CN118023594B - 一种可变径多形态的球头铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变径多形态的球头铣刀，涉及机加工刀具技术领域，包括刀杆，刀杆上方顶部设置有顶刀机构；刀杆上方中部的内侧设置有侧刀机构；刀杆上方下部的内侧设置有提供挤压力的驱动机构；驱动机构的侧端设置有转动自锁的抱死机构。本发明公开的铣刀，通过将球头铣刀设置为两个单独的铣刀件，使用者通过增加压力来推动两个球头铣刀件进行相对移动调节间距，实现可变径的功能，从而提高铣刀使用时的便捷性，又在该铣刀的基础上额外设置有若干个可自由伸缩的轮齿铣刀件，致使本设备具有多种工作形态，不光能够利用球头铣刀件进行曲面状切屑，还能利用轮齿铣刀件进行齿槽状切削，从而大幅度的提高了设备的功能性。

Description

一种可变径多形态的球头铣刀

技术领域

本发明涉及机加工刀具技术领域，尤其涉及一种可变径多形态的球头铣刀。

背景技术

球头铣刀是刀刃类似球头的装配于铣床上用于铣削各种曲面、圆弧沟槽的刀具，球头铣刀也叫R刀，能够在驱动设备的带动下能够对原料进行雕刻，从而使原料经过球头铣刀加工后变成要求的形状，球头铣刀可以铣削模具钢、铸铁、碳素钢、合金钢、工具钢、一般铁材，属于立铣刀。球头铣刀可以在高温环境下正常作业。

一种模具在进行开槽加工的过程中，其表面和内部凹槽的尺寸是不固定的，而现有的球头铣刀并不具备根据需求变径的能力，因此，对于同一模具不同尺寸的开槽加工时，需要操作人员间歇性的更换球头铣刀，操作繁琐又会降低生产效率；

且一种模具在进行加工的过程中，其内部开槽的形状也是不固定的，例如：齿轮（表面同时具有曲面和轮齿槽），而现有的球头铣刀无法根据需求改变形态，因此，对于同一工件不同样式的开槽加工时，需要操作人员间歇性的更换铣刀，操作繁琐也会降低生产效率。

发明内容

本发明公开一种可变径多形态的球头铣刀，旨在解决现有的球头铣刀无法根据需求改变加工形状和加工规模，从而降低生产效率的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可变径多形态的球头铣刀，包括刀杆，所述刀杆上方顶部设置有用于切削曲槽的顶刀机构；

所述刀杆上方中部的内侧设置有用于切削出齿槽的侧刀机构；

所述刀杆上方下部的内侧设置有提供挤压力的驱动机构；

所述驱动机构的侧端设置有转动自锁的抱死机构；

通过转动所述驱动机构来控制所述顶刀机构的直径，反转所述驱动机构来控制所述侧刀机构的伸出，且所述刀杆运行时，所述抱死机构自启对所述驱动机构进行锁止。

通过设置有驱动机构来控制顶刀机构和侧刀机构，使用者正转驱动机构，可以控制顶刀的切削直径；使用者反转驱动机构，可以驱动侧刀机构外伸运行；可变径的顶刀机构提高了设备的适用范围，而额外设置的侧刀机构提高了设备的功能性，使设备更具有使用价值，且在设备正在运行的过程中，利用抱死机构可以实现对驱动机构的自锁，从而保证设备在运行时的稳定性。

在一个优选的方案中，所述顶刀机构包括开设于所述刀杆顶部内侧的气仓，所述刀杆顶部上方滑动分布有两个球头铣刀件，且两个所述球头铣刀件呈镜像对称，所述球头铣刀件的底部固定有连接件，两个所述连接件又分别滑动分布于所述气仓的内部两侧，所述刀杆的内侧沿竖直方向开设有第一气道，且所述第一气道的顶部贯通连接于所述气仓的中部，所述第一气道的底部贯通连接于所述驱动机构的顶部。

通过设置有由气压推动的两个单独存在的球头铣刀结构，使用者通过转动驱动机构，来增加气仓内部的压力，从而推动两个球头铣刀结构进行相对移动，调节间距，实现现有球头铣刀可变径的功能，使用者在对同一工件进行切削时，无需更换铣刀，保证设备使用的便捷性和使用价值。

在一个优选的方案中，所述侧刀机构包括沿水平方向开设于所述刀杆上方中部内侧的环形气仓，所述环形气仓的内部均匀分布有若干个轮齿铣刀件，所述轮齿铣刀件滑动安装于所述环形气仓的内部，并从所述刀杆的侧端贯穿而出，所述刀杆的内侧沿竖直方向开设有第二气道，且所述第二气道的顶部贯通连接于所述环形气仓的内部，所述第二气道的底部贯通连接于所述驱动机构的底部。

通过设置有由气压推动的若干个轮齿铣刀件，使用者通过转动驱动机构，来增加环形气仓内部的压力，从而推动若干个轮齿铣刀件向外发生移动，致使本设备具有多种工作形态，不光能进行曲面切屑，还能进行齿槽切削，大幅度的提高了设备的功能性。

在一个优选的方案中，所述驱动机构包括竖直开设于所述刀杆内部的方形直槽，所述方形直槽的顶部贯通连接于所述第一气道的底部，所述方形直槽的底部贯通连接于所述第二气道的顶部，所述方形直槽的中部转动安装有旋钮，所述旋钮的侧端从所述刀杆的侧壁贯穿而出，所述旋钮的中部又竖直贯穿分布有螺纹杆，所述螺纹杆和所述旋钮的中部螺纹连接。

通过设置有由使用者转动驱动的螺纹杆结构，利用螺纹杆的上下移动，可分别对球头铣刀件和轮齿铣刀件进行驱动，从而保证设备运行时的完善性。

在一个优选的方案中，所述抱死机构包括开设于所述刀杆内部的斜槽，所述斜槽和所述方形直槽的侧端贯通连接，且连接处水平分布于所述旋钮的侧端，所述斜槽的内部滑动分布有卡块，所述卡块和所述斜槽的夹缝间又连接固定有弹簧，所述卡块的侧端可与所述旋钮的侧端发生挤压卡合。

通过在旋钮的侧端设置有由弹簧牵引的卡块结构，当本设备运行时，卡块会因为离心力的影响而拉扯弹簧，并挤压卡合于旋钮的侧端，致使旋钮无法转动，从而保证了设备运行时结构的稳定性，使设备的运行更加完善。

由上可知。本发明提供的利用一种可变径多形态的球头铣刀，与现有技术相比，具有如下改进和优点：

其一：通过在现有球头铣刀的基础上，将球头铣刀结构设置为两个可单独发生相对移动的铣刀件，使用者通过增加气仓内部的压力，从而推动两个球头铣刀件结构进行相对移动调节间距，实现可变径的功能，当使用者在对同一工件进行切削时，无需更换铣刀，从而提高铣刀使用时的便捷性。

其二：又通过设置有由气压推动的若干个轮齿铣刀件，使用者通过增加环形气仓内部的压力，从而推动若干个轮齿铣刀件向外发生移动并可随着刀杆的转动而工作，致使本设备具有多种工作形态，不光能够利用球头铣刀件进行曲面状切屑，还能利用轮齿铣刀件进行齿槽状切削，从而大幅度的提高了设备的功能性。

附图说明

图1为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的整体结构示意图。

图2为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀变径时结构状态示意图。

图3为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的轮齿铣刀件外伸时结构状态示意图。

图4为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的球头铣刀件结构***图。

图5为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的刀杆上方中部侧面结构剖视图。

图6为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的图5中A处的结构放大图。

图7为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的刀杆顶部侧面结构剖视图。

图8为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的刀杆顶部结构剖视图。

图9为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的刀杆上方中部结构剖视图。

图10为本发明提出的一种可变径多形态的球头铣刀的加工产品实例图。

图中：1、刀杆；2、顶刀机构；201、气仓；202、球头铣刀件；203、连接件；204、第一气道；205、合金刀片； 3、侧刀机构；301、环形气仓；302、轮齿铣刀件；303、第二气道；4、驱动机构；401、方形直槽；402、旋钮；403、螺纹杆；404、方形块；405、活塞块；406、泄压阀；5、抱死机构；501、斜槽；502、卡块；503、弹簧；6、平面部。

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。

本发明公开的一种可变径多形态的球头铣刀主要应用于工件切削加工的场景。

参照图1至图9，一种可变径多形态的球头铣刀，包括刀杆1，刀杆1上方顶部设置有用于切削曲槽的顶刀机构2；

刀杆1上方中部的内侧设置有用于切削出齿槽的侧刀机构3；

刀杆1上方下部的内侧设置有提供挤压力的驱动机构4；

驱动机构4的侧端设置有转动自锁的抱死机构5；

通过转动驱动机构4来控制顶刀机构2的直径，反转驱动机构4来控制侧刀机构3的伸出，且刀杆1运行时，抱死机构5自启对驱动机构4进行锁止。

在本实施例中：使用者将刀杆1安装至车床上，并将需要进行加工的工件固定于机床上方，同时启动车床，车床会按照设定的程序进行移动并带动刀杆1和位于刀杆1顶部的顶刀机构2高速旋转，从而对工件进行切削加工；且当工件上曲槽被切削的尺寸需要变化时，使用者需要先停止车床，再用手正向转动驱动机构4，致使驱动机构4带动顶刀机构2的直径发生改变，从而改变工件被切削出的尺寸；当工件被切削的形状需要变化时，使用者需要先停止车床，再用手反向转动驱动机构4，致使驱动机构4带动侧刀机构3运行，从刀杆1的内部伸出，此时使用者控制刀杆1高速转动，致使侧刀机构3对工件的侧端进行切削，从而改变工件被切削出的形状；且在刀杆1高速转动的情况下，抱死机构5受到离心力的影响，会自行对驱动机构4进行卡死固定，从而保证整个设备在运行过程中的稳定性。

在上述方案中，考虑到同一工件上会有不同尺寸要求的曲槽，因此，现有的球头铣刀结构需要具备变径能力来调节切削直径，具体操作如下。

参照图1至图5、图7，在一个优选的实施方式中，顶刀机构2包括开设于刀杆1顶部内侧的气仓201，刀杆1顶部上方滑动分布有两个球头铣刀件202，且两个球头铣刀件202呈镜像对称，球头铣刀件202的底部固定有连接件203，两个连接件203又分别滑动分布于气仓201的内部两侧，刀杆1的内侧沿竖直方向开设有第一气道204，且第一气道204的顶部贯通连接于气仓201的中部，第一气道204的底部贯通连接于驱动机构4的顶部。

在本实施例中：当工件被切削的尺寸需要变化时，使用者需要先停止车床，再用手正向转动驱动机构4，致使驱动机构4通过第一气道204往气仓201的内部加压，致使气仓201内部压力增大，增大的压力会推动两个连接件203沿着气仓201的内部发生相对移动，从而致使位于连接件203顶部的球头铣刀件202也发生同步移动，两个球头铣刀件202的最大直径发生了变化，当刀杆1带动两个球头铣刀件202发生高速转动时，两个球头铣刀件202可切削的面积也会发生相对应的变化，从而改变工件上曲槽被切削出的尺寸。

其中，需要补充说明的是：两个球头铣刀件202顶部叠合处设置有平面部6，具体参照图2至图3、图5、图7；我们通过设置的平面部6来保证在进行切削时，两个球头铣刀件202的顶部和工件的接触面不会受到球头铣刀件202形状的影响而出现不平整槽。

进一步，补充说明的是：球头铣刀件202的侧端卡合安装有合金刀片205，合金刀片205和球头铣刀件202之间通过螺母固定，具体参照图1至图5、图7；当球头铣刀件202在高速转动的情况下，位于球头铣刀件202侧端的合金刀片205才是与工件接触的主体，一方面增大切削能力，一方面进行磨损。

在上述方案中，考虑到一种模具在进行加工的过程中，其内部开槽的形状也是不固定的，例如：齿轮（表面同时具有曲面和轮齿槽，参考图10），而现有的球头铣刀无法根据需求改变形态，因此，为了提高现有球头铣刀具有的形态功能，具体操作如下。

参照图1至图9，在一个优选的实施方式中，侧刀机构3包括沿水平方向开设于刀杆1上方中部内侧的环形气仓301，环形气仓301的内部均匀分布有若干个轮齿铣刀件302，轮齿铣刀件302滑动安装于环形气仓301的内部，并从刀杆1的侧端贯穿而出，刀杆1的内侧沿竖直方向开设有第二气道303，且第二气道303的顶部贯通连接于环形气仓301的内部，第二气道303的底部贯通连接于驱动机构4的底部。

在本实施例中：当工件被切削的形状需要变化时，使用者需要先停止车床，再用手反向转动驱动机构4，致使驱动机构4通过第二气道303往环形气仓301的内部加压，致使环形气仓301内部压力增大，增大的压力会推动所有的轮齿铣刀件302沿着环形气仓301的内部发生相对移动，从刀杆1的内部伸出，此时使用者控制刀杆1高速转动，致使让位于刀杆1侧端的轮齿铣刀件302和工件的侧端进行接触切削，从而改变工件被切削出的形状。

在上述方案中，考虑到为了提供动力，从而能够对顶刀机构2和侧刀机构3进行单独的驱动，具体操作如下。

参照图5至图6，在一个优选的实施方式中，驱动机构4包括竖直开设于刀杆1内部的方形直槽401，方形直槽401的顶部贯通连接于第一气道204的底部，方形直槽401的底部贯通连接于第二气道303的顶部，方形直槽401的中部转动安装有旋钮402，旋钮402的侧端从刀杆1的侧壁贯穿而出，旋钮402的中部又竖直贯穿分布有螺纹杆403，螺纹杆403和旋钮402的中部螺纹连接。

在本实施例中：当使用者正向转动旋钮402，转动的旋钮402会通过螺纹槽驱动螺纹杆403沿着方形直槽401的内部向上发生竖直移动，从而推动位于第一气道204内部的空气，往气仓201内部加压，推动球头铣刀件202；当使用者反向转动旋钮402，转动的旋钮402会通过螺纹槽驱动螺纹杆403沿着方形直槽401的内部向下发生竖直移动，从而推动位于第二气道303内部的空气，往环形气仓301内部加压，推动轮齿铣刀件302。

其中，需要补充说明的是：默认情况下，我们以旋钮402的俯视图为主，旋钮402逆时针转动为正转；旋钮402顺时针转动为反转；具体参照图6。

进一步，补充说明的是：螺纹杆403的上下两端均固定有方形块404，方形块404和方形直槽401的内壁滑动贴合，具体参照图5和图6；当使用者转动旋钮402，转动的旋钮402会通过螺纹槽驱动螺纹杆403，螺纹杆403又受到方形块404的限制，从而无法发生自转，只能上下移动，保证驱动机构4运行的合理性。

在上述方案中，考虑到当刀杆1在高速转动的情况下，旋钮402会受到外物挤压发生转动，从而影响到整个设备的精度和运行，因此，需要防止旋钮402自转的情况出现，具体操作如下。

参照图5至图6，在一个优选的实施方式中，抱死机构5包括开设于刀杆1内部的斜槽501，斜槽501和方形直槽401的侧端贯通连接，且连接处水平分布于旋钮402的侧端，斜槽501的内部滑动分布有卡块502，卡块502和斜槽501的夹缝间又连接固定有弹簧503，卡块502的侧端可与旋钮402的侧端发生挤压卡合。

在本实施例中：当刀杆1在高速转动时，位于斜槽501内部的卡块502受到离心力的影响，而克服弹簧503的拉力，向外滑动，并会和旋钮402的侧端发生挤压接触卡合，致使旋钮402无法发生转动；当刀杆1停止转动后，失去离心力影响的卡块502又会被收缩的弹簧503拉动复位，并解除和旋钮402的接触关系，致使旋钮402可以被使用者正常转动。

在上述方案中，考虑到螺纹杆403自身发生上下移动时，都会相对应的带动顶刀机构2和侧刀机构3的运行，为保证二者间的运行不会相互矛盾冲突，具体操作如下。

参照图5和图6，在一个优选的实施方式中，方形直槽401顶部和第一气道204底部连接处的内部、方形直槽401底部和第二气道303顶部连接处的内部分别滑动设置有一个活塞块405，方形直槽401顶部和第一气道204底部连接处的外侧、方形直槽401底部和第二气道303顶部连接处的外侧均水平开设有一个泄压阀406。

在本实施例中：当螺纹杆403发生向上运动时，螺纹杆403的顶部会先挤压到上方的活塞块405，从而通过推动上方的活塞块405来往第一气道204内部加压，当使用者此时需要改变对工件的切削形状时，使用者反转旋钮402，控制螺纹杆403向下移动，此时上方的活塞块405失去挤压限制而与螺纹杆403同步下移，并致使两个球头铣刀件202对中复位移动，直至螺纹杆403顶部移动到上方那个泄压阀406的侧端（两个球头铣刀件202亦对中完全复位），泄压阀406往上方的那个活塞块405和螺纹杆403顶部间通气，此时螺纹杆403会脱落与上方那个活塞块405的接触关系，并继续下移和下方的活塞块405接触，并推动下方的活塞块405，致使下方的活塞块405往第二气道303内部加压（在螺纹杆403向上复位移动的过程中，流程与原理同上）。

工作原理：使用时，使用者将刀杆1安装至车床上，并将需要进行加工的工件固定于机床上方，同时启动车床，车床会按照设定的程序进行移动并带动刀杆1和位于刀杆1顶部的顶刀机构2高速旋转，从而对工件进行切削加工，当工件被切削的尺寸需要变化时，使用者需要先停止车床，再用手正向转动旋钮402，致使螺纹杆403上移；通过第一气道204往气仓201的内部加压，致使气仓201内部压力增大，增大的压力会推动两个连接件203沿着气仓201的内部发生相对移动，从而致使位于连接件203顶部的球头铣刀件202也发生同步移动，两个球头铣刀件202的最大直径发生了变化，当刀杆1带动两个球头铣刀件202发生高速转动时，两个球头铣刀件202可切削的面积也会发生相对应的变化，从而改变工件上曲槽被切削出的尺寸；当工件被切削的形状需要变化时，使用者需要先停止车床，再用手反向转动旋钮402，致使螺纹杆403下移，通过第二气道303往环形气仓301的内部加压，致使环形气仓301内部压力增大，增大的压力会推动所有的轮齿铣刀件302沿着环形气仓301的内部发生相对移动，从刀杆1的内部伸出，此时使用者控制刀杆1高速转动，致使让位于刀杆1侧端的轮齿铣刀件302和工件的侧端进行接触切削，从而改变工件被切削出的形状；且刀杆1在高速转动时，位于斜槽501内部的卡块502受到离心力的影响，而克服弹簧503的拉力，向外滑动，并会和旋钮402的侧端发生挤压接触卡合，致使旋钮402无法发生转动；当刀杆1停止转动后，失去离心力影响的卡块502又会被收缩的弹簧503拉动复位，并解除和旋钮402的接触关系，致使旋钮402可以被使用者正常转动。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可变径多形态的球头铣刀，包括刀杆（1），其特征在于，所述刀杆（1）上方顶部设置有用于切削曲槽的顶刀机构（2）；

所述刀杆（1）上方中部的内侧设置有用于切削出齿槽的侧刀机构（3）；

所述刀杆（1）上方下部的内侧设置有提供挤压力的驱动机构（4）；

所述驱动机构（4）的侧端设置有转动自锁的抱死机构（5）；

通过转动所述驱动机构（4）来控制所述顶刀机构（2）的直径，反转所述驱动机构（4）来控制所述侧刀机构（3）的伸出，且所述刀杆（1）运行时，所述抱死机构（5）自启对所述驱动机构（4）进行锁止；

所述顶刀机构（2）包括开设于所述刀杆（1）顶部内侧的气仓（201），所述刀杆（1）顶部上方滑动分布有两个球头铣刀件（202），且两个所述球头铣刀件（202）呈镜像对称，所述球头铣刀件（202）的底部固定有连接件（203），两个所述连接件（203）又分别滑动分布于所述气仓（201）的内部两侧，所述刀杆（1）的内侧沿竖直方向开设有第一气道（204），且所述第一气道（204）的顶部贯通连接于所述气仓（201）的中部，所述第一气道（204）的底部贯通连接于所述驱动机构（4）的顶部；

所述侧刀机构（3）包括沿水平方向开设于所述刀杆（1）上方中部内侧的环形气仓（301），所述环形气仓（301）的内部均匀分布有若干个轮齿铣刀件（302），所述轮齿铣刀件（302）滑动安装于所述环形气仓（301）的内部，并从所述刀杆（1）的侧端贯穿而出，所述刀杆（1）的内侧沿竖直方向开设有第二气道（303），且所述第二气道（303）的顶部贯通连接于所述环形气仓（301）的内部，所述第二气道（303）的底部贯通连接于所述驱动机构（4）的底部；

所述驱动机构（4）包括竖直开设于所述刀杆（1）内部的方形直槽（401），所述方形直槽（401）的顶部贯通连接于所述第一气道（204）的底部，所述方形直槽（401）的底部贯通连接于所述第二气道（303）的顶部，所述方形直槽（401）的中部转动安装有旋钮（402），所述旋钮（402）的侧端从所述刀杆（1）的侧壁贯穿而出，所述旋钮（402）的中部又竖直贯穿分布有螺纹杆（403），所述螺纹杆（403）和所述旋钮（402）的中部螺纹连接；

所述抱死机构（5）包括开设于所述刀杆（1）内部的斜槽（501），所述斜槽（501）和所述方形直槽（401）的侧端贯通连接，且连接处水平分布于所述旋钮（402）的侧端，所述斜槽（501）的内部滑动分布有卡块（502），所述卡块（502）和所述斜槽（501）的夹缝间又连接固定有弹簧（503），所述卡块（502）的侧端可与所述旋钮（402）的侧端发生挤压卡合。

2.根据权利要求1所述的一种可变径多形态的球头铣刀，其特征在于，两个所述球头铣刀件（202）顶部叠合处设置有平面部（6）。

3.根据权利要求2所述的一种可变径多形态的球头铣刀，其特征在于，所述球头铣刀件（202）的侧端卡合安装有合金刀片（205），所述合金刀片（205）和所述球头铣刀件（202）之间通过螺母固定。

4.根据权利要求3所述的一种可变径多形态的球头铣刀，其特征在于，所述螺纹杆（403）的上下两端均固定有方形块（404），所述方形块（404）和所述方形直槽（401）的内壁滑动贴合。

5.根据权利要求4所述的一种可变径多形态的球头铣刀，其特征在于，所述方形直槽（401）顶部和所述第一气道（204）底部连接处的内部、所述方形直槽（401）底部和所述第二气道（303）顶部连接处的内部分别滑动设置有一个活塞块（405）。

6.根据权利要求5所述的一种可变径多形态的球头铣刀，其特征在于，所述方形直槽（401）顶部和所述第一气道（204）底部连接处的外侧、所述方形直槽（401）底部和所述第二气道（303）顶部连接处的外侧均水平开设有一个泄压阀（406）。