一种车床用的车刀夹紧机构

技术领域

本发明属于车床设备技术领域，具体涉及一种车床用的车刀夹紧机构。

背景技术

在现有的车床设备中，普遍使用的是传统四工位刀架；利用该传统刀架夹紧车刀时，需要手动地调整刀柄位置，使刀尖与工件贴合后再单独拧紧多个螺栓来锁紧刀柄，操作麻烦且车刀拆装效率低。

另外，对于上述传统刀架，在其夹紧刀具后则使得刀具的中心固定，而刀具在长时间加工过程中会产生磨损，从而造成刀具的实际中心高变低，在此情况下，传统的操作方式是：拆卸刀具，在刀具底部垫设垫片，然后再重新夹紧固定刀具，以此达到调整刀具中心高的效果；这种方式操作麻烦，并且在垫设多个垫片时，由于垫片之间无法精准配合，还会引起刀具夹紧不牢靠的问题。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种车床用的车刀夹紧机构。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车床用的车刀夹紧机构，包括：

截面形状为环形的外架；

可在所述外架内腔中升降的内架，且车刀沿轴向夹紧固定于所述内架中；

连接于所述外架与内架之间的驱动组件，且所述驱动组件用于驱使内架在外架内腔中往复升降；所述驱动组件包括：

纵向固定于所述内架外壁上的齿条；

同心装配于所述外架内部的齿环，且齿环与外架转动配合；

啮合连接于所述齿条与齿环之间的齿轮组；

啮合于所述外架外壁上的齿辊，所述齿辊与齿环之间连接有限位杆，且通过限位杆的限定，使所述齿辊绕外架公转时驱使齿环自转。

优选的，所述内架的两侧外壁上均固定有齿条；所述齿轮组对称设有两组，两组齿轮组分别与两个齿条啮合，且其中一组齿轮组包括一个大齿轮，另一组齿轮组包括两个小齿轮。

优选的，在所述外架的两端均对称固定有两个T型架，且所述齿轮组转动安装于T型架上。

优选的，所述T型架包括横架和纵架，且齿轮组转动安装于横架上；在所述内架的两端均对称开设有两个限位台阶，且纵架与限位台阶滑动配合。

优选的，在所述外架上对称开设有两个滑槽，且滑槽长度为外架的1/2圆周；所述限位杆对称设有两个，两个限位杆分别与两个滑槽滑动配合，且每个所述限位杆包括内杆、外杆和第一弹簧，所述齿辊与内杆固定连接，且内杆的一端伸入至外杆内，所述第一弹簧限定于外杆内部，并用于使外杆和内杆相互靠近。

优选的，所述外架与内架的长度相等，所述齿环长度小于内架长度，且在内架的顶部和底部均对称固定有两个导杆，所述导杆位于齿环的一端，且导杆向外延伸并贯穿外架。

优选的，在所述内架的中心位置处开设有用于插入车刀的固定孔，且在固定孔的上下两侧对称设有两个夹板，车刀夹紧固定于两个夹板之间。

优选的，在所述内架中对称安装有两个夹紧组件，且两个夹紧组件用于驱动两个夹板同步相向或相反移动；所述夹紧组件包括：

可转动的丝杠；

旋合套设于所述丝杠上的N组滑块，N≥1，且所述滑块与内架滑动配合；一组滑块的数量为两个，且丝杠转动时，每组中的两个滑块相互靠近或相互远离；

固定于所述夹板上的N个连接块，且一组滑块与一个连接块之间对称转动连接有两个连杆。

优选的，在两个丝杠上均固定有传动齿轮；在所述内架中转动安装有传动齿套，且两个传动齿轮均与传动齿套啮合；在其中一个导杆内转动安装有转柄，所述转柄延伸至内架内部，且转柄与对应的一个丝杠之间连接有锥齿轮组。

优选的，在所述固定孔的左右两侧对称设有两个限位组件，且每个所述限位组件均包括：

限位夹块；

连接于所述限位夹块与内架内壁之间的第二弹簧；

转动连接于所述限位夹块一端的转杆，所述转杆与内架转动配合，且两个限位组件中的两个转杆组合构成V型结构，车刀从V型槽插入固定孔内。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)在本发明中，设置了能够驱使内架在外架内部升降的驱动组件，且该驱动组件由齿条、齿环、齿轮组和齿辊等结构组件，由此通过在外架表壁上转动齿辊的方式即可实现内架的高度调节，整体结构简单稳定、调节操作方便且无需拆卸刀具。

(2)针对上述驱动组件，在齿辊与齿环之间连接有贯穿外架的限位杆，且该限位杆通过第一弹簧能驱使齿环和齿辊相互靠近，由此则可利用齿辊与外架的啮合稳定实现齿环转动角度的限位，进而保证内架升降定位的稳定。

(3)针对上述内架，在其顶部和底部均设有贯穿外架的导杆，由此有效限定内架的升降方向、并提升升降时的稳定性。

(4)针对上述内架，在其内部对称设置上下夹紧结构以及左右限位结构，由此在夹紧固定刀具的同时能有效保证刀具中心与内架中心相适配，从而进一步提高刀具在升降调节时的精度。

(5)针对上述设置于内架内部的上下夹紧结构，主要采用丝杠、滑块、连杆及夹板等结构，并且对于上下两个丝杠还利用传动齿轮及传动齿套的配合形成同步驱动，由此一方面保证了夹板夹持时的对称性，另一方面还使得夹紧操作更为方便。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的立体图；

图3为沿图1中A方向的剖视图；

图4为沿图1中B方向的剖视图；

图5为图3中的C处放大图；

图6为图4中的D处放大图；

图7为图4中的E处放大图；

图8为本发明中内架升起至最高处的结构示意图；

图9为本发明中内架下降至最低处的结构示意图；

图中：外架-1；T型架-11；内架-2；导杆-21；转柄-211；锥齿轮组-212；夹板-22；丝杠-23；传动齿轮-231；传动齿套-232；滑块-24；连杆-25；限位夹块-26；第二弹簧-27；转杆-28；齿条-3；齿环-4；齿轮组-5；齿辊-6；内杆-7；外杆-8；第一弹簧-9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9所示，在本发明中提供了一种车床用的车刀夹紧机构，且该车刀夹紧机构主要包括如下结构：

截面形状为环形的外架1；具体，结合图1、图8及图9可知，该外架1可与车床上的其他支撑结构相连接，以此实现外架1的固定安装。

可在外架1内腔中升降的内架2，且车刀沿轴向夹紧固定于内架2中；

连接于外架1与内架2之间的驱动组件，且驱动组件用于驱使内架2在外架1内腔中往复升降。

上述，关于内架2：

外架1与内架2的长度相等，齿环4长度小于内架2长度，且在内架2的顶部和底部均对称固定有两个导杆21，导杆21位于齿环4的一端，且导杆21向外延伸并贯穿外架1；由此有效实现内架2移动方向的限定。

进一步的，在内架2的中心位置处开设有用于插入车刀的固定孔，且在固定孔的上下两侧对称设有两个夹板22，车刀夹紧固定于两个夹板22之间。其中，在内架2中对称安装有两个夹紧组件，且两个夹紧组件用于驱动两个夹板22同步相向或相反移动；具体，夹紧组件包括：

可转动的丝杠23；

旋合套设于丝杠23上的N组滑块24，N≥1，且滑块24与内架2滑动配合；一组滑块24的数量为两个，且丝杠23转动时，每组中的两个滑块24相互靠近或相互远离；

固定于夹板22上的N个连接块，且一组滑块24与一个连接块之间对称转动连接有两个连杆25；

在两个丝杠23上均固定有传动齿轮231；

在内架2中转动安装有传动齿套232，且两个传动齿轮231均与传动齿套232啮合；

在其中一个导杆21内转动安装有转柄211，转柄211延伸至内架2内部，且转柄211与对应的一个丝杠23之间连接有锥齿轮组212。

综上可知，利用上述内架2公开的结构实现车刀夹紧原理为：

将车刀刀柄插入内架2中心位置处的固定孔内，转动转柄211，以此通过锥齿轮组212带动与之对应的丝杠23转动，丝杠23在转动过程中与滑块24形成螺旋传动，由此使得每组中的两个滑块24相互靠近，从而使每组滑块24所对应的两个连杆25之间的夹角减小，进而驱使夹板22远离对应丝杠23。在上述运动的同时，丝杠23还带动传动齿轮231转动，由此带动传动齿套232转动，进而驱使另一个传动齿轮231和丝杠23转动，并基于上述相同运动远离实现两个夹板22的相互靠近。

综上，利用两个夹板22的相互靠近实现车刀上下方向的对称夹紧。

更进一步的，

在固定孔的左右两侧对称设有两个限位组件，且每个限位组件均包括：

限位夹块26；

连接于限位夹块26与内架2内壁之间的第二弹簧27；

转动连接于限位夹块26一端的转杆28，转杆28与内架2转动配合，且两个转杆28构成V型结构，车刀从V型槽插入固定孔内。

由上，并结合图3可知，在车刀刀柄插入至固定孔内时，两个转杆28均呈倾斜状态，而刀柄从图3所示的下方开始插入，由此基于刀柄的限制使得两个转杆28对称向两侧转动，进而带动两个限位夹块26张开，直至刀柄完成插入后，两个限位夹块26会分别限定于刀柄的左右两侧，以此实现刀柄左右方向的限位，并且在第二弹簧27的压缩回弹下实现刀柄的进一步夹紧。

综上，两个夹板22实现车刀上下方向的对称夹紧，两个限位夹块26实现车刀左右方向的对称夹紧，有效保证了车刀中心与内架2中心相对应。

另外，上述驱动组件包括：

纵向固定于内架2外壁上的齿条3；

同心装配于外架1内部的齿环4，且齿环4与外架1转动配合；

啮合连接于齿条3与齿环4之间的齿轮组5；

啮合于外架1外壁上的齿辊6，齿辊6与齿环4之间连接有限位杆，且通过限位杆的限定，使齿辊6绕外架1公转时驱使齿环4自转。

上述

在外架1上对称开设有两个滑槽，且滑槽长度为外架1的1/2圆周；

限位杆对称设有两个，两个限位杆分别与两个滑槽滑动配合，且每个限位杆包括内杆7、外杆8和第一弹簧9，齿辊6与内杆7固定连接，且内杆7的一端伸入至外杆8内，第一弹簧9限定于外杆8内部，并用于使外杆8和内杆7相互靠近。

由上可知，利用上述公开结构实现内架2高度调节的原理为：

向远离外架1的方向拉动齿辊6，以此使得齿辊6与外架1脱离啮合，在此状态下，逆时针移动齿辊6，以此使得齿辊6绕外架1形成公转，而在该公转过程中则通过限位杆拉动齿环4进行逆时针自转，齿环4的自转驱使齿轮组5转动，而齿轮组5则又驱使齿条3上升，进而带动内架2升起，以此实现内架2高度的调节。反之，则能驱使内架2下降。

完成上述调节后，回移齿辊6，以此使得齿辊6与外架1啮合，对应的内杆7与外杆8之间的距离减小，并且在第一弹簧9的回弹下还会驱使外杆8和内杆7相互靠近，进而驱使齿辊6与齿环4相互靠近，由此实现齿辊6与外架1的稳定啮合，从而能利用齿辊6的啮合保证齿环4转动定位的稳定，进而有效保证内架2升降定位的稳定。并且，结合图2可知，可在外架1表壁上设置升降距离刻度，由此方便实现精准的可视调节。

进一步的，为提高上述各结构之间配合及驱动的稳定性：

在外架1的两端均对称固定有两个T型架11，且T型架11包括横架和纵架；

在内架2的两侧外壁上均固定有齿条3；

齿轮组5对称设有两组，两组齿轮组5分别与两个齿条3啮合，且其中一组齿轮组5包括一个大齿轮，另一组齿轮组5包括两个小齿轮；具体，齿轮组5转动安装于横架上；

在内架2的两端均对称开设有两个限位台阶，且纵架与限位台阶滑动配合。

由上，保证齿环4在转动过程中能驱使内架2两侧形成同步升降，并且利用T型架11实现齿轮组5的稳定安装。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。