阅读说明：本技术 机床主轴盘形刀具装刀、松刀装置及方法 (Device and method for installing and releasing disc-shaped cutter of machine tool spindle ) 是由 杨程 辛红敏 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：一种机床主轴盘形刀具装刀、松刀装置及方法,包括滑轨、支架、定齿轮、齿轮螺杆、装刀法兰、主轴法兰、主轴螺纹,所述滑轨固定,所述支架可沿所述轨道移动,所述定齿轮安装在所述支架上,所述齿轮螺杆包括齿轮部和螺杆部,所述齿轮部可与所述定齿轮形成齿轮啮合配合,所述装刀法兰的中间设有第一螺纹孔,在所述第一螺纹孔的周围还设有若干第二螺纹孔,所述盘形刀具上设有装配孔,在所述装配孔的周围还设有若干第三螺纹孔。本发明涉及机床工具领域,在对盘形刀具利用螺纹顶压力实现拆装时,可以利用机床主轴的自身旋转作为拧顶压螺杆的动力源,且能同时拧多个螺杆,以保障被拆装的盘形刀具沿装配轴线方向受力均匀,拆装效率高,拆装过程简易便捷。(The utility model provides a lathe main shaft disc cutter dress sword, pine sword device and method, includes slide rail, support, fixed gear, gear screw, dress sword flange, main shaft screw thread, the slide rail is fixed, the support can be followed rail motion, fixed gear installs on the support, the gear screw includes gear portion and screw rod portion, gear portion can with fixed gear forms gear engagement cooperation, the centre of dress sword flange is equipped with first screw hole still be equipped with a plurality of second screw holes around the first screw hole, be equipped with the pilot hole on the disc cutter still be equipped with a plurality of third screw holes around the pilot hole. The invention relates to the field of machine tools, and discloses a machine tool with a screw top pressure device, which can utilize the self-rotation of a machine tool spindle as a power source for screwing and pressing a screw rod when a disc-shaped cutter is disassembled and assembled by utilizing the screw top pressure, and can simultaneously screw a plurality of screw rods so as to ensure that the disassembled and assembled disc-shaped cutter is uniformly stressed along the direction of an assembly axis, the disassembling and assembling efficiency is high, and the disassembling and assembling process is simple and convenient.)

机床主轴盘形刀具装刀、松刀装置及方法

技术领域

本发明涉及机床工具领域，具体涉及机床主轴盘形刀具装刀、松刀装置及方法。

背景技术

利用机床进行机械加工，盘形刀具是一种去除毛坯大余量的常用刀具，这类盘形刀具通常直径比较大，且加工过程中的负载也很大，因此对于盘形刀具的安装，采用普通棒形刀具的刀柄是不能满足负载要求的，盘形刀具通常通过轴孔紧配合的方式安装在机床主轴上，同时采用键和键槽约束盘形刀具的相对转动自由度。

紧配合是一种常见的轴孔配合方式，其介于间隙配合与过盈配合之间，主要特性为既能安装又能拆卸，同时还需要保证装配的稳固程度，工作过程中一般不允许出现晃动与松动。紧配合不但对于零件尺寸精度及装配精度有着很高的要求，其拆装过程通常也比较麻烦，由于配合紧密，拆装时的摩擦力都非常大，这使得在不借助专用工具的情况下拆装盘形刀具变得十分困难，实际操作中，通常采用铜棒或者木槌沿轴向敲打盘形刀具来克服安装轴和安装孔之间的摩擦力以实现盘形刀具的拆卸和安装，但此方法比较费时费力且容易损伤配合面；利用螺纹顶压力克服装配孔轴之间的摩擦力也是一种常用的紧配合拆卸方法，但是通常需要多个分布在装配孔轴周围的螺杆共同作用才能将盘形刀具顶出，否则容易发生受力不均匀顶偏了，导致装配孔和装配轴之间产生卡死，因此通常是采用多个均布在孔轴周围的螺杆，每个螺杆按对角顺序每次只拧少许几下，以此来保证被拆装的盘形刀具沿装配轴线方向受力的均匀性，该方法的操作较麻烦，需要按顺序反复将每个螺杆拧很多次。

本发明提供一种专用的机床主轴盘形刀具安装和拆卸的装置及方法，以解决上述盘形刀具在安装和拆卸过程中存在的困难和问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种机床主轴盘形刀具装刀、松刀装置及方法，在对盘形刀具利用螺纹顶压力克服装配孔轴之间的摩擦力实现拆装时，可以利用机床主轴的自身旋转作为使顶压螺杆旋转的动力来源，且能够同时拧多个螺杆，以保障被拆装的盘形刀具沿装配轴线方向受力的均匀性，拆装效率高，拆装过程简易便捷。

为了实现上述发明目的，相应的技术研究思路及技术方案如下：

在利用螺纹顶压力对轴孔紧配合的盘形刀具进行拆装时，能够同时拧动多个顶压螺杆是最理想的一种情况。那么能不能设计一种装置，使得装配轴孔周围的多个顶压螺杆同时旋转，实现多个螺杆同步地拧入和拧出呢。因为机床主轴是可以旋转的，发明人想到，如果将主轴自身的旋转利用起来，使之成为拧动多个螺杆的动力，就可以实现盘形刀具的半自动拆装，这将极大提高盘形刀具在主轴上的安装和拆卸效率。问题在于如何才能利用主轴的单轴转动驱动多个螺杆分别沿其自身轴心转动，因为盘形刀具是安装在主轴上的，机床主轴的转动会带动盘形刀具旋转，如果使用顶压螺杆对盘形刀具进行拆装，当盘形刀具随主轴转动时，顶压螺杆必然也会随之旋转，这种情况下，要使绕机床主轴轴心线旋转的顶压螺杆同时又绕其自身轴心线旋转，是实现上述发明目的的一大难点。

基于上述分析，发明人提出一种机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置，包括主轴旋转部、主轴固定部、盘形刀具，所述盘形刀具通过轴孔配合安装在主轴旋转部的伸出端上，还包括滑轨、支架、定齿轮、齿轮螺杆、装刀法兰、主轴法兰、主轴螺纹，所述滑轨固定，所述支架的装配端与滑轨内的轨道配合，可沿所述轨道移动，所述定齿轮安装在所述支架上，其轴心线方向平行于所述所述轨道的方向，且其轴心线与所述主轴旋转部的旋转轴重合，所述齿轮螺杆沿其长度方向分为两部分，分别为齿轮部和螺杆部，所述齿轮部可与所述定齿轮形成齿轮啮合配合，所述装刀法兰的中间设有第一螺纹孔，可与主轴旋转部上的主轴螺纹配合，在所述第一螺纹孔的周围还设有若干第二螺纹孔，所述第二螺纹孔可与所述齿轮螺杆的螺杆部配合，所述盘形刀具通过其上的装配孔与主轴旋转部伸出端上的装配轴配合，在所述装配孔的周围还设有若干第三螺纹孔，所述第三螺纹孔可与所述齿轮螺杆的螺杆部配合，所述主轴旋转部的伸出端安装在主轴法兰上，所述伸出端上沿着远离主轴法兰的方向依次设有装配轴、主轴螺纹。所述齿轮螺杆即是上文中所述的顶压螺杆，与普通螺杆不同的是，其螺杆头部设计成了齿轮状。所述定齿轮是本发明的核心部件，当所述齿轮螺杆的齿轮部与所述定齿轮啮合后，此时若齿轮螺杆有随机床主轴的旋转而绕主轴轴心线旋转的趋势，由于定齿轮是不能旋转的，其与齿轮螺杆配合的齿牙会阻碍齿轮螺杆绕主轴轴心线的旋转，且此阻碍力的方向为沿所述齿轮螺杆齿轮部的外圆切线方向，因此这一阻碍力会驱动齿轮螺杆绕其自身轴心线旋转，从而当机床主轴旋转部旋转时，所述定齿轮会对齿轮螺杆产生一个拧动的作用，且该拧动的旋向与所述机床主轴旋转部旋转的旋向相同。当齿轮螺杆设有多个且沿同一圆周分布时，所述定齿轮就可以同时拧动多个齿轮螺杆。

优选的，所述第二螺纹孔的个数为2-10个。

优选的，所述第三螺纹孔的个数为2-10个。

进一步的，所述定齿轮与所述支架之间采用可拆卸式安装方式。由于不同盘形刀具上的第三螺纹孔所均布的圆周的直径可能不同，不同装刀法兰上的第二螺纹孔所均布的圆周的直径也可能不同，这种情况下，所述定齿轮的规格必须是可替换的才能实现定齿轮与齿轮螺杆之间的啮合，因此为了提高本发明的适用性，所述定齿轮与所述支架之间采用可拆卸的安装方式。

进一步的，所述定齿轮的齿宽与齿轮螺杆的齿轮部的齿宽不相等，且两者之差大于等于所述装配轴的长度。定齿轮在拧齿轮螺杆时，齿轮螺杆不但会发生沿其自身轴心线的旋转运动，还会按照每转一圈前进或后退一个螺距的长度沿其轴线方向进给，因此如果定齿轮的齿宽与齿轮螺杆的齿宽相等，随着齿轮螺杆的不断进给，两者之间的啮合长度会越来越短直至脱离，因此所述定齿轮与所述齿轮螺杆的齿宽应当不相等，且两者之差应当大于等于所述装配轴的长度，这样才可以保证两者在盘形刀具的拆装过程中保持啮合状态。

进一步的，所述第二螺纹孔与所述第三螺纹孔的旋向相同，与所述主轴螺纹的旋向相反。如果第二螺纹孔与主轴螺纹旋向相同，在安装盘形刀具时，由于定齿轮的齿牙会对齿轮螺杆的齿牙施加一个与主轴旋向相反的阻碍力，这一阻碍力不但会使齿轮螺杆绕其自身轴心线旋转，还会传递给装刀法兰，使装刀法兰有被拧出来并发生松脱的趋势，从而使得螺纹顶压作用打折扣或者失效；同理，如果第三螺纹孔与主轴螺纹旋向相同，那么在松刀拆卸盘形刀具时，也会产生同样的现象。因此，所述第二螺纹孔应当与第三螺纹孔的旋向相同，且两者的旋向均与所述主轴螺纹的旋向相反。

本发明还包括一种机床主轴盘形刀具装刀及松刀方法，该方法基于上述机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置，所述方法包括装刀步骤和松刀步骤。

所述装刀步骤包括

步骤a：采用手动方式将盘形刀具的装配孔对准主轴旋转部的伸出端，朝着主轴法兰方向将盘形刀具推入，使所述装配孔与所述装配轴产生较短长度的配合，直至推不动为止，然后通过第一螺纹孔与主轴螺纹的配合将装刀法兰安装在主轴旋转部的伸出端上，接着往装刀法兰上的第二螺纹孔拧入齿轮螺杆，当齿轮螺杆的螺杆部与盘形刀具的端面发生接触后停止拧动齿轮螺杆；

步骤b：推动所述支架沿所述滑轨的轨道向齿轮螺杆所在的方向移动，直至支架上的定齿轮与齿轮螺杆的齿轮部形成良好的啮合；

步骤c：接着启动机床主轴，使主轴旋转部沿着与第二螺纹孔旋向相同的方向旋转，带动所有齿轮螺杆沿着拧入的方向转动，使齿轮螺杆的螺杆部的端面挤压盘形刀具的端面，利用这一挤压力克服盘形刀具的装配孔与所述装配轴之间的摩擦力并使两者逐渐配合；

步骤d：当盘形刀具的另一端面与主轴法兰的端面贴合时，停转机床主轴，退出支架，拧出所有齿轮螺杆，通过第一螺纹孔将装刀法兰继续拧入主轴螺纹直至与盘形刀具的端面贴合，完成盘形刀具的装刀。

所述松刀步骤包括

步骤e：将装刀法兰从主轴螺纹上拧下，按照盘形刀具上第三螺纹孔的数量拧入相应数量的齿轮螺杆，直至拧不动；

步骤f：推动所述支架沿所述滑轨的轨道向齿轮螺杆所在的方向移动，直至支架上的定齿轮与齿轮螺杆的齿轮部形成良好的啮合；

步骤g：接着启动机床主轴，使主轴旋转部沿着与第三螺纹孔旋向相同的方向旋转，带动所有齿轮螺杆沿着拧入的方向转动，使齿轮螺杆的螺杆部的端面与主轴法兰的端面产生挤压，利用这一挤压力使得盘形刀具的装配孔逐渐退出与所述装配轴的配合；

步骤h：当装配孔与装配轴之间的配合完全解除时停转机床主轴，退出支架，拧出所有齿轮螺杆，取下盘形刀具，完成盘形刀具的松刀。

本发明的有益效果：在对盘形刀具利用螺纹顶压力克服装配孔轴之间的摩擦力实现拆装时，可以利用机床主轴的自身旋转作为使顶压螺杆旋转的动力来源，且能够同时拧多个螺杆，以保障被拆装的盘形刀具沿装配轴线方向受力的均匀性，且由于利用了机床自身动力，属于一种半自动的盘形刀具拆装方式，拆装效率高，过程简易便捷。需要说明的是，本发明的有益效果并不局限于此，由于具体技术细节的有益效果不一定具备全局性，因此对于某个具体的技术细节的有益效果应当按照上下文记载的全部内容进行理解。

附图说明

图1是机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置的零部件***示意图。

图2是机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置的示意图。

图3是利用机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置进行盘形刀具的安装的示意图。

图4是利用机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置进行盘形刀具的拆卸的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施方式及附图，对本发明做进一步详细说明。

如图1-4所示，一种机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置，包括主轴旋转部7、主轴固定部8、盘形刀具6，所述盘形刀具6通过轴孔配合安装在主轴旋转部7的伸出端上，还包括滑轨1、支架2、定齿轮3、齿轮螺杆4、装刀法兰5、主轴法兰701、主轴螺纹703，所述滑轨1通过滑轨基体101固定在机床立柱或其他固定部件上，所述支架2的装配端201与滑轨1内的轨道102配合，可沿所述轨道102移动，所述定齿轮3安装在所述支架2的笼形架203上，其轴心线方向平行于所述所述轨道102的方向，且其轴心线与所述主轴旋转部7的旋转轴重合，所述齿轮螺杆4沿其长度方向分为两部分，分别为齿轮部402和螺杆部403，在所述齿轮部402的顶端还设有内六角凹槽401，所述齿轮部402可与所述定齿轮3形成齿轮啮合配合，所述装刀法兰5的中间设有第一螺纹孔501，可与主轴旋转部7上的主轴螺纹703配合，在所述第一螺纹孔501的周围还设有若干第二螺纹孔502，所述第二螺纹孔502可与所述齿轮螺杆4的螺杆部403配合，所述盘形刀具6通过其上的装配孔601与主轴旋转部7伸出端上的装配轴702配合，在所述装配孔601的周围还设有若干第三螺纹孔603，所述第三螺纹孔603可与所述齿轮螺杆4的螺杆部403配合，所述主轴旋转部7的伸出端安装在主轴法兰701上，所述伸出端上沿着远离主轴法兰701的方向依次设有装配轴702、主轴螺纹703、光轴704，在所述装配轴702上还安装有键705，与所述盘形刀具6上的键槽602配合。盘形刀具6的若干刀齿一般安装在刀体605的外圆上。所述笼形架203的设计一是为了减重，二是因为其中为中空，可以避免与所述光轴704干涉，所述笼形架203与所述支架2的装配端201之间由支架桁条202连接，所述支架桁条202的长度按照实际需求设置。所述定齿轮3的中间部位也是中空的，同样是避免与所述光轴704干涉。所述主轴除了一个旋转轴外，还可以包括一个摆转轴，所述摆转轴通过摆转轴法兰10安装在摆转驱动盘上进行旋转，所述主轴固定部8通过连接体9与所述摆转轴法兰10进行连接。当主轴包括摆转轴时，在使用本发明前应当让摆转轴摆转至匹配的角度，使主轴旋转部7的轴心线与定齿轮3的轴心线重合，如果摆转轴还连接在一个移动轴上，则应当让摆转轴移动到合适的位置，并摆转至匹配的角度。为了方便手动拧动装刀法兰5，还可以在装刀法兰5的外圆503上开孔，当徒手拧装刀法兰存在困难时，可以用棒状物体***外圆503上开的孔中，借助棒状物体所形成的力臂拧动装刀法兰5。

优选的，所述第二螺纹孔502的个数为2-10个，图1-4中展示的第二螺纹孔502的个数均为3个。

优选的，所述第三螺纹孔603的个数为2-10个，图1-4中展示的第三螺纹孔603的个数均为3个。

进一步的，所述定齿轮3与所述支架2之间采用可拆卸式安装方式。

进一步的，所述定齿轮3的齿宽与齿轮螺杆4的齿轮部402的齿宽不相等，且两者之差大于等于所述装配轴702的长度。需要说明的是，所述装配轴702的长度应当等于所述盘形刀具6的前后两个端面之间的厚度，这样装刀法兰5在彻底拧紧后才能紧紧贴合盘形刀具6，起到稳固效果。

进一步的，所述第二螺纹孔502与所述第三螺纹孔603的旋向相同，与所述主轴螺纹703的旋向相反。

本发明还包括一种机床主轴盘形刀具装刀及松刀方法，该方法基于上述机床主轴盘形刀具装刀及松刀装置，所述方法包括装刀步骤和松刀步骤。

如图1、图3所示，所述装刀步骤包括

步骤a：采用手动方式将盘形刀具6的装配孔601对准主轴旋转部7的伸出端，朝着主轴法兰701的方向将盘形刀具6推入，使所述装配孔601与所述装配轴702之间产生较短长度的配合，直至推不动为止，然后通过第一螺纹孔501与主轴螺纹703的配合将装刀法兰5安装在主轴旋转部7的伸出端上，接着往装刀法兰5上的第二螺纹孔502拧入齿轮螺杆4，当齿轮螺杆4的螺杆部403与盘形刀具6的端面604发生接触后停止拧动齿轮螺杆4；

步骤b：推动所述支架2沿所述滑轨1的轨道102向齿轮螺杆4所在的方向移动，直至支架2上的定齿轮3与齿轮螺杆4的齿轮部402形成良好的啮合；

步骤c：接着启动机床主轴，使主轴旋转部7沿着与第二螺纹孔502旋向相同的方向旋转，带动图3中的三个齿轮螺杆4沿着拧入的方向转动，使齿轮螺杆4的螺杆部403的端面挤压盘形刀具6的端面604，利用这一挤压力克服盘形刀具6的装配孔601与所述装配轴702之间的摩擦力并使两者逐渐配合；

步骤d：当盘形刀具6的另一端面与主轴法兰701的端面706贴合时，停转机床主轴，退出支架2，拧出所有齿轮螺杆4，通过第一螺纹孔501将装刀法兰5继续拧入主轴螺纹703直至与盘形刀具6的端面604贴合，完成盘形刀具6的装刀。

如图1、图4所示，所述松刀步骤包括

步骤e：将装刀法兰5从主轴螺纹703上拧下，按照盘形刀具6上第三螺纹孔603的数量拧入相应数量的齿轮螺杆4，直至拧不动；

步骤f：推动所述支架2沿所述滑轨1的轨道102向齿轮螺杆4所在的方向移动，直至支架2上的定齿轮3与齿轮螺杆4的齿轮部402形成良好的啮合；

步骤g：接着启动机床主轴，使主轴旋转部7沿着与第三螺纹孔603旋向相同的方向旋转，带动图4中的三个齿轮螺杆4沿着拧入的方向转动，使齿轮螺杆4的螺杆部403的端面与主轴法兰701的端面706产生挤压，利用这一挤压力使得盘形刀具6的装配孔601逐渐退出与所述装配轴702的配合；

步骤h：当装配孔601与装配轴702之间的配合完全解除时停转机床主轴，退出支架2，拧出所有齿轮螺杆4，取下盘形刀具6，完成盘形刀具6的松刀。