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　　本专利针对传统机床刀杆强度不足、刀位有限导致加工效率低的问题，设计了一种新型刀杆结构。通过加粗刀杆、采用倒三棱锥定位通孔及盘状凸轮卡紧装置，提升刀杆刚性与定位精度，实现组合刀头快速更换，满足大吃刀量加工需求。同时优化连接结构，减少对刀频次，提高加工效率与产品质量稳定性。

　　刀杆的作用是连接刀头与机床，并使刀头能够延伸至加工安全区域，避免工件与机床发生干涉。所以刀杆与机床的定位连接部位、刀杆与刀头的定位连接部位，为至关重要的两点。起定位连接作用的部位分别为图1

　　曰本SEIKI机床为普通数控机床，在机床设计上不适应本公司的接箍生产需要，因为该机床的刀杆为普通镗杆，由于刀杆强度低，允许的吃刀量较小，易产生螺纹波纹的现象。对于接箍的大批量加工要求背吃刀量在3-4mm，进给量0.7mm/转，对于普通镗杆极难满足此加工参数。

　　接箍加工参数有8-9项之多，然而此机床刀台只有6个刀位，每个刀位只能完成一个参数的加工，造成机床现有刀位不能满足接箍的生产要求。因为机床采用通用刀杆，每次更换规格时都要重新对刀，调整几何刀偏，造成调试困难，调试复杂，不便于操作并且效率低下。发明内容

　　为解决上述机床刀杆设计中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种机床刀杆结构，以利于增加它的强度，采用组合刀头达到同一刀杆可实现多工序加工的目的。

　　为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供机床刀杆结构，该刀杆的一端连接于机床的定位连接部位，其另一端连接于刀头的定位连接部位，其中该刀杆包括有与机床连接的定位面，定位面的一侧设有与机床定位连接部位连接的圆柱面，定位面的另一侧设有与刀头连接的刀杆套；在所述刀杆套内设有刀头定位通孔及卡紧装置，在刀杆套的一侧设有螺栓孔，该孔内装有螺栓，螺栓与卡紧装置连接。所述卡紧装置为盘状凸轮机构。

　　所述刀头定位通孔为从定位面到刀头定位通孔端倒三棱锥形通孔。所述倒三棱锥形通孔的每一棱角为圆滑过渡，圆滑过渡半径为R=6—6. 5mm。

　　本实用新型的效果是1、借助原机床刀台刀位定位孔尺寸设计刀杆，将普通数控机床改进为专业机床，并加大其刀杆强度和实现组合刀具的广泛应用，减少加工时间的同时提高工作效率和产品质量的稳定性。采用加长，加粗刀杆，并按照机床生产要求，做成快换式刀杆，方便接箍的大批量、快节奏加工要求，满足背吃刀量在3-4MM，进给量0.7MM/转生产的。2、减少对刀的频次，尤其是在更换工具的过程中，在编写之前计算出几何刀补，利用程序使用G10写入，机床自读刀尖的几何刀补，方便操作，减少误操作的可能。3、加粗刀杆后增加了刀杆强度减少了波纹的可能，提高了产品质量。4、利用刀杆定做组合刀头，每个刀头可以装具2-3个刀片，并能够完成不同部位的加工，从而减少了刀位，解决了普通机床的简单加工的难题。

　　图1为本实用新型的刀杆本体结构图；图2为本实用新型的刀杆底面定位结构示意图；图3为本实用新型的刀杆透视结构4图4为本实用新型的刀头结构图。 图中

　　结合附图及实施例对本实用新型的机床刀杆结构加以说明。 本刀杆的采用的一面一孔加一单独的定位销的定位方式，如图2所示， 可以完全限制住其六个自由度。由于刀杆在实际加工中需要承受非常大的 切削力，所以本刀杆采用了独特的大定位面设计与加粗刀杆的设计相结合 的方式，使得本刀杆可以承受非常大的切削力而不会产生由于定位面不牢 固而产生的颤动、以及刀杆刚度不足造成的颤动等现象。

　　该刀杆包括有与机床连接的定位面2，定位面2的一侧设有与机床定位连接 部位连接的圆柱面3，定位面2的另一侧设有与刀头连接的刀杆套4;在所 述刀杆套4内设有刀头定位通孔1及卡紧装置8，在刀杆套4的一侧设有螺 栓孔，该孔内装有螺栓7，螺栓7与卡紧装置8连接。

　　所述卡紧装置8为的盘状凸轮机构，该卡紧装置8为常用机械手册第 四巻机械传动机构中的一种盘状凸轮机构，螺栓7与该凸轮机构连接，实 现刀杆套4轴向移动。所述刀头定位通孔1为从定位面2到刀头定位通孔1

　　端倒三棱锥形通孔，所述倒三棱锥形通孔的每一棱角为圆滑过渡，圆滑过渡 半径为R=6_6. 5mm,所述倒三棱锥形通孔的锥度为7/24 土15。

　　在刀杆与刀头采用刀杆插入刀杆套4内的快装连接方式，其基本结构 是由类三角形的定位面的孔轴配合以及内部縮紧机构组成。类三角形定位面的基本特点垂直轴向为类似于三角形的一个形状，其锐角均改为大圆

　　如此的定位设计可以保证刀头的安装非常简单易行，并且定位非常牢固可 靠，不会产生由于定位不牢靠而造成的加工问题。配以内部涨开式卡紧装 置，该卡紧装置是利用机械手册中常规的盘状凸轮机构连接的运动，实现

　　螺栓7与卡紧装置8的连接，将图4所示的刀头通过刀头的三棱锥连接器6 卡紧固定，使得整套装置非常容易装卡。

　　通过机床刀台的设计及机床说明书的相关介绍，该机床只是一台普通 数控机床，对于接箍的大批量生产和质量的稳定性还存在相当大的差距， 通过观察和简单的测量计算，认为借助原刀台刀位孔重新设计刀杆，采用 快速车削刀具达到快速更换

　　在车床上加工零件时，实际车削加工时间仅占全部工时的1/3，其余 2/3的工吋为机床的检査和准备、切削工具的更换、刀具切削刃的转位、切 削工具及工件的检测以及工件更换的工时。使用原来的切削刀具时，其切 削刀具交换的平均时间为8.5分钟，刀具切削刃转位的平均时间为2.5分 钟；而使用快速交换切削工具系统，则可将前述交换和转位的时间縮短至 平均1分钟。使用1 2个夹紧刀夹，4 10种切削刀头相组合时，每年切 削工具的交换及刀具切削刃的转位时间可縮短到50 200小时。实践证明， 如果能将占零件加工全部工时2/3的停机时间大幅度縮短，将縮短的停机 时间用于实际切削加工，则生产效率就能提高25%左右。

　　通过使用本实用新型的机床刀杆的结构的快速交换切削刀具，可获得 降低加工成本的显著效果。采用快速交换切削工具系统，如图3所示，适 用于接箍大批量生产的需要。

　　该连接结构是一种高精度多面体，采用7/24锥度两面定位夹紧的连接 结构。在几乎所有的连接结构中，切削扭矩的传递通常都是使用传动键来传递，因此在传动键上要产生应力集中，这对夹紧刚性、使用寿命有很大 影响。此外，还会产生由传动键带来的相位误差，特别是在车削加工的中 心高方面更为显著，这将导致精度下降。而该刀杆设计成多面体形状，没 有传动键，切削扭矩呈均匀分布，从而提高了扭转刚性，也没有相位误差。 由此可见，本连接结构提高了自锁力，可靠性更高。

　　在操作性及通用性方面，将机床和加工相组合有五个规格的刀柄。在 这些刀柄上都有能自动对应的ATC用抓取槽，并可实现切削液的内部供给，

　　力为17認，即切深5腿，进给量1. 6mm/r时，其位移量为0. lmm,其夹紧刚性 是HSK刀柄的4倍，这是由于采用无传动键的多面体形状设计使应力均匀 分布在整个刀柄上，从而提高了扭转刚度。铣削加工进给切削分力使刀尖 产生的位移量为当最大主切削分力为17KN时，位移量为0. lmm，是HSK刀 柄刀尖位移量的1/3左右。同样是两面定位夹紧刀柄，1/20锥度所产生的 自锁具有更好的抗弯强度。

　　在夹持精度方面，由于刀柄采用无键多面体形状，所以夹持精度较高， 如图1、 4所示。

　　在耐用度方面，刀柄在车削加工中，经过试验，没有出现应力集中的 现象，使用稳定可靠，耐用度高。

　　次刀杆直径小，在切削加工过程中由于这两个主要原因造成刀杆振动，以 至于加工后的工件出现波纹。采用C6的刀柄后，增加了刀杆直径从4)60咖 增加到d)115ram，增加后的刀杆具有更加高的强度，降低了刀杆振动的可能， 通过高夹持精度的刀头连接从根本上消除了波纹的出现。

　　权利要求1、一种机床刀杆结构，该刀杆的一端连接于机床的定位连接部位，其另一端连接于刀头的定位连接部位，其特征是该刀杆包括有与机床连接的定位面(2)，定位面(2)的一侧设有与机床定位连接部位连接的圆柱面(3)，定位面(2)的另一侧设有与刀头连接的刀杆套(4)；在所述刀杆套(4)内设有刀头定位通孔(1)及卡紧装置(8)，在刀杆套(4)的一侧设有螺栓孔，该孔内装有螺栓(7)，螺栓(7)与卡紧装置(8)连接。

　　2、 根据权利要求1所述的机床刀杆结构，其特征是所述卡紧装置(8) 为盘状凸轮机构。

　　3、 根据权利要求l所述的机床刀杆结构，其特征是所述刀头定位通孔(1)为从定位面(2)到刀头定位通孔(1)端倒三棱锥形通孔。

　　4、 根据权利要求3所述的机床刀杆结构，其特征是所述倒三棱锥形通孔的每一棱角为圆滑过渡，圆滑过渡半径为R=6-6. 5mm。

　　5、 根据权利要求3所述的机床刀杆结构，其特征是所述倒三棱锥形 通孔的锥度为7/24 土15。

　　专利摘要本实用新型提供机床刀杆结构，该刀杆的一端连接于机床的定位连接部位，其另一端连接于刀头的定位连接部位，该刀杆包括有与机床连接的定位面，定位面的一侧设有与机床定位连接部位连接的圆柱面，定位面的另一侧设有与刀头连接的刀杆套；在所述刀杆套内设有刀头定位通孔及卡紧装置，在刀杆套的一侧设有螺栓孔，该孔内装有螺栓，螺栓与卡紧装置连接。本实用新型的效果是加大了刀杆强度和实现组合刀具的广泛应用，减少加工时间的同时提高工作效率和产品质量的稳定性，减少对刀的频次，方便操作，减少误操作的可能。利用刀杆定做组合刀头，每个刀头可以装具2-3个刀片，并能够完成不同部位的加工，从而减少了刀位，实现了在普通机床上进行专业机床简单加工的难题。

　　发明者彬 史, 清 董, 贾连彤, 毅 陶 申请人:天津钢管集团股份有限公司

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