本發(fā)明涉及機床設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種整體式刀爪。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)4.0的進程加快，對數(shù)控機床的高效性、可靠性與模塊性有了更高的要求。傳統(tǒng)的數(shù)控機床抓刀機構(gòu)，通常由一對刀爪、機械臂等零件組成，其使用液壓動力源，通過油壓控制一對刀爪的扣刀角度和力矩，從而使刀具處于油壓夾緊狀態(tài)，達(dá)到抓刀目的。

圖1為典型的傳統(tǒng)抓刀機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為放大2倍的圖1中A-A剖視圖，圖3為放大2倍的圖1中B-B剖視圖，圖4為放大2倍的圖1中C-C剖視圖。該抓刀機構(gòu)包括機械臂1、機械爪一2、機械爪二3、活塞4、鎖銷5、限位銷6、機械爪定位銷10、自潤滑軸承11、機械爪定位墊圈12、內(nèi)六角平圓頭螺釘13等零件，限位銷6與機械爪一2和機械爪二3分別通過螺紋裝配，兩個活塞4之間安裝有矩形截面圓柱彈簧7，鎖銷5與蓋板8之間安裝有壓縮彈簧9。傳統(tǒng)的抓刀機構(gòu)的工作過程，以抓刀為例，其抓刀流程為：抓刀時，鎖銷5受壓，壓縮彈簧9被壓縮，機械爪一2和機械爪二3機械限位解鎖，機械爪一2和機械爪二3觸碰刀具（圖中未示出）后張開并完全抓刀，矩形截面圓柱彈簧7被壓縮，彈簧力轉(zhuǎn)化成對刀具的夾持力，完成抓刀；再進行與上述抓刀過程相反的拔刀過程；之后抓刀機構(gòu)在液壓力的推動下移開并縮回刀爪，即實現(xiàn)一個抓刀過程。

傳統(tǒng)的抓刀機構(gòu)存在諸多不足：一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配效率低，維修和檢查不方便；二、需要額外配備一臺液壓泵和多條液壓軟管，同時需要為液壓軟管的布線預(yù)留一定的空間；三、涉及的零件較多，模塊性差，零件更換起來較麻煩，浪費大量時間與人力資源，工作效率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種整體式刀爪，該刀爪采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，更換及調(diào)節(jié)方便、高效，其與刀具的匹配度高，對刀具的夾持牢固、可靠。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種整體式刀爪，包括刀爪本體，所述的刀爪本體的兩側(cè)分別開設(shè)有一道溝槽，兩道所述的溝槽分別沿所述的刀爪本體的長度方向設(shè)置，兩道所述的溝槽將所述的刀爪本體劃分為一體設(shè)置的夾持部和固定部，所述的夾持部包括兩個彈性前叉，所述的兩個彈性前叉分列在所述的固定部的兩側(cè)，所述的固定部的前側(cè)設(shè)置有內(nèi)凹的缺口，所述的固定部的前端為圓弧狀，所述的固定部的前端設(shè)置有圓弧狀的凸臺，每道所述的溝槽自所述的固定部的前端延伸至所述的固定部的后部，所述的兩個彈性前叉的前端位于所述的固定部的前端的前方，每個所述的彈性前叉的前端的內(nèi)側(cè)固設(shè)有一個凸起部，所述的凸臺和所述的凸起部與刀具的刀柄上的卡槽相適配，刀爪夾持刀具時，凸臺和凸起部同時嵌入刀柄上的卡槽內(nèi)。

本發(fā)明的整體式刀爪采用模塊化設(shè)計，該刀爪總體由夾持部和固定部構(gòu)成，夾持刀具時，凸臺和凸起部同時嵌入刀柄上的卡槽內(nèi)，利用夾持部自身的彈性和溝槽結(jié)構(gòu)，由兩個彈性前叉對刀具提供較大的夾持力，且凸臺和凸起部對刀具的定位精度高，最終實現(xiàn)對刀具的牢固、可靠夾持。此外，刀爪長期使用后，彈性前叉和溝槽可能出現(xiàn)彈性形變疲勞，而凸臺和凸起部對該彈性形變疲勞具有一定的補償機制。

本發(fā)明的整體式刀爪安裝后，扣刀時，刀具后移，刀具首先與凸起部接觸，刀具受力反作用于刀爪本體，使兩個彈性前叉向兩邊張開，兩個彈性前叉對刀具產(chǎn)生夾持力，當(dāng)?shù)毒吲c凸臺接觸時，扣刀結(jié)束。整個扣刀過程，由于彈性前叉的夾持力和凸起部的機械限位的存在，在沒有其他外力干涉的情況下，刀具得到有效夾緊。還刀時，與上述扣刀過程相反，還刀后，兩個彈性前叉恢復(fù)原狀。

作為優(yōu)選，所述的凸起部的內(nèi)側(cè)面包括前后依次連接的外凸圓弧面、平面和內(nèi)凹圓弧面，所述的內(nèi)凹圓弧面的半徑和圓心與所述的凸臺的前端面的半徑和圓心相同。進一步地，所述的凸起部的設(shè)置有所述的平面的部分的高度為6~7 mm。凸起部的內(nèi)側(cè)面設(shè)計為依次連接的外凸圓弧面、平面和內(nèi)凹圓弧面后，外凸圓弧面有利于刀具順利進入刀爪，平面可實現(xiàn)對刀具的有力夾持，內(nèi)凹圓弧面使刀具順利過渡并完全扣入刀爪?？鄣稌r，刀具先后與外凸圓弧面、平面和內(nèi)凹圓弧面接觸，與平面接觸時，兩個彈性前叉相對于固定部而言張開到最大化，此時兩個彈性前叉產(chǎn)生的夾持力最大化，當(dāng)?shù)毒吲c內(nèi)凹圓弧面接觸的同時會與凸臺接觸，此時扣刀結(jié)束。結(jié)合大多數(shù)刀具的需要，凸起部的設(shè)置有平面的部分的高度控制在6~7 mm比較合理。

作為優(yōu)選，所述的固定部的前部開設(shè)有擋塊槽，所述的擋塊通過螺釘固定在所述的擋塊槽內(nèi)，所述的擋塊的前端面的正投影位于所述的凸臺的前端面的正投影和所述的固定部的前端面的正投影之間。擋塊對刀具起到進一步限位作用，防止因扣刀過度而損壞凸臺。

作為優(yōu)選，所述的兩個彈性前叉的內(nèi)側(cè)面均傾斜設(shè)置，每個所述的彈性前叉的內(nèi)側(cè)面自該彈性前叉的前端向所述的溝槽逐漸傾斜，每個所述的彈性前叉的內(nèi)側(cè)面的傾角為0.5~5 °。結(jié)合刀爪的應(yīng)力分布，彈性前叉的內(nèi)側(cè)面0.5~5 °的傾角設(shè)計，可滿足常見的刀具夾持力的大小要求。

作為優(yōu)選，兩道所述的溝槽的寬度均為5~7 mm，在保證兩個彈性前叉的彈性的同時，可保證整體式刀爪的剛性。

作為優(yōu)選，所述的固定部上開設(shè)有四個用于安裝平端緊定螺釘?shù)穆菁y孔，所述的平端緊定螺釘用于將整體式刀爪固定在安裝架上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明提供的整體式刀爪，該刀爪總體由夾持部和固定部構(gòu)成，夾持刀具時，凸臺和凸起部同時嵌入刀柄上的卡槽內(nèi)，利用夾持部自身的彈性和溝槽結(jié)構(gòu)，由兩個彈性前叉對刀具提供較大的夾持力，且凸臺和凸起部對刀具的定位精度高，最終實現(xiàn)對刀具的牢固、可靠夾持。該整體式刀爪采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，更換及調(diào)節(jié)方便、高效，其與刀具的匹配度高，對刀具的夾持牢固、可靠。

附圖說明

圖1為典型的傳統(tǒng)抓刀機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為放大2倍的圖1中A-A剖視圖；

圖3為放大2倍的圖1中B-B剖視圖；

圖4為放大2倍的圖1中C-C剖視圖；

圖5為實施例中整體式刀爪的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖6為實施例中整體式刀爪的俯視圖；

圖7為實施例中整體式刀爪的仰視圖；

圖8為實施例中整體式刀爪夾持刀具時的效果圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。

實施例1的整體式刀爪，如圖所示，包括彈簧鋼制成的刀爪本體，刀爪本體的兩側(cè)分別開設(shè)有一道溝槽3，兩道溝槽3分別沿刀爪本體的長度方向設(shè)置，兩道溝槽3將刀爪本體劃分為一體設(shè)置的夾持部和固定部1，固定部1上開設(shè)有四個用于安裝平端緊定螺釘（圖中未示出）的螺紋孔11，平端緊定螺釘用于將整體式刀爪固定在安裝架（圖中未示出）上，夾持部包括兩個彈性前叉2，兩個彈性前叉2分列在固定部1的兩側(cè)，固定部1的前側(cè)設(shè)置有內(nèi)凹的缺口12，固定部1的前端為圓弧狀，固定部1的前端設(shè)置有圓弧狀的凸臺13，固定部1的前部開設(shè)有擋塊槽14，擋塊4通過螺釘固定在擋塊槽14內(nèi)，擋塊4的前端面的正投影位于凸臺13的前端面的正投影和固定部1的前端面的正投影之間，每道溝槽3自固定部1的前端延伸至固定部1的后部，兩個彈性前叉2的前端位于固定部1的前端的前方，每個彈性前叉2的前端的內(nèi)側(cè)固設(shè)有一個凸起部21，凸臺13和凸起部21與刀具5的刀柄51上的卡槽52相適配，刀爪夾持刀具5時，凸臺13和凸起部21同時嵌入刀柄51上的卡槽52內(nèi)。該整體式刀爪安裝后，扣刀時，刀具5后移，刀具5首先與凸起部21接觸，刀具5受力反作用于刀爪本體，使兩個彈性前叉2向兩邊張開，兩個彈性前叉2對刀具5產(chǎn)生夾持力，當(dāng)?shù)毒?與凸臺13接觸時，扣刀結(jié)束。整個扣刀過程，由于彈性前叉2的夾持力和凸起部21的機械限位的存在，在沒有其他外力干涉的情況下，刀具5得到有效夾緊，效果圖見圖8。還刀時，與上述扣刀過程相反，還刀后，兩個彈性前叉2恢復(fù)原狀。

實施例2的如圖所示，包括彈簧鋼制成的刀爪本體，刀爪本體的兩側(cè)分別開設(shè)有一道溝槽3，兩道溝槽3分別沿刀爪本體的長度方向設(shè)置，兩道溝槽3的寬度a均為6.3 mm，兩道溝槽3將刀爪本體劃分為一體設(shè)置的夾持部和固定部1，固定部1上開設(shè)有四個用于安裝平端緊定螺釘（圖中未示出）的螺紋孔11，平端緊定螺釘用于將整體式刀爪固定在安裝架（圖中未示出）上，夾持部包括兩個彈性前叉2，兩個彈性前叉2分列在固定部1的兩側(cè)，兩個彈性前叉2的內(nèi)側(cè)面均傾斜設(shè)置，每個彈性前叉2的內(nèi)側(cè)面自該彈性前叉2的前端向溝槽3逐漸傾斜，每個彈性前叉2的內(nèi)側(cè)面的傾角α為1 °，固定部1的前側(cè)設(shè)置有內(nèi)凹的缺口12，固定部1的前端為圓弧狀，固定部1的前端設(shè)置有圓弧狀的凸臺13，固定部1的前部開設(shè)有擋塊槽14，擋塊4通過螺釘固定在擋塊槽14內(nèi)，擋塊4的前端面的正投影位于凸臺13的前端面的正投影和固定部1的前端面的正投影之間，每道溝槽3自固定部1的前端延伸至固定部1的后部，兩個彈性前叉2的前端位于固定部1的前端的前方，每個彈性前叉2的前端的內(nèi)側(cè)固設(shè)有一個凸起部21，凸起部21的內(nèi)側(cè)面包括前后依次連接的外凸圓弧面22、平面23和內(nèi)凹圓弧面24，內(nèi)凹圓弧面24的半徑和圓心與凸臺13的前端面的半徑和圓心相同，凸起部21的設(shè)置有平面23的部分的高度b為6 mm，凸臺13和凸起部21與HSK型號的刀具5的刀柄51上的卡槽52相適配，刀爪夾持刀具5時，凸臺13和凸起部21同時嵌入刀柄51上的卡槽52內(nèi)。該整體式刀爪安裝后，扣刀時，刀具5后移，刀具5先后與外凸圓弧面22、平面23和內(nèi)凹圓弧面24接觸，刀具5受力反作用于刀爪本體，使兩個彈性前叉2向兩邊張開，兩個彈性前叉2對刀具5產(chǎn)生夾持力，當(dāng)?shù)毒?與平面23接觸時，兩個彈性前叉2相對于固定部1而言張開到最大化，此時兩個彈性前叉2產(chǎn)生的夾持力最大化，當(dāng)?shù)毒?與內(nèi)凹圓弧面24接觸的同時會與凸臺13接觸，這時扣刀結(jié)束。