用于輕載銑削機床的快速換刀結構的制作方法

本發明涉及輕載加工機床配件技術領域，具體涉及一種用于輕載銑削機床的快速換刀結構。

背景技術：

隨著科技的進步，人們生活中需要的新材料也變得日新月異。在金屬加工行業，銑削為最常見的加工方式，傳統的刀具夾持鎖緊多為主軸錐柄的形式。此形式是將銑刀插入錐柄，然后通過鎖緊螺母螺紋將其固定，再將錐柄插入主軸錐孔，用拉釘將錐柄固定在主軸上，最終實現刀具的固定，此方式固定的刀具在加工大件金屬方面有突出的性能表現，如精度高、剛性強等，但其成本也很高。在輕載加工領域，如門窗行業的仿型銑削，其加工范圍小，軸向徑向受力小，給刀具夾持機構預留空間小，上述刀具鎖緊機構便會有諸多缺點。因此迫切需要一種體積小，結構簡便，易于換刀，價格低廉的快速鎖緊機構。

技術實現要素：

本發明提供了一種用于輕載銑削機床的快速換刀結構，以解決現有技術存在的體積大、結構復雜和換刀不便的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于輕載銑削機床的快速換刀結構，由螺釘壓帽、墊片、螺釘、軸承端蓋、鑄造外殼、軸套、皮帶輪、鍵、滑套軸、軸承和拉刀桿組成，拉刀桿插入滑套軸并在上端通過螺釘和墊片固定，拉刀桿下端端設置有相同角度的斜面來相互配合，拉刀桿內置與銑刀直徑相配的變徑內孔插入銑刀，滑套軸通過軸承的配合與鑄造外殼連接，兩件軸承端蓋將兩件軸承壓緊在鑄造外殼內，皮帶輪一面靠在軸肩，皮帶輪另一面與軸套和軸承串聯安裝，最后用螺釘壓帽通過左旋螺紋與滑套軸連接并壓緊。

上述螺釘壓帽與滑套軸設置用于兩者配合的左旋螺紋，螺釘壓帽設置銑扁以方便扳手鎖緊。

上述滑套軸下沿增加倒角，滑套軸下端設置銑扁，用于使用扳手鎖緊或松開螺釘壓帽和螺釘。

上述軸承為一對角接觸球軸承，能極大的承受皮帶和進給時產生的拉力而不會過熱，同時能承受較大的軸向力，當仿型加工時，因軸向力極小，所以此軸承也可以采用深溝球軸承。

本發明結構簡單，安裝方便快捷，成本低，與刀柄配合的滑套軸有效降低了直徑，大大提高了加工時的可操作性，適用性高；刀具鎖緊力大，可以達到扳手旋轉力量的2000倍以上，操作輕便，減低了勞動強度；鎖緊刀具時，下端使用開口扳手，上端使用內六角扳手，兩手之間距離相對較遠，操作安全性好，有效避免了傳統刀柄的螺母和銑扁都在下端，操作時兩手距離很近，在用力過猛時容易造成操作人員擠傷手的問題。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明裝置的結構示意圖；

圖2是圖1中a-a截面的示意圖；

圖3是圖1中b-b截面的示意圖；

圖4是本發明夾緊銑刀時受力分析圖；

圖5是本發明拉刀桿錐端截面的示意圖；

圖6是本發明刀具換裝示意圖。

圖中1螺釘壓帽、2墊片、3螺釘、4軸承端蓋、5鑄造外殼、6軸套、7皮帶輪、8鍵、9滑套軸、10軸承、11拉刀桿。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，一種用于輕載銑削機床的快速換刀結構，由螺釘壓帽1、墊片2、螺釘3、軸承端蓋4、鑄造外殼5、軸套6、皮帶輪7、鍵8、滑套軸9、軸承10和拉刀桿11組成，拉刀桿11插入滑套軸9并在上端通過螺釘3和墊片2固定，拉刀桿11下端端設置有相同角度的斜面來相互配合，拉刀桿11內置與銑刀直徑相配的變徑內孔插入銑刀，滑套軸9通過軸承10的配合與鑄造外殼5連接，兩件軸承端蓋4將兩件軸承10壓緊在鑄造外殼內，皮帶輪7一面靠在軸肩，皮帶輪7另一面與軸套6和軸承10串聯安裝，最后用螺釘壓帽1與滑套軸9連接并壓緊。螺釘壓帽1與滑套軸9設置用于兩者配合的左旋螺紋，螺釘壓帽1還加工有圖3中所示的銑扁，以方便扳手鎖緊。滑套軸9下沿增加倒角，如圖2所示，滑套軸9下端設置銑扁，用于使用扳手鎖緊或松開螺釘壓帽和螺釘。軸承為一對角接觸球軸承，能極大的承受皮帶和進給時產生的拉力而不會過熱，同時能承受較大的軸向力，當仿型加工時，因軸向力極小，所以此軸承也可以采用深溝球軸承。

本發明工作原理：

動作原理

需要夾緊銑刀時，使用內六方扳手順時針旋轉螺釘3，由螺釘3產生預緊力f，力f的計算公式為：

其中t為扳手旋轉扭矩，t=f1*l，f1為旋轉拉力（假設20n）；l為扳手長（m10內六方扳手長約180mm）；則t=20*0.18=3.6nm；η：絲杠輸出效率(螺釘約為0.7)；l為螺釘螺距；a：減速比（此值為1），以螺釘3為標準m10螺釘為例，螺距為1.5mm，所以f=3.6*2*3.14*0.7/0.0015=10550.4n，幾乎是輸入力量的527倍。

此時，拉刀桿11在力f的作用下產生上移，拉刀桿11與滑套軸9配合的斜面處受力平衡，分析其受力如圖4所示，由螺釘3產生的拉力f，滑套軸9對圓錐面產生的壓力n和滑套壁與拉刀桿11壁產生的摩擦力f，由于拉刀桿11的錐端截面如圖5所示，所以壓力n會迫使拉刀桿11圓錐段向內縮緊，使刀具被夾緊。

根據錐度軸套的力平衡方程：f=nsinθ+μncosθ，推算壓力n的計算公式為：

n=f/（sinθ+μcosθ）

其中，f如前計算值為：10550.4n

莫氏錐度角一般為2-3°，此處暫定2.9°

莫氏錐度配合摩擦力系數一般為0.12~0.2，此處按0.2計算。

則壓力n=10550.4/（sin2.9+0.2*cos2.9）≈42235n，是最初輸入力量的2111倍。

由此，可以得出，使用本發明，操作內六角扳手可以在很小的力量下即可對刀柄進行鎖緊，大大降低了勞動強度。

如圖6所示，換裝刀具時，通過擰松螺釘3，使螺釘3上移，在與螺釘壓帽1接觸時，產生反向推力，使拉刀桿11下移，從滑套軸9內脫出，配合斜面的徑向壓力消失，銑刀即可很方便的抽出。

技術特征：

技術總結
用于輕載銑削機床的快速換刀結構，拉刀桿插入滑套軸并在上端通過螺釘和墊片固定，拉刀桿下端端設置有相同角度的斜面來相互配合，拉刀桿內置與銑刀直徑相配的變徑內孔插入銑刀，滑套軸通過軸承的配合與鑄造外殼連接，兩件軸承端蓋將兩件軸承壓緊在鑄造外殼內，皮帶輪一面靠在軸肩，皮帶輪另一面與軸套和軸承串聯安裝，最后用螺釘壓帽通過左旋螺紋與滑套軸連接并壓緊。本發明結構簡單，安裝方便快捷，成本低，與刀柄配合的滑套軸有效降低了直徑，大大提高了加工時的可操作性，適用性高；刀具鎖緊力大，鎖緊刀具時，下端使用開口扳手，上端使用內六角扳手，兩手之間距離相對較遠，操作安全性好，有效避免了操作人員擠傷手的問題。

技術研發人員：韓帥;崔林
受保護的技術使用者：山東派克諾爾機器有限公司
技術研發日：2017.04.25
技術公布日：2017.08.18