專利名稱：端齒盤式高速空心刀柄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種刀柄，尤其是一種適合高速和超高速機床使用的端齒盤式高 速空心刀柄。
背景技術(shù)：
刀柄作為聯(lián)接機床主軸和刀具的接口，起到定位刀具、傳遞運動和扭矩的重要作 用。目前常用的刀柄主要包括錐面定位的CAT系列(刀柄錐度為7/24)和雙面定位的HSK 系列(刀柄錐度為1/10)兩類。在離心力的作用下，機床主軸內(nèi)孔的徑向膨脹量遠遠大于 CAT刀柄的徑向膨脹量，導致刀柄在軸向拉緊力的作用下不斷向后移動，以及刀柄與主軸之 間的接觸面積降低。其結(jié)果是，刀具軸向定位精度和接觸剛度下降，不適合高速切削加工。 而采用雙面定位的HSK刀柄，在離心力和夾緊力的作用下，也會呈現(xiàn)馬鞍形凹陷，導致刀柄 與主軸之間的接觸面積和接觸剛度下降，難以適合更高的旋轉(zhuǎn)速度和超高速加工。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便， 能適應快速更換刀具，可以消除離心力所產(chǎn)生的徑向變形對刀柄軸向定位精度和接觸剛度 的消極影響，適合更高的旋轉(zhuǎn)速度的端齒盤式高速空心刀柄。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種端齒盤式高速空心刀柄，包括錐部和端部，所述錐部采用錐度為1/10的短圓 錐結(jié)構(gòu)，端部設(shè)有與主軸端面上的第一端齒盤相對應的第二端齒盤。所述第二端齒盤通過螺釘和錐銷固定在刀柄端部上。本實用新型刀柄由短錐部和端部兩部分構(gòu)成。錐度為1/10的短圓錐可以縮短刀 具更換時間；同時，為了防止產(chǎn)生過定位，刀柄錐部與機床主軸之間采用小過盈配合。旋轉(zhuǎn) 過程中，由于機床主軸和刀柄的徑向膨脹，小過盈配合會轉(zhuǎn)變?yōu)檫^渡配合甚至間隙配合。也 就是說，刀柄短圓錐僅僅在刀具更換過程中起到初始定位作用。而工作狀態(tài)下的刀柄徑向 定位、軸向定位以及扭矩傳遞則依靠機床主軸端面和刀柄端面的精密端齒嚙合來實現(xiàn)。由 于端齒盤的齒長是沿徑向分布的，離心力作用下的主軸端面和刀柄端面齒形變化基本上是 相同的，不會因旋轉(zhuǎn)速度的提高而出現(xiàn)定位精度和接觸剛度下降的問題。本實用新型的有益效果是，可以解決高速旋轉(zhuǎn)過程中離心力所導致的刀柄定位精 度不高、接觸剛度差等問題；并且可以取消CAT刀柄和HSK刀柄所使用的平鍵結(jié)構(gòu)(其主要 作用是傳遞扭矩)，提高刀具系統(tǒng)動平衡特性。

圖1是圖2中A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖；其中1.刀柄，2.第二端齒盤，3.螺釘，4.第一端齒盤，5.主軸，6.錐銷。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1、2所示，一種端齒盤式高速空心刀柄，包括錐部和端部，所述錐部采用錐度 為1/10的短圓錐結(jié)構(gòu)，端部設(shè)有與主軸5端面上的第一端齒盤4相對應的第二端齒盤2。所述第二端齒盤通過螺釘和錐銷固定在刀柄端部上。圖1、2中，利用螺釘3和錐銷6把第二端齒盤2固定在刀柄1端面上；利用螺釘3 和錐銷6把第一端齒盤4固定在主軸5端面上。為了提高端齒嚙合精度、刀具定位精度和 接觸剛度，在端齒盤安裝過程中，應檢測端齒盤嚙合面積比例和刀柄跳動量。本實用新型刀柄1由錐部和端部兩部分構(gòu)成，錐度為1/10的短圓錐可以縮短刀具 更換時間；同時，為了防止產(chǎn)生過定位，刀柄1錐部與機床主軸5之間采用小過盈配合。旋 轉(zhuǎn)過程中，由于機床主軸5和刀柄1的徑向膨脹，小過盈配合會轉(zhuǎn)變?yōu)檫^渡配合甚至間隙配 合。也就是說，刀柄1短圓錐僅僅在刀具更換過程中起到初始定位作用。而工作狀態(tài)下的 刀柄徑向定位、軸向定位以及扭矩傳遞則依靠機床主軸端面和刀柄端面的精密端齒嚙合來 實現(xiàn)。由于端齒盤的齒長是沿徑向分布的，離心力作用下的主軸端面和刀柄端面齒形變化 基本上是相同的，不會因旋轉(zhuǎn)速度的提高而出現(xiàn)定位精度和接觸剛度下降的問題。
權(quán)利要求1.一種端齒盤式高速空心刀柄，包括錐部和端部，其特征在于所述錐部采用錐度為 1/10的短圓錐結(jié)構(gòu)，端部設(shè)有與主軸端面上的第一端齒盤相對應的第二端齒盤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端齒盤式高速空心刀柄，其特征在于所述第二端齒盤通過 螺釘和錐銷固定在刀柄端部上。
專利摘要本實用新型涉及一種端齒盤式高速空心刀柄，包括錐部和端部，所述錐部采用錐度為1/10的短圓錐結(jié)構(gòu)，端部設(shè)有與主軸端面上的第一端齒盤相對應的第二端齒盤。所述第二端齒盤通過螺釘和錐銷固定在刀柄端部上。本實用新型的有益效果是，可以解決高速旋轉(zhuǎn)過程中離心力所導致的刀柄定位精度不高、接觸剛度差等問題；并且可以取消CAT刀柄和HSK刀柄所使用的平鍵結(jié)構(gòu)(其主要作用是傳遞扭矩)，提高刀具系統(tǒng)動平衡特性。
文檔編號B23Q3/12GK201907018SQ20102067177
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者張松, 李劍峰 申請人:山東大學