专利名称：端齿盘式高速空心刀柄的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种刀柄，尤其是一种适合高速和超高速机床使用的端齿盘式高 速空心刀柄。
背景技术：
刀柄作为联接机床主轴和刀具的接口，起到定位刀具、传递运动和扭矩的重要作 用。目前常用的刀柄主要包括锥面定位的CAT系列(刀柄锥度为7/24)和双面定位的HSK 系列(刀柄锥度为1/10)两类。在离心力的作用下，机床主轴内孔的径向膨胀量远远大于 CAT刀柄的径向膨胀量，导致刀柄在轴向拉紧力的作用下不断向后移动，以及刀柄与主轴之 间的接触面积降低。其结果是，刀具轴向定位精度和接触刚度下降，不适合高速切削加工。 而采用双面定位的HSK刀柄，在离心力和夹紧力的作用下，也会呈现马鞍形凹陷，导致刀柄 与主轴之间的接触面积和接触刚度下降，难以适合更高的旋转速度和超高速加工。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，使用方便， 能适应快速更换刀具，可以消除离心力所产生的径向变形对刀柄轴向定位精度和接触刚度 的消极影响，适合更高的旋转速度的端齿盘式高速空心刀柄。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种端齿盘式高速空心刀柄，包括锥部和端部，所述锥部采用锥度为1/10的短圆 锥结构，端部设有与主轴端面上的第一端齿盘相对应的第二端齿盘。所述第二端齿盘通过螺钉和锥销固定在刀柄端部上。本实用新型刀柄由短锥部和端部两部分构成。锥度为1/10的短圆锥可以缩短刀 具更换时间；同时，为了防止产生过定位，刀柄锥部与机床主轴之间采用小过盈配合。旋转 过程中，由于机床主轴和刀柄的径向膨胀，小过盈配合会转变为过渡配合甚至间隙配合。也 就是说，刀柄短圆锥仅仅在刀具更换过程中起到初始定位作用。而工作状态下的刀柄径向 定位、轴向定位以及扭矩传递则依靠机床主轴端面和刀柄端面的精密端齿啮合来实现。由 于端齿盘的齿长是沿径向分布的，离心力作用下的主轴端面和刀柄端面齿形变化基本上是 相同的，不会因旋转速度的提高而出现定位精度和接触刚度下降的问题。本实用新型的有益效果是，可以解决高速旋转过程中离心力所导致的刀柄定位精 度不高、接触刚度差等问题；并且可以取消CAT刀柄和HSK刀柄所使用的平键结构(其主要 作用是传递扭矩)，提高刀具系统动平衡特性。
图1是图2中A-A向剖面结构示意图；图2是图1的左视图；其中1.刀柄，2.第二端齿盘，3.螺钉，4.第一端齿盘，5.主轴，6.锥销。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1、2所示，一种端齿盘式高速空心刀柄，包括锥部和端部，所述锥部采用锥度 为1/10的短圆锥结构，端部设有与主轴5端面上的第一端齿盘4相对应的第二端齿盘2。所述第二端齿盘通过螺钉和锥销固定在刀柄端部上。图1、2中，利用螺钉3和锥销6把第二端齿盘2固定在刀柄1端面上；利用螺钉3 和锥销6把第一端齿盘4固定在主轴5端面上。为了提高端齿啮合精度、刀具定位精度和 接触刚度，在端齿盘安装过程中，应检测端齿盘啮合面积比例和刀柄跳动量。本实用新型刀柄1由锥部和端部两部分构成，锥度为1/10的短圆锥可以缩短刀具 更换时间；同时，为了防止产生过定位，刀柄1锥部与机床主轴5之间采用小过盈配合。旋 转过程中，由于机床主轴5和刀柄1的径向膨胀，小过盈配合会转变为过渡配合甚至间隙配 合。也就是说，刀柄1短圆锥仅仅在刀具更换过程中起到初始定位作用。而工作状态下的 刀柄径向定位、轴向定位以及扭矩传递则依靠机床主轴端面和刀柄端面的精密端齿啮合来 实现。由于端齿盘的齿长是沿径向分布的，离心力作用下的主轴端面和刀柄端面齿形变化 基本上是相同的，不会因旋转速度的提高而出现定位精度和接触刚度下降的问题。
权利要求1.一种端齿盘式高速空心刀柄，包括锥部和端部，其特征在于所述锥部采用锥度为 1/10的短圆锥结构，端部设有与主轴端面上的第一端齿盘相对应的第二端齿盘。
2.根据权利要求1所述的端齿盘式高速空心刀柄，其特征在于所述第二端齿盘通过 螺钉和锥销固定在刀柄端部上。
专利摘要本实用新型涉及一种端齿盘式高速空心刀柄，包括锥部和端部，所述锥部采用锥度为1/10的短圆锥结构，端部设有与主轴端面上的第一端齿盘相对应的第二端齿盘。所述第二端齿盘通过螺钉和锥销固定在刀柄端部上。本实用新型的有益效果是，可以解决高速旋转过程中离心力所导致的刀柄定位精度不高、接触刚度差等问题；并且可以取消CAT刀柄和HSK刀柄所使用的平键结构(其主要作用是传递扭矩)，提高刀具系统动平衡特性。
文档编号B23Q3/12GK201907018SQ20102067177
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者张松, 李剑峰 申请人:山东大学