專利名稱:機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種刀桿,特別是一種機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
刀桿的作用是連接刀頭與機(jī)床,并使刀頭能夠延伸至加工安全區(qū)域,避免工件與機(jī)床發(fā)生干涉。所以刀桿與機(jī)床的定位連接部位、刀桿與刀頭的定位連接部位,為至關(guān)重要的兩點(diǎn)。起定位連接作用的部位分別為圖1
所示的刀頭與刀桿的連接部位,圖2所示的刀桿與機(jī)床的連接部位。
曰本SEIKI機(jī)床為普通數(shù)控機(jī)床,在機(jī)床設(shè)計上不適應(yīng)本公司的接箍生產(chǎn)需要,因?yàn)樵摍C(jī)床的刀桿為普通鏜桿,由于刀桿強(qiáng)度低,允許的吃刀量較小,易產(chǎn)生螺紋波紋的現(xiàn)象。對于接箍的大批量加工要求背吃刀量在3-4mm,進(jìn)給量0.7mm/轉(zhuǎn),對于普通鏜桿極難滿足此加工參數(shù)。
接箍加工參數(shù)有8-9項(xiàng)之多,然而此機(jī)床刀臺只有6個刀位,每個刀位只能完成一個參數(shù)的加工,造成機(jī)床現(xiàn)有刀位不能滿足接箍的生產(chǎn)要求。因?yàn)闄C(jī)床采用通用刀桿,每次更換規(guī)格時都要重新對刀,調(diào)整幾何刀偏,造成調(diào)試?yán)щy,調(diào)試復(fù)雜,不便于操作并且效率低下。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述機(jī)床刀桿設(shè)計中存在的問題,本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),以利于增加它的強(qiáng)度,采用組合刀頭達(dá)到同一刀桿可實(shí)現(xiàn)多工序加工的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),該刀桿的一端連接于機(jī)床的定位連接部位,其另一端連接于刀頭的定位連接部位,其中該刀桿包括有與機(jī)床連接的定位面,定位面的一側(cè)設(shè)有與機(jī)床定位連接部位連接的圓柱面,定位面的另一側(cè)設(shè)有與刀頭連接的刀桿套;在所述刀桿套內(nèi)設(shè)有刀頭定位通孔及卡緊裝置,在刀桿套的一側(cè)設(shè)有螺栓孔,該孔內(nèi)裝有螺栓,螺栓與卡緊裝置連接。所述卡緊裝置為盤狀凸輪機(jī)構(gòu)。
所述刀頭定位通孔為從定位面到刀頭定位通孔端倒三棱錐形通孔。所述倒三棱錐形通孔的每一棱角為圓滑過渡,圓滑過渡半徑為R=6—6. 5mm。
所述倒三棱錐形通孔的錐度為7/24 土15'。
本實(shí)用新型的效果是1、借助原機(jī)床刀臺刀位定位孔尺寸設(shè)計刀桿,將普通數(shù)控機(jī)床改進(jìn)為專業(yè)機(jī)床,并加大其刀桿強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)組合刀具的廣泛應(yīng)用,減少加工時間的同時提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。采用加長,加粗刀桿,并按照機(jī)床生產(chǎn)要求,做成快換式刀桿,方便接箍的大批量、快節(jié)奏加工要求,滿足背吃刀量在3-4MM,進(jìn)給量0.7MM/轉(zhuǎn)生產(chǎn)的。2、減少對刀的頻次,尤其是在更換工具的過程中,在編寫之前計算出幾何刀補(bǔ),利用程序使用G10寫入,機(jī)床自讀刀尖的幾何刀補(bǔ),方便操作,減少誤操作的可能。3、加粗刀桿后增加了刀桿強(qiáng)度減少了波紋的可能,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。4、利用刀桿定做組合刀頭,每個刀頭可以裝具2-3個刀片,并能夠完成不同部位的加工,從而減少了刀位,解決了普通機(jī)床的簡單加工的難題。
圖1為本實(shí)用新型的刀桿本體結(jié)構(gòu)圖;圖2為本實(shí)用新型的刀桿底面定位結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本實(shí)用新型的刀桿透視結(jié)構(gòu)4圖4為本實(shí)用新型的刀頭結(jié)構(gòu)圖。 圖中
1、刀頭定位通孔2、定位面 3、圓柱面
4、刀桿套 5、切削液導(dǎo)流孔 6、刀頭的三棱錐連接器
7、螺栓 8、卡緊裝置
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型的機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu)加以說明。 本刀桿的采用的一面一孔加一單獨(dú)的定位銷的定位方式,如圖2所示, 可以完全限制住其六個自由度。由于刀桿在實(shí)際加工中需要承受非常大的 切削力,所以本刀桿采用了獨(dú)特的大定位面設(shè)計與加粗刀桿的設(shè)計相結(jié)合 的方式,使得本刀桿可以承受非常大的切削力而不會產(chǎn)生由于定位面不牢 固而產(chǎn)生的顫動、以及刀桿剛度不足造成的顫動等現(xiàn)象。
如圖1、 3所示,本實(shí)用新型的機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),該刀桿的一端連接于
機(jī)床的定位連接部位,其另一端連接于刀頭的定位連接部位,其特征是
該刀桿包括有與機(jī)床連接的定位面2,定位面2的一側(cè)設(shè)有與機(jī)床定位連接 部位連接的圓柱面3,定位面2的另一側(cè)設(shè)有與刀頭連接的刀桿套4;在所 述刀桿套4內(nèi)設(shè)有刀頭定位通孔1及卡緊裝置8,在刀桿套4的一側(cè)設(shè)有螺 栓孔,該孔內(nèi)裝有螺栓7,螺栓7與卡緊裝置8連接。
所述卡緊裝置8為的盤狀凸輪機(jī)構(gòu),該卡緊裝置8為常用機(jī)械手冊第 四巻機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)中的一種盤狀凸輪機(jī)構(gòu),螺栓7與該凸輪機(jī)構(gòu)連接,實(shí) 現(xiàn)刀桿套4軸向移動。所述刀頭定位通孔1為從定位面2到刀頭定位通孔1
端倒三棱錐形通孔,所述倒三棱錐形通孔的每一棱角為圓滑過渡,圓滑過渡 半徑為R=6_6. 5mm,所述倒三棱錐形通孔的錐度為7/24 土15'。
在刀桿與刀頭采用刀桿插入刀桿套4內(nèi)的快裝連接方式,其基本結(jié)構(gòu) 是由類三角形的定位面的孔軸配合以及內(nèi)部縮緊機(jī)構(gòu)組成。類三角形定位面的基本特點(diǎn)垂直軸向?yàn)轭愃朴谌切蔚囊粋€形狀,其銳角均改為大圓
M半徑為R二6mm的圓滑過渡。軸、孔的整體均處理為莫式錐度的配合形式。
如此的定位設(shè)計可以保證刀頭的安裝非常簡單易行,并且定位非常牢固可 靠,不會產(chǎn)生由于定位不牢靠而造成的加工問題。配以內(nèi)部漲開式卡緊裝 置,該卡緊裝置是利用機(jī)械手冊中常規(guī)的盤狀凸輪機(jī)構(gòu)連接的運(yùn)動,實(shí)現(xiàn)
螺栓7與卡緊裝置8的連接,將圖4所示的刀頭通過刀頭的三棱錐連接器6 卡緊固定,使得整套裝置非常容易裝卡。
通過機(jī)床刀臺的設(shè)計及機(jī)床說明書的相關(guān)介紹,該機(jī)床只是一臺普通 數(shù)控機(jī)床,對于接箍的大批量生產(chǎn)和質(zhì)量的穩(wěn)定性還存在相當(dāng)大的差距, 通過觀察和簡單的測量計算,認(rèn)為借助原刀臺刀位孔重新設(shè)計刀桿,采用 快速車削刀具達(dá)到快速更換
在車床上加工零件時,實(shí)際車削加工時間僅占全部工時的1/3,其余 2/3的工吋為機(jī)床的檢査和準(zhǔn)備、切削工具的更換、刀具切削刃的轉(zhuǎn)位、切 削工具及工件的檢測以及工件更換的工時。使用原來的切削刀具時,其切 削刀具交換的平均時間為8.5分鐘,刀具切削刃轉(zhuǎn)位的平均時間為2.5分 鐘;而使用快速交換切削工具系統(tǒng),則可將前述交換和轉(zhuǎn)位的時間縮短至 平均1分鐘。使用1 2個夾緊刀夾,4 10種切削刀頭相組合時,每年切 削工具的交換及刀具切削刃的轉(zhuǎn)位時間可縮短到50 200小時。實(shí)踐證明, 如果能將占零件加工全部工時2/3的停機(jī)時間大幅度縮短,將縮短的停機(jī) 時間用于實(shí)際切削加工,則生產(chǎn)效率就能提高25%左右。
通過使用本實(shí)用新型的機(jī)床刀桿的結(jié)構(gòu)的快速交換切削刀具,可獲得 降低加工成本的顯著效果。采用快速交換切削工具系統(tǒng),如圖3所示,適 用于接箍大批量生產(chǎn)的需要。
該連接結(jié)構(gòu)是一種高精度多面體,采用7/24錐度兩面定位夾緊的連接 結(jié)構(gòu)。在幾乎所有的連接結(jié)構(gòu)中,切削扭矩的傳遞通常都是使用傳動鍵來傳遞,因此在傳動鍵上要產(chǎn)生應(yīng)力集中,這對夾緊剛性、使用壽命有很大 影響。此外,還會產(chǎn)生由傳動鍵帶來的相位誤差,特別是在車削加工的中 心高方面更為顯著,這將導(dǎo)致精度下降。而該刀桿設(shè)計成多面體形狀,沒 有傳動鍵,切削扭矩呈均勻分布,從而提高了扭轉(zhuǎn)剛性,也沒有相位誤差。 由此可見,本連接結(jié)構(gòu)提高了自鎖力,可靠性更高。
在操作性及通用性方面,將機(jī)床和加工相組合有五個規(guī)格的刀柄。在 這些刀柄上都有能自動對應(yīng)的ATC用抓取槽,并可實(shí)現(xiàn)切削液的內(nèi)部供給,
如圖3所示。
在夾緊剛性方面,將刀柄與兩面定位夾緊刀柄的夾緊剛性作一比較可
知,車削加工的切削扭矩產(chǎn)生的刀尖位移量當(dāng)?shù)侗惺艿淖畲笾髑邢鞣?br>
力為17認(rèn),即切深5腿,進(jìn)給量1. 6mm/r時,其位移量為0. lmm,其夾緊剛性 是HSK刀柄的4倍,這是由于采用無傳動鍵的多面體形狀設(shè)計使應(yīng)力均勻 分布在整個刀柄上,從而提高了扭轉(zhuǎn)剛度。銑削加工進(jìn)給切削分力使刀尖 產(chǎn)生的位移量為當(dāng)最大主切削分力為17KN時,位移量為0. lmm,是HSK刀 柄刀尖位移量的1/3左右。同樣是兩面定位夾緊刀柄,1/20錐度所產(chǎn)生的 自鎖具有更好的抗彎強(qiáng)度。
在夾持精度方面,由于刀柄采用無鍵多面體形狀,所以夾持精度較高, 如圖1、 4所示。
在耐用度方面,刀柄在車削加工中,經(jīng)過試驗(yàn),沒有出現(xiàn)應(yīng)力集中的 現(xiàn)象,使用穩(wěn)定可靠,耐用度高。
原裝使用小60mm刀桿依靠2-3條M6的螺栓緊固,首先連接強(qiáng)度低,其
次刀桿直徑小,在切削加工過程中由于這兩個主要原因造成刀桿振動,以 至于加工后的工件出現(xiàn)波紋。采用C6的刀柄后,增加了刀桿直徑從4)60咖 增加到d)115ram,增加后的刀桿具有更加高的強(qiáng)度,降低了刀桿振動的可能, 通過高夾持精度的刀頭連接從根本上消除了波紋的出現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),該刀桿的一端連接于機(jī)床的定位連接部位,其另一端連接于刀頭的定位連接部位,其特征是該刀桿包括有與機(jī)床連接的定位面(2),定位面(2)的一側(cè)設(shè)有與機(jī)床定位連接部位連接的圓柱面(3),定位面(2)的另一側(cè)設(shè)有與刀頭連接的刀桿套(4);在所述刀桿套(4)內(nèi)設(shè)有刀頭定位通孔(1)及卡緊裝置(8),在刀桿套(4)的一側(cè)設(shè)有螺栓孔,該孔內(nèi)裝有螺栓(7),螺栓(7)與卡緊裝置(8)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),其特征是所述卡緊裝置(8) 為盤狀凸輪機(jī)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),其特征是所述刀頭定位通孔(1)為從定位面(2)到刀頭定位通孔(1)端倒三棱錐形通孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),其特征是所述倒三棱錐形通孔的每一棱角為圓滑過渡,圓滑過渡半徑為R=6-6. 5mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),其特征是所述倒三棱錐形 通孔的錐度為7/24 土15'。
專利摘要本實(shí)用新型提供機(jī)床刀桿結(jié)構(gòu),該刀桿的一端連接于機(jī)床的定位連接部位,其另一端連接于刀頭的定位連接部位,該刀桿包括有與機(jī)床連接的定位面,定位面的一側(cè)設(shè)有與機(jī)床定位連接部位連接的圓柱面,定位面的另一側(cè)設(shè)有與刀頭連接的刀桿套;在所述刀桿套內(nèi)設(shè)有刀頭定位通孔及卡緊裝置,在刀桿套的一側(cè)設(shè)有螺栓孔,該孔內(nèi)裝有螺栓,螺栓與卡緊裝置連接。本實(shí)用新型的效果是加大了刀桿強(qiáng)度和實(shí)現(xiàn)組合刀具的廣泛應(yīng)用,減少加工時間的同時提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,減少對刀的頻次,方便操作,減少誤操作的可能。利用刀桿定做組合刀頭,每個刀頭可以裝具2-3個刀片,并能夠完成不同部位的加工,從而減少了刀位,實(shí)現(xiàn)了在普通機(jī)床上進(jìn)行專業(yè)機(jī)床簡單加工的難題。
文檔編號B23B27/00GK201300217SQ200820142970
公開日2009年9月2日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者彬 史, 清 董, 賈連彤, 毅 陶 申請人:天津鋼管集團(tuán)股份有限公司