一種自導向齒形槽換刀裝置的製作方法

2023-05-16 17:19:36 1

本實用新型涉及工具機技術領域，特別涉及一種數控加工中心主軸換刀時的自導向齒形槽換刀裝置。

背景技術：

數控工具機加工中心中，在主軸換刀時刀柄與主軸頭定位問題是影響換刀效率的關鍵問題。由於數控工具機加工中心是一種集成加工工藝的方法，不僅擁有刀庫，有的甚至已經向擁有主軸頭頭庫的方向發展。但是刀柄與主軸安裝端的定位安裝問題一直阻礙著此發展。現有的數控加工中心主軸在換刀時，主軸需要精確定位，刀柄上的鍵槽方可以與主軸頭處的平鍵對準，實現換刀。因此，數控工具機加工中心主軸驅動電機通常採用伺服電機。但是主軸旋轉驅動使用伺服電機存在以下弊端：其一伺服電機驅動的主軸轉速不高，目前最高只能在6000rpm左右，而數控工具機加工中心主軸需要的高速轉速達到20000rpm以上；其二大功率的伺服電機的價格過高。通常數控工具機加工中心主軸的定位精度會影響數控工具機加工中心高速切削的質量和效率，更無法實現高速主軸頭的切削加工。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術中的數控加工中心主軸換刀定位結構存在的問題，提供一種自導向齒形槽換刀裝置，以實現數控加工中心主軸高效快速的換刀，並且精確定位。

本實用新型的目是這樣實現的，一種自導向齒形槽換刀裝置，包括用於安裝刀具的主軸和與主軸配合安裝的刀柄,所述主軸內設有刀柄安裝孔,所述主軸安裝端的安裝孔外周設有一周導向齒槽,所述導向齒槽的齒和槽連續交替排布,所述導向齒槽的齒設有齒牙塵端、齒牙中端和齒牙根部的抵靠端,所述刀柄與主軸配合安裝的端部對應設有與主軸的導向齒槽配合的導向齒槽，所述主軸的導向齒槽的齒與刀柄的導向齒槽的槽導向配合，並且各導向齒槽的齒和槽的形狀相同，方向互為相反。

本實用新型的自導向齒形槽換刀裝置，主軸和刀柄對應的端部分別設置導向齒槽，並導向齒槽的齒部設有齒牙塵端，便於實現刀柄安裝時粗略地快速對準，當刀柄沿軸向向主軸內推入時，齒牙塵端與對應的槽配合導入過程中可以實現兩者的精準定位，從而提高換刀效率。

作為本實用新型的進一步改進，所述導向齒槽的齒牙中端和與齒牙中端配合的槽的中端為平直的導向端用於傳遞扭矩；所述導向齒槽齒牙根部的抵靠端與齒牙塵端配合抵靠。本實用新型的齒槽形狀，塵端的齒牙便於換刀是的快速對準，中部平直導向端不但可以實現刀柄的精確定準安裝，而且平直的導向中部也是刀具切削加工中傳遞切削扭矩的部位，整個配合周向的齒槽配合結構也大大增加了扭矩傳遞的接觸面積，減小接觸壓力，從而可以提高主軸的傳遞刀矩。

作為本實用新型的齒槽形狀的優選方案，所述齒牙塵端的形狀為等腰三角形、直角三角形或對稱的漸形線尖齒形。

為進一步便於實現主軸和刀柄的快速對心，主軸端部導向齒槽的外周設有內錐面對心環5，內錐面對心環5用於刀柄安裝時與導向齒槽外周面導向配合，實現快速對心。

附圖說明

圖1為本實用新型的自導向齒形槽換刀裝置結構示意圖。

圖2為刀柄的結構示意圖。

圖3為主軸端部的結構示意圖。

圖4為導向齒槽的齒牙塵端為等腰直角三角形的示意圖。

圖5為導向齒槽的齒牙塵端為直角三角形的示意圖。

圖6為導向齒槽的齒牙塵端為對稱漸開線形的示意圖。

其中，1主軸；2主軸的導向齒槽；2A齒牙塵端；2B齒牙中端；2C抵靠端；3刀柄；4刀柄導向齒槽；5對心環。

具體實施方式

如圖1至圖6為本實用新型的自導向齒形槽換刀裝置，包括用於安裝刀具的主軸1和與主軸1配合安裝的刀柄3,主軸1內設有刀柄安裝孔,主軸1安裝端的安裝孔外周設有一周導向齒槽2,導向齒槽2的齒和槽連續交替排布,導向齒槽的齒設有齒牙塵端2A、齒牙中端2B和齒牙根部2C的抵靠端,刀柄3與主軸1配合安裝的端部對應設有與主軸的導向齒槽2配合的刀柄導向齒槽4，主軸的導向齒槽2的齒與刀柄導向齒槽4的槽導向配合，並且各導向齒槽的齒和槽的形狀相同，方向互為相反。

本實施例中，導向齒槽的齒牙中端2B和與齒牙中端配合的槽的中端為平直的導向端用於傳遞扭矩；導向齒槽齒牙根部的抵靠端2C與齒牙塵端配合抵靠。本實用新型的齒槽形狀，塵端的齒牙便於換刀是的快速對準，中部平直導向端不但可以實現刀柄的精確定準安裝，而且平直的導向中部也是刀具切削加工中傳遞切削扭矩的部位，整個配合周向的齒槽配合結構也大大增加了扭矩傳遞的接觸面積，減小接觸壓力，從而可以提高主軸的傳遞刀矩。

如圖4、圖5和圖6所示，本實用新型的導向齒槽的齒牙塵端的形狀為等腰三角形、直角三角形或對稱的漸形線尖齒形，三種形狀的導向齒槽均可以實現本實用新型的自導向對準和扭矩傳遞的目的。

為進一步便於主軸1和刀柄2的快速對心，主軸端部導向齒槽的外周設有內錐面對心環5，內錐面對心環5用於刀柄安裝時與導向齒槽外周面導向配合，實現快速對心。

本實用新型的自導向齒形槽換刀裝置，主軸和刀柄對應的端部分別設置導向齒槽，並導向齒槽的齒部設有齒牙塵端，便於實現刀柄安裝時粗略地快速對準，當刀柄沿軸向向主軸內推入時，齒牙塵端與對應的槽配合導入過程中可以實現兩者的精準定位，從而提高換刀效率。