一种具有新型接口的刀具制造技术

本发明专利技术公开了一种具有新型接口的刀具，包括通过螺栓连接的刀体和刀头，刀头连接有刀片；刀体与刀头通过双圆柱接口间隙配合；双圆柱接口包括位于刀体一端的双沉孔结构以及位于刀头一端的双凸台结构；双沉孔结构与双凸台结构的配合面均为多段曲面。本发明专利技术使用双圆柱导向定心，保证了刀体和刀头两者的同心度。接口通过多段曲面传递扭矩，可以大幅度增加接口可承受的扭矩范围，并且动平衡效果好。采用双圆柱接口，刀具可以正转或者反转，适用范围更加广泛。另外，本发明专利技术的刀具接口隐藏性好，在使用时接口不容易受外界影响，降低了维护成本。

A tool with a new interface

【技术实现步骤摘要】
一种具有新型接口的刀具
本专利技术涉及刀具领域，特别涉及一种具有新型接口的刀具。
技术介绍
目前，金属切削加工领域发展较快，可转位式刀具得到大量运用，使用可转位式刀具的最大好处是刀具成本较低，这主要是因为可转位式刀具大多由模块化设计，一款刀片可用于多种刀体，一种刀体可通过一系列标准接口与多种刀柄组合，使得刀具的通用性强易于推广。纵观市场上各类刀具接口，绝大多数都是国外开发的，由我国自主开发的且大面积推广的接口少之又少，究其主要原因大都是标准建立的过低，技术不够成熟。以长刃方肩铣刀为例，通常的可转位式长刃方肩铣刀为一个刀体上排列几列刀片，这种刀具在长期的切削过程中最底部刀片及其刀片座受力较大最容易崩坏，如果其中一个刀片座崩坏则导致整把刀具报废，而一个长刃方肩铣刀的刀体通常价格都会很高。刀具使用成本升高。如果把长刃方肩铣刀一分为二，底部几个刀片座单独做成一个模块。如果最底部刀片座损坏可直接更换一个刀头，这样就可降低刀具的使用费用。另外，作为长刃方肩铣刀，由于切削中工件与刀片同时接触的点很多，切削力、振动、刀体受力弯曲等情况都应该加以控制。公告号为CN204686145U的中国技术专利公布了刀头和刀体的一种结合形式。这种形式的接口有以下缺点：1、刀头和刀体两者角位移较大，如果接触点磨损后角位移会继续增大，无法按照预期控制切削力。2、单方向有效，仅用于主轴正转的刀具或者主轴反转的刀具。3、动平衡不好，在整个圆上面开了一个口，使圆上面的平衡效果不好，不适用于高转速切削，可能在切削中产生振动。4、通用性不好，这种接口仅可用于这类刀具，其它刀具不太适合。公告号为CN106825714B的中国专利技术专利公布了一种组合式铣刀，整体刀具由多个刀组组成，根据刀具所需要的长度叠加刀组，其好处是长度可以自由调节，但是缺点还是较多：1、刀组之间的接口采用圆柱定心和一个非常小的销子定位，用这种小销子来传递扭矩，刀具不能承受大的扭矩，销子受力损坏在孔内不容易拿出来导致整个刀组报废。2、因为小销子传递扭矩，且刀组之间层层叠加，从刀具底面开始切削力叠加，到最上面一个刀组时会承受非常大的扭矩。这种结构理论上只要中心螺钉够长可以无限叠加刀组，使刀具的切削长度增加，但实际会因为层层叠加导致的不稳定和最上层刀组定位销子需承受非常大的扭矩，从而被注定了不能叠加的层数过多。3、刀具不符合动平衡设计原则。4、通用性不好。5、刀片在圆周上分布有些地方太过集中，有些地方又间隙过大，会导致切削时突然受力和突然全部撤消力，容易产生切削振动。6、最底部的刀组有两个对外开放的销子孔，这里容易进入切屑、灰尘油污等，还可能造成风鸣。公告号为CN208945257U的中国技术专利公布了一种延长性玉米铣刀，使用了一个圆柱定心，有以下缺点：1、仅靠圆柱定心和一个垫片安装后锁紧，刀头与刀体之间扭矩仅仅依靠螺钉压紧后的摩擦力，这款刀具能承受的扭矩更差，不能进行重的切削。2、仅有圆柱定心，无扭矩驱动装置，无法在圆周上定位，安装时刀头与刀体在圆周上的角度位置无法控制，不能达到设计预期的切削控制。综上所述，目前市面上的长刃方肩铣刀的接口设计存在各种严重缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有新型接口的刀具，能够解决上述现有技术问题中的一种或几种。根据本专利技术的一个方面，提供了具有新型接口的刀具，包括相对设置的刀体和刀头，刀体与刀头通过螺栓连接；刀体与刀头的中轴线上均设有螺栓通孔，刀头与刀体的侧面均连接有刀片；刀体与刀头通过双圆柱接口相配合；双圆柱接口包括位于刀体一端的双沉孔结构，以及位于刀头一端的双凸台结构，双沉孔结构与双凸台结构相对设置，并且双沉孔结构能够与双凸台结构间隙配合；双沉孔结构与双凸台结构的配合面均包括多段曲面。本专利技术的有益效果是，刀体和刀头通过螺栓连接，安全稳定。刀体和刀头之间采用双圆柱接口，使用双圆柱导向定心，保证了刀体和刀头两者的同心度。接口中双沉孔结构与双凸台结构连接时形成间隙配合关系，并且两者的配合面均为多段曲面，通过多段曲面传递扭矩，可以大幅度增加接口可承受的扭矩范围。另外，采用多段曲面定位，在刀头和刀体两者配合后产生的角位移更小，并且在两者配合过程中接口动平衡效果好，可大大简化切削工具后期的动平衡校准。采用双圆柱接口，刀具可以正转或者反转，适用范围更加广泛。另外，本专利技术的刀具接口隐藏性好，在使用时接口不容易受外界的切削、灰尘、油污等影响，不会造成风鸣，降低了维护成本。在一些实施方式中，双沉孔结构包括扭矩驱动沉孔和圆柱沉孔，扭矩驱动沉孔设置于刀体的顶部端面中心，圆柱沉孔设置于扭矩驱动沉孔的底部端面中心；双凸台结构包括扭矩驱动凸台和圆柱凸台，扭矩驱动凸台设置于刀头的底部端面中心，圆柱凸台设置于扭矩驱动凸台的底部端面中心；双沉孔结构与双凸台结构相配合时，圆柱凸台嵌入圆柱沉孔内，扭矩驱动凸台嵌入扭矩驱动沉孔内。其有益效果是，扭矩驱动沉孔与圆柱沉孔同心设置，扭矩驱动凸台与圆柱凸台同心设置，如此，扭矩驱动沉孔与扭矩驱动凸台相配合，圆柱沉孔与圆柱凸台相配合，双圆柱导向定心，保证了刀体和刀头两者的同心度。并且，扭矩驱动凸台与刀头的底部相连接，圆柱凸台设置在扭矩驱动凸台上远离刀头的一端，刀片连接在刀头的侧面。如此，扭矩驱动凸台相对于圆柱凸台离刀头上的刀片更近一些，切削时，刀片承受的切削力不会经扭矩驱动凸台传到圆柱凸台，这样可以避免高精度定心的圆柱凸台承受扭矩，可以防止圆柱凸台变形、挠曲。在一些实施方式中，扭矩驱动凸台的直径大于圆柱凸台的直径，圆柱凸台的直径大于螺栓通孔的直径；扭矩驱动沉孔的直径大于圆柱沉孔的直径，圆柱沉孔的直径大于螺栓通孔的直径。其有益效果是，螺栓从螺栓通孔内穿过并对刀体与刀头进行固定，刀具接口在螺栓通孔的外围形成双圆柱配合的结构，并且内层圆柱直径小于外层圆柱直径，刀头与刀体均可以是一体成型结构，安装时刀头与刀体直接穿插配合即可，无需使用其他零件或结构配合，可以方便安装，简化结构。在一些实施方式中，扭矩驱动沉孔与扭矩驱动凸台沿底部轴向投影得封闭曲线，封闭曲线包括多条内凹弧线与多条外凸弧线，内凹弧线与外凸弧线间隔相连，内凹弧线与外凸弧线均为圆弧或椭圆弧。其有益效果是，封闭曲线的中心与刀体或刀头的中心基本重合，保证了刀具的动平衡。多条内凹弧线与多条外凸弧线围成封闭曲线，所对应的的双圆柱接口配合面圆润无棱角，切削时刀片承受的切削力的传送平稳，可以降低对刀具的损伤。与自由曲线相比，圆弧或者椭圆弧更有利于序列化、有利于生产制造、有利于推广。进一步的，多条内凹弧线与多条外凸弧线均为圆弧。其有益效果是，圆弧相对于椭圆弧制造成本更低；CNC可直接使用G代码走圆弧，而椭圆弧是由很多直线或者圆弧逼近的，相同制造成本时圆弧曲线的精度高于椭圆弧，所以使用圆弧可以保证高效率、高精度、低成本。在一些实施方式中，多条内凹弧线与多条外凸弧线呈等分圆周阵列分布。其有益效果是，切削时刀片承受的切削力在通过扭矩驱动凸台传送时，刀头与刀体的接口处受力均匀，防止刀具磨损变形，保证了刀具的动平衡。扭矩驱动沉孔与扭矩驱动凸台的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有新型接口的刀具，其特征在于，包括相对设置的刀体(1)和刀头(2)，所述刀体(1)与所述刀头(2)通过螺栓(3)连接；所述刀体(1)与所述刀头(2)的中轴线上均设有螺栓通孔(15)，所述刀头(2)与所述刀体(1)的侧面均连接有刀片(5)；/n所述刀体(1)与所述刀头(2)通过双圆柱接口相配合；所述双圆柱接口包括相对设置的双沉孔结构与双凸台结构；所述双沉孔结构位于所述刀体(1)的一端，所述双凸台结构位于所述刀头(2)的一端；并且所述双沉孔结构能够与所述双凸台结构间隙配合；/n所述双沉孔结构与所述双凸台结构的配合面均包括多段曲面。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有新型接口的刀具，其特征在于，包括相对设置的刀体(1)和刀头(2)，所述刀体(1)与所述刀头(2)通过螺栓(3)连接；所述刀体(1)与所述刀头(2)的中轴线上均设有螺栓通孔(15)，所述刀头(2)与所述刀体(1)的侧面均连接有刀片(5)；
所述刀体(1)与所述刀头(2)通过双圆柱接口相配合；所述双圆柱接口包括相对设置的双沉孔结构与双凸台结构；所述双沉孔结构位于所述刀体(1)的一端，所述双凸台结构位于所述刀头(2)的一端；并且所述双沉孔结构能够与所述双凸台结构间隙配合；
所述双沉孔结构与所述双凸台结构的配合面均包括多段曲面。


2.根据权利要求1所述的具有新型接口的刀具，其特征在于，
所述双沉孔结构包括扭矩驱动沉孔(10)和圆柱沉孔(14)，所述扭矩驱动沉孔(10)设置于所述刀体(1)的顶部端面中心，所述圆柱沉孔(14)设置于所述扭矩驱动沉孔(10)的底部端面中心；
所述双凸台结构包括扭矩驱动凸台(21)和圆柱凸台(22)，所述扭矩驱动凸台(21)设置于所述刀头(2)的底部端面中心，所述圆柱凸台(22)设置于所述扭矩驱动凸台(21)的底部端面中心；
所述双沉孔结构与所述双凸台结构相配合时，所述圆柱凸台(22)嵌入所述圆柱沉孔(14)内，所述扭矩驱动凸台(21)嵌入所述扭矩驱动沉孔(10)内。


3.根据权利要求2所述的具有新型接口的刀具，其特征在于，所述扭矩驱动凸台(21)的直径大于所述圆柱凸台(22)的直径，所述圆柱凸台(22)的直径大于所述螺栓通孔(15)的直径；所述扭矩驱动沉孔(10)的直径大于所述圆柱沉孔(14)的直径，所述圆柱沉孔(14)的直径大于所述螺栓通孔(15)的直径。


4.根据权利要求3所述的具有新型接口的刀具，其特征在于，所述扭矩驱动沉孔(10)与所述扭矩驱动凸台(21)沿底部轴向投影得封闭曲线(11)，所述封闭曲线(11)包括多条内凹弧线(12)与多条外凸弧线(13)，所述内凹弧线(12)与所述外凸弧线(13)间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：何吉，孙东周，
申请(专利权)人：杭州希恩希拓斯精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33