用于固定可转位刀片的刀夹的制作方法

专利名称：用于固定可转位刀片的刀夹的制作方法
技术领域：
本发明涉及切削加工用的机械夹持刀夹，尤其涉及用于固定可转位刀片的刀夹。
技术背景目前，存在着多种形状的采用硬质合金材料或陶瓷材料制成的可转位切削刀片，如 菱形、偏菱形和三角形的可转位刀片，此类刀片通常是通过机械夹持刀夹固定。现有用 于固定可转位刀片的刀夹有多种形式，如专利号为ZL95193314.0的发明专利公开了一种 用于转位式刀片的刀夹，该刀夹的夹紧装置松开刀片后处于自由状态，此时夹紧装置可 能发生左右偏转或绕其夹紧螺栓转动，再次安装刀片时需人工调整夹紧装置的位置，在 位置调整准确之后才能拧紧夹紧螺栓并固定刀片，其操作过程复杂，更换刀片所消耗的 时间较长，影响加工效率；另外，该夹紧装置与刀片中心定位孔内壁为一点接触或小段 圆弧线接触，夹紧装置作用在刀片上的横向夹持力集中在该点，受力点面积较小，应力 集中，刀片受力不均匀，刀片有沿受力点破裂趋势，也有可能产生整个刀具系统不稳定 的现象。 发明内容本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可节省刀片更换时间、 可提高加工效率、夹持力分布更均匀的用于固定可转位刀片的刀夹。一种用于固定可转位刀片的刀夹，包括刀座、夹紧螺栓和夹持件，所述刀座上设有 转位刀片安装部，所述夹持件置于刀座上方，夹持件上设有通孔，夹紧螺栓套于通孔内 并与刀座螺纹连接，夹紧螺栓上套设有压縮弹簧，该压縮弹簧位于刀座与夹持件之间， 所述夹持件后端与刀座相接的部位设有后钩部，所述刀座的后端设有后突出部，该后突 出部置于夹持件的后钩部内。所述夹持件前端的下表面上设有适于与转位刀片中心定位孔的孔壁邻接的柱状突出 部，所述下表面与柱状突出部相邻的部位为适于与转位刀片定位顶面邻接的、平坦的定 位底面。所述柱状突出部上设有一段避空斜柱面、 一段避空平面和两段适于与转位刀片中心 定位孔的孔壁形成轴向线接触的圆柱面，避空平面连接于避空斜柱面下方，两段圆柱面 分别连接于避空平面的两侧。所述刀座的后突出部具有第一上倾斜面和第一下倾斜面，所述夹持件的后钩部具有 可与第一上倾斜面接触配合的第二上倾斜面，以及可与第一下倾斜面接触配合的第二下 倾斜面。与现有技术相比，本发明的优点就在于刀座上设有后突出部，夹持件后端与刀座 相接的部位设有后钩部，刀座的后突出部置于夹持件的后钩部内，在旋开夹紧螺栓更换 刀片或刀片转位时，在压縮弹簧的弹力作用下，夹持件前端的柱状突出部抬起并脱离刀 片中心定位孔，后钩部的第二下倾斜面与后突出部的第一下倾斜面接触配合，实现刀座 对夹持件后端的约束，能有效地避免夹持件左右晃动或是绕夹紧螺栓转动，而且，可在 不完全旋开夹紧螺栓的情况下实现刀片的更换和转位，节省了刀片更换时间，提高加工 效率。夹持件的柱状突出部上设有一段避空斜柱面、 一段避空平面和两段圆柱面，避空 平面和避空斜柱面均不与刀片的中心定位孔接触，形成避空结构，两段圆柱面分别连接 于避空平面的两侧，夹紧刀片时圆柱面与转位刀片中心定位孔的孔壁形成轴向线接触， 从而可产生稳定、分散、均匀的夹紧力，对刀片的夹持更加牢固可靠，相对于其他刀具 夹紧系统，本发明的刀夹具有更优异的夹紧刚性和刀片转位精度。


图1是本发明的俯视结构示意图；图2是图1中的A—A剖面视图；图3是本发明夹持部件的立体图一；图4是本发明夹持部件的立体图二；图5是图2中的B—B剖面视图；图6是本发明松开转位刀片时的结构示意图。图中各标号表示1、刀座3、夹持件 5、转位刀片 7、挡垫 12、螺纹孔 111、垫板定位孔 132、第一下倾斜面 31、通孔2、夹紧螺栓 4、压縮弹簧 6、垫板 11、刀片安装部 13、后突出部 131、第一上倾斜面 121、容置孔 32、后钩部33、柱状突出部34、定位底面321、第二上倾斜面322、第二下倾斜面331、避空斜柱面332、避空平面333、圆柱面51、中心定位孔52、定位顶面53、下底面61、中心孔CL1、第一中心轴线CL2、第二中心轴线CL3、中心法线具体实施方式
本发明的用于固定可转位刀片的刀夹适于固定菱形、偏菱形和三角形的转位刀片5， 该类转位刀片5可由硬质合金材料或陶瓷材料制成，且具有一个平坦的下底面53、 一个 定位顶面52和一个中心定位孔51。下面以适用于夹持菱形转位刀片的刀夹为例对本发明 的技术方案作进一步详细说明。如图1至图6所示，本发明的用于固定可转位刀片的刀夹包括刀座l、夹持件3、夹 紧螺栓2、压縮弹簧4、垫板6和挡垫7。刀座1上设有转位刀片安装部11和螺纹孔12， 螺纹孔12上段设有容纳压縮弹簧4的容置孔121。刀片安装部11两侧壁的夹角根据所夹 持转位刀片5的形状设置，刀片安装部ll底面设有垫板定位孔lll，垫板6置于刀片安 装部11的底面上，挡垫7穿过垫板6的中心孔61并插入刀片安装部11的垫板定位孔111 内，起到对垫板6定位的作用，转位刀片5置于垫板6上，转位刀片5的两相邻的侧壁 与刀片安装部11的两侧壁相接触。夹持件3置于刀座1上方，夹持件3上设有通孔31, 该通孔31的直径小于螺纹孔12上段容置孔121的直径；夹紧螺栓2的上段为头部，头 部往下是直径稍小的圆柱部分，圆柱部分延伸到下段为螺纹部分，夹紧螺栓2头部直径 大于通孔31的直径，圆柱部分直径小于通孔31的直径，这种布置使得在圆柱部分和通 孔31之间存在着特定的间隙，从而在拧紧夹紧螺栓2时保证夹持件3不会转动。压縮弹 簧4 一端装设于螺纹孔12上段的容置孔121内，另一端置于夹持件3底部所设的沉孔内， 夹紧螺栓2套于通孔31和压縮弹簧4内并与螺纹孔12螺纹连接，在拧紧夹紧螺栓2时， 夹紧螺栓2头部的顶面高于夹持件3的上表面，夹紧螺栓2头部的径向下表面邻靠夹持 件3的对应的径向延伸表面，该夹紧螺栓2的第一中心轴线CL1平行于转位刀片5的中 心定位孔51的第二中心轴线CL2，夹紧螺栓2的第一中心轴线CL1相对于刀夹的中心 法线CL3以夹角4>1延伸，7°《4>1《10°，本例中(M取8。20'。夹持件3前端的下表 面上设有向下、向内倾斜的柱状突出部33，该柱状突出部33适于与转位刀片5的中心定位孔51的孔壁邻接，下表面与柱状突出部33相邻的部位为适于与转位刀片定位顶面52 邻接的、平坦的定位底面34。柱状突出部33上设有一段避空斜柱面331、 一段避空平面 332和两段圆柱面333，避空平面332连接于避空斜柱面331下方，圆柱面333与避空斜 柱面331形成一定角度。两段圆柱面333分别连接于避空平面332的两侧，在使用夹持 件3夹紧转位刀片5时，圆柱面333与转位刀片形成轴向线接触，而避空斜柱面331和 避空平面332均不与中心定位孔51的孔壁接触，形成避空结构。刀座l上设有后突出部 13，后突出部13具有第一上倾斜面131和第一下倾斜面132，夹持件3后端与刀座1相 接的部位设有后钩部32，后钩部32具有第二上倾斜面321和第二下倾斜面322，刀座1 的后突出部13置于夹持件3的后钩部32内，在刀夹夹紧转位刀片5时，后突出部13的 第一上倾斜面131与后钩部32的第二上倾斜面321接触配合，在刀夹松开转位刀片5时， 后突出部13的第一下倾斜面132与后钩部32的第二下倾斜面322接触配合，后突出部 13的第一上倾斜面131与夹紧螺栓2的第一中心轴线CL1的夹角为4>2，54°《4>2《57° ， 本例中4)2取55。。工作原理将转位刀片5安装于本发明的刀夹时，先用挡垫7将垫板6固定在刀夹1 的刀片安装部ll，再将夹持件3的前端置于如图6所示的抬起状态，将转位刀片5置于 刀片安装部11内，使转位刀片5的下底面53与垫板6贴紧，使转位刀片5的一对相邻 侧面与刀片安装部11的两侧壁相接触。逐渐拧入夹紧螺栓2，夹紧螺栓2的头部逐渐下 压夹持件3，使夹持件3前端的定位底面34与转位刀片5的定位顶面52接触，此时夹持 件3的后钩部32的第二上倾斜面321与刀座1的后突出部13的第一上倾斜面131接触。 继续拧紧夹紧螺栓2，此时夹持件3在第二上倾斜面321和第一上倾斜面131的约束下， 产生向后、向下的移动和少量弹性变形，使夹持件3的定位底面34对转位刀片5的定位 顶面52产生下压力，同时，使夹持件3前端柱状突出部33的两段圆柱面333与转位刀 片5的中心定位孔51形成轴向线接触，并在接触位置对转位刀片5的中心定位孔51产 生向后的夹紧力，夹持件3的避空斜柱面331和避空平面332均不与转位刀片5的中心 定位孔51接触，形成避空结构，由两段圆柱面333所施加的夹紧力稳定、分散、均匀， 对转位刀片5的夹持更加牢固可靠，相对于其他刀具夹紧系统，本发明的刀夹具有更优 异的夹紧刚性和刀片转位精度。进一步拧紧夹紧螺栓2，夹持件3的弹性变形增大，产生 的夹持力增大，最终转位刀片5的一对相邻侧面与刀片安装部11的两侧壁贴紧，转位刀 片5的下底面53与垫板6贴紧，实现刀夹对转位刀片5的牢固夹持。同时，夹持件3前 端的柱状突出部33容纳在转位刀片5的中心定位孔51内，可避免其被金属加工过程中产生的切屑磨损。旋转或更换转位刀片5之前，需将转位刀片5从本发明的刀夹上卸下。 拧松夹紧螺栓2，在压縮弹簧4所产生的沿夹紧螺栓2轴线向上的弹力作用下，夹持件3 被逐渐抬起并脱离转位刀片5的中心定位孔51，后钩部32的第二下倾斜面322与后突出 部13的第一下倾斜面132接触配合，实现刀座1对夹持件3后端的约束，使夹持件3进 行一定的转动，夹持件3前端与转位刀片5上表面呈锐角倾斜，直至夹持件3的柱状突 出部33完全被抬离转位刀片5的中心定位孔51 ，此时即可实现转位刀片5的转位和更换。 在此过程中，由于刀座1对夹持件3后端产生了约束，有效地避免了夹持件3左右晃动 或是绕夹紧螺栓2转动，而且，可在不完全旋开夹紧螺栓2的情况下实现转位刀片5的 更换和转位，节省了转位刀片5的更换时间，提高了加工效率。
权利要求
1、一种用于固定可转位刀片的刀夹，包括刀座(1)、夹紧螺栓(2)和夹持件(3)，所述刀座(1)上设有转位刀片安装部(11)，所述夹持件(3)置于刀座(1)上方，夹持件(3)上设有通孔(31)，夹紧螺栓(2)套于通孔(31)内并与刀座(1)螺纹连接，夹紧螺栓(2)上套设有压缩弹簧(4)，该压缩弹簧(4)位于刀座(1)与夹持件(3)之间，其特征在于所述夹持件(3)后端与刀座(1)相接的部位设有后钩部(32)，所述刀座(1)的后端设有后突出部(13)，该后突出部(13)置于夹持件(3)的后钩部(32)内。
2、 根据权利要求l所述的用于固定可转位刀片的刀夹，其特征在于所述夹持件(3) 前端的下表面上设有适于与转位刀片中心定位孔(51)的孔壁邻接的柱状突出部(33)， 所述下表面与柱状突出部(33)相邻的部位为适于与转位刀片定位顶面(52)邻接的、 平坦的定位底面(34)。
3、 根据权利要求2所述的用于固定可转位刀片的刀夹，其特征在于所述柱状突出部 (33)上设有一段避空斜柱面(331)、 一段避空平面(332)和两段适于与转位刀片中心定位孔(51)的孔壁形成轴向线接触的圆柱面(333)，避空平面(332)连接于避空斜柱 面(331)下方，两段圆柱面(333)分别连接于避空平面(332)的两侧。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的用于固定可转位刀片的刀夹，其特征在于所 述刀座(1)的后突出部(13)具有第一上倾斜面(131)和第一下倾斜面(132)，所述 夹持件(3)的后钩部(32)具有可与第一上倾斜面(131)接触配合的第二上倾斜面(321 )， 以及可与第一下倾斜面(132)接触配合的第二下倾斜面(322)。
全文摘要
本发明公开了一种用于固定可转位刀片的刀夹，包括刀座、夹紧螺栓和夹持件，所述刀座上设有转位刀片安装部，所述夹持件置于刀座上方，夹持件上设有通孔，夹紧螺栓套于通孔内并与刀座螺纹连接，夹紧螺栓上套设有压缩弹簧，该压缩弹簧位于刀座与夹持件之间，所述夹持件后端与刀座相接的部位设有后钩部，所述刀座的后端设有后突出部，该后突出部置于夹持件的后钩部内。该用于固定可转位刀片的刀夹具有可节省刀片更换时间、可提高加工效率、夹持力分布更均匀的优点。
文档编号B23B27/16GK101323026SQ20081003190
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者吉 宋, 颖 张, 屏 李, 明 李, 王社权 申请人:株洲钻石切削刀具股份有限公司