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(shí)用新型涉及一種刀柄，尤其是一種適合高速和超高速機(jī)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(jī)床主軸和刀具的接口，起到定位刀具、傳遞運(yùn)動(dòng)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(jī)床主軸內(nèi)孔的徑向膨脹量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 CAT刀柄的徑向膨脹量，導(dǎo)致刀柄在軸向拉緊力的作用下不斷向后移動(dòng)，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(huì)呈現(xiàn)馬鞍形凹陷，導(dǎo)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(shí)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(yīng)快速更換刀具，可以消除離心力所產(chǎn)生的徑向變形對(duì)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(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)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(duì)應(yīng)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(shí)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(shí)間；同時(shí)，為了防止產(chǎn)生過定位，刀柄錐部與機(jī)床主軸之間采用小過盈配合。旋轉(zhuǎn) 過程中，由于機(jī)床主軸和刀柄的徑向膨脹，小過盈配合會(huì)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(jī)床主軸端面和刀柄端面的精密端齒嚙合來實(shí)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(huì)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(shí)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(dǎo)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(dòng)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(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)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(duì)應(yīng)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(yīng)檢測(cè)端齒盤嚙合面積比例和刀柄跳動(dòng)量。本實(shí)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(shí)間；同時(shí)，為了防止產(chǎn)生過定位，刀柄1錐部與機(jī)床主軸5之間采用小過盈配合。旋 轉(zhuǎn)過程中，由于機(jī)床主軸5和刀柄1的徑向膨脹，小過盈配合會(huì)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(jī)床主軸端面和刀柄端面的精密端齒嚙合來 實(shí)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(huì)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(duì)應(yīng)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(shí)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(duì)應(yīng)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(shí)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(dǎo)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(dòng)平衡特性。
文檔編號(hào)B23Q3/12GK201907018SQ20102067177
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:山東大學(xué)