一种拉刀结构的制作方法

本发明涉及一种数控机床夹具，尤其涉及一种拉刀结构。

背景技术：

目前，使用hsk刀柄的轴系或机床，主要采用顶芯、拉爪、滑动芯实现拉紧刀柄。

但是，现有针对于hsk刀柄的拉刀结构存在以下缺陷：

(1)加工难度大、重复维修成本高，由于需要多个零件相配合，必须同时保证多个零件相应位置的精度，且当轴系内孔尺寸变化后，需要多个零件配合尺寸相应变化才能确保拉紧刀柄；

(2)一致性、稳定性差，由于多个配合零件间通过尺寸定位限制彼此移动，只有通过提高零件精度才可以确保重复定位精度及互换性，而且由于零件无法确保每次松拉刀后零件位置不发生变化，因而无法保证轴系性能。

(3)拉刀机构作为主轴或机床内部的旋转部件，松拉刀前后出现不一致时，会导致轴系旋转精度发生变化，会影响零件寿命、设备加工精度，震动过大时设备存在损坏的风险。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种拉刀结构，利用零件材料弹性变形，通过形变后零件与刀柄接触定位，保证刀柄拉紧的结构，从而降低加工难度，保证重复精度。

发明的目的采用如下技术方案实现：

一种拉刀结构，包括轴系以及拉刀组件；所述拉刀组件与所述轴系同轴设置并与所述轴系同步转动，所述拉刀组件包括拉杆以及拉爪；所述拉杆沿所述轴系的中轴线穿设于轴系并从所述轴系伸出形成伸出端，所述伸出端与所述拉爪固接，所述拉杆可沿所述轴系的中轴线往复移动，以驱动所述拉爪从所述轴系伸出或抵靠于所述轴系；所述拉爪具有朝所述拉杆方向收缩的弹性应力；所述轴系沿所述拉杆周向设有用于将所述拉爪往远离所述轴系方向撑开的拉刀导向块。

进一步地，所述拉刀组件的端头形成有卸刀面，所述卸刀面与外部刀柄的装配孔底部相平行。

进一步地，所述拉刀导向块为圆锥结构，圆锥结构的顶部具有圆台；所述拉刀导向块靠近所述拉爪一端的直径小于所述拉刀导向块远离所述拉爪一端的直径。

进一步地，所述拉爪朝所述拉杆长度方向延伸且末端设有拉刀面，所述拉刀面与所述拉刀导向块的锥面倾斜相切；所述拉刀面用于与外部刀柄的装配孔相卡接。

进一步地，所述拉爪靠近所述拉刀导向块的一面为拉刀活动面；所述拉刀活动面与所述拉刀导向块的外锥面移动配合。

进一步地，所述拉刀活动面与所述拉杆之间设有供所述拉刀导向块的顶部抵顶的限位部。

进一步地，所述轴系的外缘还设有用于供外部刀柄嵌入卡紧的安装孔；所述拉爪以及所述拉刀导向块均处于所述安装孔内。

进一步地，所述安装孔的外缘形成有抵靠部；所述抵靠部用于抵顶外部刀柄。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

通过拉杆相对于轴系移动以驱动拉爪靠近或远离拉刀导向块，使拉爪朝远离拉杆的方向张开或靠近拉杆的方向收缩，以完成拉刀或松刀，采用具有弹性应力的拉爪，使整个拉刀、松刀过程中，只有拉爪发生形变，无其他轴系内零件需要发生位移，提高轴系内零件的配合精度，保证结构的稳定性，由于所采用的零件与现有拉刀结构相比更少，因此零件之间的尺寸配合也更容易满足一致性，减少了松拉刀对轴系精度的影响，也降低了生产成本和维修成本。

由于拉爪采用弹性材质，因此在拉刀后通过拉爪的弹性特性可对拉刀后外部刀柄与轴系之间的尺寸偏差进行补偿，降低对零件加工尺寸精度的要求。

附图说明

图1为本发明拉刀结构无外部刀柄状态示意图；

图2为本发明拉刀结构拉刀状态示意图；

图3为本发明拉刀结构卸刀状态示意图。

图中：10、轴系；11、拉刀导向块；111、圆台；12、安装孔；121、抵靠部；20、拉杆；21、卸刀面；30、拉爪；31、拉刀面；32、拉刀活动面；33、限位部；40、外部刀柄；41、安装端；42、加工端；421、装配孔；422、凸缘；423、孔底。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-3所示，本发明提供一种拉刀结构，针对hsk数控刀柄与轴系10之间的装配关系，相对于现有的拉刀结构稳定性以及一致性更高，减少了松拉刀对轴系10精度的影响，该拉刀结构包括轴系10以及拉刀组件；拉刀组件与轴系10同轴设置并与轴系10同步转动，拉刀组件包括拉杆20以及拉爪30；拉杆20沿轴系10的中轴线穿设于轴系10并从轴系10伸出形成伸出端，该伸出端与拉爪30固接，拉杆20可沿轴系10的中轴线往复移动，以驱动拉爪30从轴系10伸出或抵靠于轴系10；拉爪30具有朝拉杆20方向收缩的弹性应力；轴系10沿拉杆20周向设有用于将拉爪30往远离轴系10方向撑开的拉刀导向块11。

相对于现有的，针对hsk数控刀柄的拉刀结构，本发明的拉刀结构所采用的零部件更少，大大降低了生产成本以及维修成本，采用具有弹性应力的拉爪30，通过拉杆20沿轴系10轴线方向移动，以驱动拉爪30相对于拉刀导向块11移动，通过远离或靠近拉刀导向块11，使拉爪30往拉杆20方向收缩或展开，并通过展开拉爪30与外部刀柄40的装配孔421形成卡接，与现有通过顶芯、拉爪、滑动芯等零件装配组合的拉刀结构相比，稳定性更好，保证相同的零件配合精度下，本发明的拉刀结构成本更低，在拉刀完成后，拉爪30的弹性特性对外部刀柄40与轴系10之间的间隙尺寸进行补偿，进一步提高结构稳定性，即使经过多次松拉刀，也不会对轴系10内部精度造成影响，提高轴系10一致性，保证结构互换性。

本例中，外部刀柄40包括安装端41及加工端42，加工端42根据加工目的的不同而具有不同的形状，材质要求也不同；安装端41设有用于与拉刀组件嵌套配合的装配孔421，装配孔421的孔壁内侧环向设有向内突出的凸缘422，该凸缘422用于与拉爪30卡接配合；位于装配孔421的底部，形成有水平设置的孔底423。

拉刀组件的端头形成有卸刀面21，卸刀面21与外部刀柄40的装配孔421底部相平行。卸刀面21用于在拉刀结构与外部刀柄40进行松刀时，通过驱动拉杆20对孔底423进行抵顶，对松刀过程助力。

为了优化在驱动拉杆20过程中，拉爪30张开与收缩两种状态的切换，拉刀导向块11为圆锥结构，圆锥结构的顶部具有圆台111；拉刀导向块11靠近拉爪30一端的直径小于拉刀导向块11远离拉爪30一端的直径，通过具有锥度的圆锥台结构，使拉杆20在驱动拉爪30靠近或远离拉刀导向块11时，拉爪30沿拉刀导向块11移动能更加平滑，使拉爪30状态切换更加平滑，提高稳定性。

进一步，拉爪30朝拉杆20长度方向延伸且末端设有拉刀面31，拉刀面31与拉刀导向块11的锥面倾斜相切；拉刀面31用于与外部刀柄40的装配孔421相卡接；拉爪30靠近拉刀导向块11的一面为拉刀活动面32；拉刀活动面32与拉刀导向块11的外锥面移动配合。

拉刀活动面32与拉杆20之间设有供拉刀导向块11的顶部抵顶的限位部33，用于当拉杆20驱动拉爪30靠近拉刀导向块11时，通过拉刀导向块11的顶部对限位部33进行抵顶，以使拉爪30位置相对固定，并处于拉爪30完全展开的状态。

轴系10的外缘还设有用于供外部刀柄40嵌入卡紧的安装孔12，用于在拉刀结构对外部刀柄40进行拉刀时，将外部刀柄40的安装端41嵌套于拉刀结构的安装孔12内，对外部刀柄40进行限位固定，且与轴系10形成同轴；拉爪30以及拉刀导向块11均处于安装孔12内，当拉刀结构进行拉刀时，拉爪30以及拉刀导向块11自然位于外部刀柄40的装配孔421内。

作为优选的实施方式，安装孔12的外缘形成有抵靠部121；抵靠部121用于抵顶外部刀柄40，对外部刀柄40形成限位。

在拉刀结构处于无外部刀柄40状态下，拉爪30在拉杆20的驱动下，拉爪30沿拉杆20轴线方向移动并持续靠近拉刀导向块11，拉刀活动面32沿拉刀导向块11的外锥面向上滑移，使拉爪30发生弹性变形，拉爪30展开使拉刀面31远离拉杆20，直至限位部33与拉刀导向块11顶部相抵顶，达到限位要求；

当拉刀结构需要去外部刀柄40进行拉刀，处于拉刀状态时，拉爪30在拉杆20的驱动作用下，拉爪30沿拉杆20轴线方向移动并持续远离拉刀导向块11，拉刀活动面32沿拉刀导向块11外锥面向下滑移，使拉爪30发生弹性变形，拉爪30往拉杆20方向收缩靠近拉杆20，使拉刀面31之间距离缩小。随后将外部刀柄40嵌入安装孔12之中，由于拉刀面31之间的距离缩小，安装孔12内的凸缘422能顺利从拉刀面31间穿入，直至外部刀柄40与安装孔12的抵靠部121抵顶限位后，拉杆20往回驱动，驱使拉爪30沿拉杆20轴线方向移动并持续靠近拉刀导向块11，拉刀活动面32沿拉刀导向块11外锥面向上滑移，使拉爪30发生弹性变形，拉爪30往远离拉杆20的方向展开，直至拉刀面31刚好与凸缘422相抵顶，完成拉刀；

当拉刀结构进行卸刀时，拉爪30在拉杆20的驱动下，拉爪30沿拉杆20轴线方向移动并持续远离拉刀导向块11，拉刀活动面32沿拉刀导向块11外锥面向下滑移，使拉爪30发生弹性变形，拉爪30往拉杆20方向收缩靠近拉杆20，使拉刀面31与凸缘422分离，且拉刀面31之间距离缩小至不足以与凸缘422抵顶的状态，随后拉杆20持续驱动拉爪30远离拉刀导向块11，直至卸刀面21与孔底423贴合后持续对外部刀柄40产生往远离拉刀结构方向的作用力，直至外部刀柄40脱离轴系10的安装孔12，完成卸刀，随后重复无外部刀柄40的状态步骤。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。