作腔(212)的錐度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種裝配刀片用緊固結(jié)構(gòu)，包括緊固栓和與該緊固栓相配合的刀座，緊固栓主要由與刀片安裝孔相配合的上工作部、中間的連接部和與刀座相配合的下工作部組成，下工作部呈腰圓臺(tái)狀，過(guò)下工作部的旋轉(zhuǎn)軸線且與其橫截面腰圓長(zhǎng)軸垂直的方向開(kāi)設(shè)有一鎖緊力緩沖槽，在下工作部的側(cè)面上且與其橫截面腰圓短軸平行方向?qū)ΨQ設(shè)有兩個(gè)限定平面；緊固栓頂面開(kāi)設(shè)有一力矩驅(qū)動(dòng)腔；刀座上開(kāi)設(shè)有一與緊固栓相配合的輔助鎖緊型腔，輔助鎖緊型腔主要由容置所述緊固栓連接部的上部直槽腔和與緊固栓下工作部相配合的下部錐槽工作腔組成。本發(fā)明的緊固結(jié)構(gòu)具有自鎖緊功能，且具有拆裝快速、加工效率高、生產(chǎn)成本低、能夠量化鎖緊力等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23B27/00GK101774032SQ20101002208
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者李文學(xué) 申請(qǐng)人:株洲鉆石切削刀具股份有限公司