一种带应力释放结构的可调节刀夹及其切削刀具的制作方法

1.本实用新型涉及金属切削刀具技术领域，特别是一种带应力释放结构的可调节刀夹及其切削刀具。


背景技术：

2.在金属切削加工行业中，为了解决越来越高的平面铣削加工表面质量的需求，出现了各种形式的高精度切削刀具。主要包含三种形式的切削刀具，第一种是通过减少切削刀具安装的切削刀片的数量，以降低由于多齿数刀片的制造及安装误差带来的安装跳动，但是这种刀具由于安装齿数少从而使得其加工效率大大降低；第二种是通过制造高精度的切削刀体及切削刀片，严格控制刀具轴向方向上的跳动，这种刀具其制造难度高且制造成本高；第三种是较为通用的，在刀盘上增加可调节结构，通过手动调节来实现轴向跳动的控制，这种刀具由于其调节灵活性及可行性，目前已被广泛应用在各个行业的平面精加工中，因此各种不同原理的调节结构也被设计出以进行刀片轴向尺寸及精度的调节。
3.通过分析带有调节结构的切削刀具可以发现其通常由刀体本体、切削刀片、切削刀片固定结构、切削刀片调节结构四个部分构成。其中切削刀片一般用硬质材料制作，通过刀片固定结构锁紧在刀片调节结构上。在切削加工中，减少加工辅助时间是提高加工效率、降低成本的有效途径之一，因此需求能够快速便捷且精确的调节刀片位置的调节结构。
4.专利文献cn203621587u公开了一种刀夹轴向高度可调的铣削刀具，在刀体上设置多个刀夹槽，用于安装刀夹，刀片安装在刀夹的上端，刀夹通过刀夹锁紧螺钉压紧于刀夹槽侧面，在刀夹上设有一沿着刀体中心延伸的调节槽，通过调节螺钉向内拧紧或向外松开，调节螺钉头部与调节槽接触挤压调节槽，可以使刀夹调节槽沿着轴向扩张或收缩从而实现刀片的轴向调节。该刀夹调节设计可以实现轴向双向调整，且结构简易，调节快捷，但是其调节槽位置位于刀夹锁紧螺钉下端，调节槽向上调节时由于刀夹锁紧螺钉的夹紧力调节相对困难。另外在调节槽沿着轴向向上扩张的过程，其刀夹会沿着调节槽出现变形，但是由于刀夹与刀夹槽侧面定位面完全贴合没有预留变形空间，其变形将会在贴合面上形成压应力。并且调节螺钉头与调节槽在调节过程和加工过程中都持续接触，以及螺牙一直保持咬合状态，对调节螺钉的强度要求较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种结构简单的带应力释放结构的可调节刀夹及其切削刀具，在实现轴向双向线性调节的同时，能够有效释放调节产生的变形应力，且操作便捷，调节精度高稳定性强。
6.本实用新型采用如下技术方案：
7.一方面，一种带应力释放结构的可调节刀夹，从上到下包括：精加工刀片安装座、调节螺钉孔、调节变形槽和刀夹夹紧螺钉孔；所述调节变形槽包括斜面和平行面；所述斜面设置在远离刀夹第一侧面的一侧，所述平行面设置在靠近刀夹第一侧面的一侧；所述斜面
与刀夹第二侧面垂直，且与刀夹底面呈一定夹角；所述平行面与刀夹底面平行；所述调节螺钉孔供调节螺钉通过，以使所述调节螺钉的底部与所述斜面贴合；所述刀夹夹紧螺钉孔供刀夹夹紧螺钉通过，以对可调节刀夹进行固定；所述刀夹第一侧面和刀夹第二侧面之间设置有应力释放避让槽。
8.优选的，所述精加工刀片安装座包括安装座第一侧面和安装座第二侧面；所述应力释放避让槽沿着刀夹第一侧面和刀夹第二侧面的等分线延伸至安装座第一侧面和安装座第二侧面。
9.优选的，所述应力释放避让槽为等宽的槽。
10.优选的，所述斜面与与刀夹底面的夹角为α，夹角范围为：0
°
《α≤45
°
。
11.另一方面，一种带应力释放结构的可调节切削刀具，包括所述的可调节刀夹；还包括：刀体主体和精加工切削刀片；所述刀体主体上设置有至少一个刀夹槽，每个所述刀夹槽上安装有调整刀夹、刀夹夹紧螺钉和调节螺钉；所述精加工切削刀片通过刀片锁紧螺钉锁紧在可调节刀夹上；所述可调节刀夹通过刀夹锁紧螺钉锁紧在刀体主体上。
12.优选的，所述刀夹第一侧面、刀夹第二侧面和刀夹底面通过刀夹夹紧螺钉分别与刀夹槽第一侧面、刀夹槽第二侧面和刀夹槽底面相贴合；所述刀夹夹紧螺钉的中心轴延伸线a2与刀夹槽第一侧面、刀夹槽第二侧面和刀夹槽底面均相交。
13.优选的，所述的带应力释放结构的可调节切削刀具，还包括：精加工切削刀片、底部切削刀片和周部切削刀片；所述精加工切削刀片通过刀片锁紧螺钉锁紧在所述精加工刀片安装座上；所述底部切削刀片和周部切削刀片分别通过刀片锁紧螺钉锁紧在刀体主体上。
14.优选的，所述底部切削刀片安装方向与刀体主体的中心轴a1平行；所述周部切削刀片安装方向与刀体主体的中心轴a1垂直；所述精加工切削刀片安装方向与刀体主体的中心轴a1平行。
15.优选的，所述底部切削刀片、精加工切削刀片与周边切削刀片依次间隔分布。
16.优选的，所述底部切削刀片和周边切削刀片沿着刀体主体中心轴a1方向的高度相同，所述精加工切削刀片沿着刀体主体中心轴a1方向的高度高于底部切削刀片和周边切削刀片。
17.由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
18.(1)本实用新型一种带应力释放结构的可调节刀夹，从上到下包括：精加工刀片安装座、调节螺钉孔、调节变形槽和刀夹夹紧螺钉孔；所述调节变形槽为一条带拐角的长条形窄槽，通过调节插入调节螺钉孔中且与变形槽斜面贴合的调节螺钉，能够实现实现轴向双向线性调节；通过在刀夹第一侧面和刀夹第二侧面之间设置应力释放避让槽，能够有效释放调节产生的变形应力；
19.(2)本实用新型一种带应力释放结构的可调节刀夹，调节螺钉孔设置在调节变形槽的上方，调节便捷；
20.(3)本实用新型一种带应力释放结构的可调节刀夹，在轴向位移调节时，无需松开刀夹夹紧螺钉，一方面操作便捷，另一方面能够减少加工辅助时间；
21.(4)本实用新型一种带应力释放结构的可调节切削刀具，包括安装在所述可调节
刀夹上的精加工切削刀片，此外，还包括底部切削刀片和周部切削刀片，且所述底部切削刀片、精加工切削刀片与周边切削刀片依次间隔分布，因此能够满足各种切削应用的需求。
22.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本实用新型的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本实用新型的具体实施方式。
23.根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例的可调节刀夹的立体结构示意图一；
25.图2是本实用新型实施例的可调节刀夹的立体结构示意图二；
26.图3是本实用新型实施例的可调节刀夹的俯视结构示意图；
27.图4是本实用新型实施例的可调节刀夹的俯视结构a-a剖面结构示意图；
28.图5是本实用新型实施例的可调节刀夹的主视结构示意图；
29.图6是本实用新型实施例的刀体主体的立体结构示意图；
30.图7是本实用新型实施例的切削刀具的主视结构示意图；
31.1、刀体主体；2、底部切削刀片；3、周边切削刀片；4、精加工切削刀片；5、刀片锁紧螺钉；6、可调节刀夹；7、刀夹夹紧螺钉；8、调节螺钉；11、刀夹槽；11a、刀夹槽第一侧面；11b、刀夹槽第二侧面；11c、刀夹槽底面；60a、刀夹第一侧面；60b、刀夹第二侧面、60c刀夹底面；61、应力释放避让槽；62、精加工刀片安装座；62a、安装座第一侧面；62b、安装座第二侧面；62c、安装座底面；63、调节变形槽；63a、斜面；63b、平行面；64、调节螺钉孔；65、刀夹夹紧螺钉孔；66、变形位置；α、夹角；x、拐点。
具体实施方式
32.以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.参见图1和图2所示，本实用新型一种带应力释放结构的可调节刀夹，从上到下包括：精加工刀片安装座62、调节螺钉孔64、调节变形槽63和刀夹夹紧螺钉孔65；所述调节变形槽63包括斜面63a和平行面63b；所述斜面63a设置在远离刀夹第一侧面60a的一侧，所述平行面63b设置在靠近刀夹第一侧面60a的一侧；所述斜面63a与刀夹第二侧面60b垂直，且与刀夹底面60c呈一定夹角；所述平行面63b与刀夹底面60c平行；所述调节螺钉孔64供调节螺钉8通过，以使所述调节螺钉8的底部与所述斜面63a贴合；所述刀夹夹紧螺钉孔65供刀夹夹紧螺钉7通过，以对可调节刀夹进行固定；所述刀夹第一侧面60a和刀夹第二侧面60b之间设置有应力释放避让槽61。
38.本实施例中，所述调节变形槽63为一带拐角的长条形窄槽，在靠近刀夹夹紧螺钉孔65的一侧为斜面63a。具体的，参见图3所示，斜面63a与刀夹底面60c呈一夹角α。该夹角范围为0
°
《α≤45
°
,本方案其α取较优值为30
°
。调节变形槽63随着斜面63a向刀夹第一侧面60a方向延伸，随着延伸过程，斜面63a变为与刀夹底面60c平行的平面63b，该平面延伸的作用是使可调节刀夹6的变形位置66在有限的空间里实现最大的扭矩。
39.参见图3至图6所示，该可调节刀夹6的使用方法如下：通过刀夹夹紧螺钉7的螺钉头部压紧可调节刀夹6的刀夹夹紧螺钉孔65，刀夹夹紧螺钉7的螺纹部分和刀体主体1进行螺纹配合。调节螺钉8的头部螺纹部分与调节螺钉孔64配合，底部平面部分与斜面63a平行。该实例中调节螺钉8的螺纹为m4，螺距为0.8mm。当顺时针旋转调节螺钉8时，调节螺钉8逐渐向调节变形槽63的斜面63a靠近，直至底部平面与斜面63a完全贴合。继续顺时针旋转时，由于底部平面已没有空间，所以可调节刀夹6的变形位置66由于螺纹之间的压紧力而绕着调节变形槽63的拐点x产生轻微的旋转，使得精加工刀片座62沿着刀体主体1的出现轴向变形，同时安装在精加工刀片安装座62上的精加工切削刀片4也沿着刀体主体1进行轴向位移。如上，当α取30
°
时，调节螺钉8顺时针旋转一圈的变形量＝0.8*cos30
°
40.＝0.8*0.86＝0.688mm/r。最大旋转圈数约为1/3圈，因此其最大调整行程为0.229mm。同理，当逆时针旋转调节螺钉8时，调节螺钉孔64的螺纹向上松开，调节螺钉8与斜面63a之间出现间隙，已变形的可调节刀夹6的变形位置66由于材料自身的刚性，已产生的刀体主体1高度方向上的变形将会恢复，由于调节螺钉8的螺距与夹角α是固定的，因此逆时针旋转调节螺钉8时可调节刀夹6的变形位置66会以相同的行程回落。即顺时针调节螺钉8时高度方向增大，逆时针调节螺钉8时高度方向变小。通过调节螺钉8可实现可调节刀夹6上安装的精加工切削刀片4双向等值渐进，操作简单；同时调整过程中，无需松开刀夹夹紧螺钉7，可减少加工辅助时间。
41.进一步的，由于该调节结构是根据可调节刀夹6的变形位置66绕着拐点x的旋转变形而产生的，因此在可调节刀夹6上会出现较大的应力。又由于可调节刀夹6的刀夹第一侧面60a、刀夹第二侧面60b与刀夹槽第一侧面11a、刀夹槽第二侧面11b在刀夹夹紧螺钉7的作用下是紧密贴合的。因此，可调节刀夹6的变形位置66的变形在刀夹第一侧面60a、刀夹第二
侧面60b位置没有空间可以释放，在贴合面会出现较大的应力，尤其是贴合面的变形位置66会出现应力集中点。若最大应力值超过了材料的屈服强度就会出现塑性变形，则调节结构失效。为了解决该问题，在可调节刀夹6设置一应力释放避让槽61，该避让槽由刀夹第一侧面60a和刀夹第二侧面60b的交接线沿着两个侧面的等分线延伸至安装座第一侧面62a和安装座第二侧面62b的交接线，呈一等宽的槽。该应力释放避让槽61的作用为将可调节刀夹6的变形位置66的变形空间释放到该槽，减缓应力集中的问题。
42.如上，参见图6所示，本实用新型还公开了一种带应力释放结构的可调节切削刀具，包括所述的可调节刀夹6；还包括：刀体主体1和精加工切削刀片4；所述刀体主体1上设置有至少一个刀夹槽11，每个所述刀夹槽11上安装有调整刀夹6、刀夹夹紧螺钉7和调节螺钉8；所述精加工切削刀片4通过刀片锁紧螺钉5锁紧在可调节刀夹6上；所述可调节刀夹6通过刀夹锁紧螺钉7锁紧在刀体主体1上。
43.具体的，所述刀夹第一侧面60a、刀夹第二侧面60b和刀夹底面60c通过刀夹夹紧螺钉7分别与刀夹槽第一侧面11a、刀夹槽第二侧面11b和刀夹槽底面11c相贴合；所述刀夹夹紧螺钉7的中心轴延伸线a2与刀夹槽第一侧面11a、刀夹槽第二侧面11b和刀夹槽底面11c均相交。
44.参见图7所示，进一步的，所述的带应力释放结构的可调节切削刀具，还包括：精加工切削刀片4、底部切削刀片2和周部切削刀片3；所述精加工切削刀片4通过刀片锁紧螺钉5锁紧在所述精加工刀片安装座62上；所述底部切削刀片2和周部切削刀片3分别通过刀片锁紧螺钉5锁紧在刀体主体1上。
45.所述底部切削刀片2安装方向与刀体主体1的中心轴a1平行；所述周部切削刀片3安装方向与刀体主体1的中心轴a1垂直；所述精加工切削刀片4安装方向与刀体主体1的中心轴a1平行。
46.所述底部切削刀片2、精加工切削刀片4与周边切削刀片3依次间隔分布。
47.所述底部切削刀片2和周边切削刀片3沿着刀体主体1中心轴a1方向的高度相同，所述精加工切削刀片4沿着刀体主体1中心轴a1方向的高度高于底部切削刀片2和周边切削刀片3。
48.本实用新型一种带应力释放结构的可调节切削刀具，包括安装在所述可调节刀夹上的精加工切削刀片，此外，还包括底部切削刀片和周部切削刀片，且所述底部切削刀片、精加工切削刀片与周边切削刀片依次间隔分布，因此能够满足各种切削应用的需求。
49.上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。