本发明属于材料加工领域，具体涉及一种切槽切断刀具夹持组件。
背景技术：
在金属车削加工中，通常工件夹紧于机床并绕机床中轴线旋转，将切削刀片沿机床径向进刀从而在工件上车削深窄槽或把工件切断。在切槽时，切削刀片需要插入工件中适当深度形成凹槽，此时切削刀片的厚度即是凹槽的宽度，而在切断时，不仅需要切削刀片插入工件中，更是需要将切削刀片插入到中轴线附近。而昂贵的切削刀片被夹紧在刀板上使用，在此情况下，就要求刀板的厚度小于切削刀片的厚度，否则，刀板将会与切削刀片形成的凹槽产生干涉，破坏凹槽。但是，目前切槽切断刀具的夹紧方式具有诸多缺陷，例如us5803675公开了一种具有自张紧夹紧指状部的车刀，具有以下缺陷：1、更换刀片时容易发生卡滞，而变得非常费力；2、夹紧装置在开启状态难以保持，容易偏移配合位置，导致无法顺利完成刀具的装入或取出；3、形变区域的具有转变为塑性形变而不再是弹性形变的明显风险，进而导致刀具或夹具损坏；4、各部件之间配合时磨损严重，导致使用寿命短。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的一个目的在于提供一种允许在刀具的刀板中的形变孔和夹紧工具之间更好地配合、降低刀具安装磨损，延长使用寿命的切槽切断刀具及夹持组件。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种切槽切断刀具及夹持组件，包括
刀板，所述刀板上设有用于接纳所述刀具的刀座，所述刀座包括镂空区域和开口，所述镂空区域于所述刀板厚度方向贯穿形成，所述开口于所述刀座的远端形成；所述刀座向所述刀板长度方向延伸设有夹紧部，所述夹紧部与所述刀座连通，所述夹紧部至少包括一个狭缝和一个形变孔；所述形变孔的上半周具有向内的圆弧状凸起，下半周呈凹圆弧状；
夹紧工具，所述夹紧工具包括偏心体，所述偏心体可插入所述形变孔并在其中旋转；所述偏心体旋转至开启位置时可使所述形变孔扩张。
在其中一个实施例中，所述偏心体由两第一侧面和两第二侧面组成，所述第一侧面和第二侧面依次连接，并相间设置，至少一个所述第一侧面为凸圆弧状，两所述第一侧面的间距大于所述上半周与下半周之间的距离；至少一个所述第二侧面具有向内的圆弧状凹陷，两所述第二侧面的间距小于所述上半周与下半周之间的距离。
两所述第一侧面的间距可认为是有效距离，有效距离大于形变孔上半周与下半周之间的距离，目的是将形变孔上半周与下半周顶开，使形变孔扩张，因此间距不限定是某些点之间的距离或某线的长度，凡是可以顶开形变孔上半周与下半周的，都属于本专利讨论范围。
在其中一个实施例中，所述开口的两侧分别为第一侧部和第二侧部。
在其中一个实施例中，所述刀座的开口的第一侧部为尖端，所述刀座的开口的第二侧部为刀具支撑部。
在其中一个实施例中，还包括刀具，所述刀具上设有切削刃。
在其中一个实施例中，所述夹紧部包括由所述开口依次向内设置的刀具定位面、第一线狭缝、形变孔、第二狭缝和应力孔；所述形变孔的上半周具有向内的圆弧状凸起，下半周呈凹圆弧状；所述应力孔上半周和下半周均呈凹圆弧状。
在其中一个实施例中，所述形变孔的圆弧状凸起形成三个支撑表面，分别是沿所述形变孔圆周方向依次排列的接触变形支撑表面、最大变形支撑表面、最后变形支撑表面。
在其中一个实施例中，所述最大变形支撑表面为向内的圆弧状凸起。
在其中一个实施例中，所述夹紧工具的偏心体的两个所述第二侧面均具有向内的圆弧状凹陷，两个所述第一侧面均为凸圆弧状。
本专利中，所讨论的“圆弧状”指的是由横截面观察，围成该横截面的轮廓线的形状。优选的，其边缘为曲率不为零的连续平滑线的形状，其中，所讨论的“凹圆弧状”指的是在曲率不为零的点作切线，该切线相对于整个横截面是内切线；所讨论的“凸圆弧状”或“圆弧状凸起”指的是在曲率不为零的点作切线，该切线相对于整个横截面是外切线。
在其中一个实施例中，所述夹紧工具还包括与所述偏心体垂直连接的柄。
在其中一个实施例中，所述夹紧工具的偏心体的每个所述第二侧面形成两个接触表面，每个所述第一侧面形成一个接触表面。
在其中一个实施例中，所述刀板的四角至少设置一组所述刀座和夹紧部。
本专利中，制造过程存在的误差或使用磨损导致的实际产品尺寸与设计要求不完全符合的情况，例如，距离、间距、角度的偏差，垂直的偏离，圆、弧、椭圆形状的不完整，等，只要尺寸与设计要求近似即应当属于本专利的讨论范围。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1.现有技术中，夹紧工具和形变孔之间的配合作用较差。通过长轴确定夹紧工具的偏心主体的伸长横截面形状，长轴显著大于其短轴。分别在形变孔和偏心主体的例证性几何形状中，夹紧指状部的充分偏转变得非常费力；夹紧指状部的弯曲区域的形变具有变为塑性形变而不再是弹性形变的明显风险。
本发明与之相比，刀具在刀板中的形变孔和夹紧工具之间更好地配合作用，夹紧工具用于在锁定和张开位置之间调节尖端，使刀具有长的使用寿命；
2.现有技术中，在形变孔上部凹进中的中间表面的两侧上的尖锐边缘。当偏心主体在开启和锁定位置之间重复多次地旋转时，这些边缘不仅导致偏心主体上的接触的凹陷表面的快速磨损或插伤。因此，如果假设偏心主体的尺寸改变，例如通过缩短所述长轴改变，以便在开启时呈现理想的过大尺寸(0.05-0.1mm)，则形变孔的上部凹进中的尖锐边缘将快速改变下列小尺寸差异，该小尺寸差异是在多次刀片产生，相互作用的刀具刀板和夹紧工具具有有限的使用寿命；
本发明与之相比，在替换刀具时，通过使用者调节夹紧工具，获得可接触或可听的感觉，使夹紧工具处于可靠位置；
通过使用者旋转夹紧工具，在调节尖端时获得最小的动力消耗，确保将切削刀具可靠地夹紧在刀座中；
刀具通过夹紧工具放入刀板的形变孔中，使用者旋转夹紧工具(顺时针或逆时针旋转)，夹紧工具和形变孔之间的配合作用，使尖端弹性形变达到张开状态，将刀具放入或移出刀座中，达到快速更换的效果。
附图说明
图1是在工件中车削工件凹槽及本发明的刀具及夹持工具的分解示意图。
图2是本发明的刀板的示意图。
图3是刀板以及替换刀具和夹紧工具的示意图。
图4是刀板及刀具的示意图。
图5是未加载状态的形变孔的放大示意图。
图6是偏心体的横截面图。
图7是形变孔的侧视图。
图8-12是偏心体处于形变孔的不同旋转位置的示意图。
附图标记：1-切削刃，2-刀具，3-刀板，4-工件，5-纵向边缘，6-横向边缘，7-刀具定位面，8-刀座，9-尖端，10-形变孔，11-刀具支撑部，12-第一狭缝，13-第二狭缝，14-应力孔，15-主切削刃，(16，17，20，18，19，21)-支撑表面，(22，23，24，25，26)-接触表面，27-偏心体，28-夹紧工具，形变孔上半周与下半周之间的距离-h1，偏心体第一侧面的间距-l，偏心体第一侧面的直径-d。
具体实施方式
以下通过具体实施例再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅局限于以下的实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
如图1-7所示，一种切槽切断刀具及夹持组件，包括刀具2，所述刀具上设有切削刃1，所述切削刃1具体设于刀具2的前端的后续将会详述的刀座8中，所述切削刃1前端设有主切削刃15，本实施例中，主切削刃15形成于上部边缘，并暴露于的开口之外，不受其限制。
本实施例中，所述刀具2装配于所述刀板3，具体地，配合于所述刀板3上设有的用于接纳所述刀具2的刀座8。所述刀座8于所述刀板厚度方向贯穿形成，本实施例中，两个刀座8分别形成于刀板3一条对角线的两端，在所述刀板的一角形成开口，开口两侧分别为第一侧部和第二侧部，所述第一侧部为尖端9，第二侧部为刀具支撑部11，装配时，如前所述的刀具2设于所述刀具支撑部11。所述刀板3的主体成矩形平板状，其可看作是由两相对的底面和四条棱围成，四条棱构成所述刀板3的横向边缘6和纵向边缘5，四条棱的面积与底面相比极小，因此，在本发明中，所述的厚度方向即为与构成刀板的两底面向垂直的方向。所述尖端9被控制发生弹性形变，而调节到锁定和张开位置。
所述刀座8向所述刀板长度方向延伸设有夹紧部，所述夹紧部与所述刀座8连通，所述夹紧部包括由所述开口依次向内设置的刀具定位面7、第一狭缝12、形变孔10、第二狭缝13和应力孔14；所述形变孔10的上半周具有一处向内的圆弧状凸起，下半周呈凹圆弧状；所述应力孔上半周和下半周均呈凹圆弧状。本实施例中，所述形变孔10的上半周的凸圆弧形成三个支撑表面(16，17，20)，，分别是沿所述形变孔圆周方向依次排列的接触变形支撑表面16、最大变形支撑表面20、最后变形支撑表面17，下半周亦形成三个支撑表面(18，19，21)，支撑表面16与18对应，支撑表面20与21对应，支撑表面17与19对应。
夹紧工具28，所述夹紧工具28包括相互垂直的柄和偏心体27，所述偏心体27可插入所述形变孔10并在其中旋转；所述偏心体27包括两相对设置的第一侧面和两相对设置的第二侧面，两所述第二侧面为凹圆弧状，并且不与形变孔10的上半周及下半周接触；两所述第一侧面具有向内的圆弧状凸起，并且与形变孔10的上半周及下半周接触，本实施例中，优选地，第二侧面始终不与形变孔10的上半周及下半周接触，第一侧面始终与形变孔10的上半周及下半周接触，但不限于实施例，实际产品中，由于误差、磨损或其他原因，第二侧面始终可能暂时性地与形变孔10的上半周及下半周接触、第一侧面暂时性地不与形变孔10的上半周及下半周接触，都属于本专利讨论范围，不应排除在权利要求保护范围之外；如图6所示，两所述第一侧面的间距l大于所述上半周与下半周之间的距离，所述两第二侧面的间距小于所述上半周与下半周之间的距离。
所述上半周与下半周之间的距离h1如图5所示，指形变孔10不发生形变时，其上半周圆弧状凸起处的水平内切线与下半周水平外切线之间的最短距离；两所述第一侧面的间距指两第一侧面水平外切线之间的最短距离；两所述第二侧面的间距指两第二侧面水平内切线之间的最短距离。
所述夹紧工具28的偏心体27的每个所述第二侧面形成两个接触表面(22，23，24，25)，每个所述第一侧面形成一个接触表面26。
本专利中所讨论的“圆弧状”、“圆弧状凸起”、“凸圆弧状”、“凹圆弧状”等外观形状的部件中，该部件由轴向(或横截面方向)观察，其相应的“圆弧状”、“圆弧状凹陷”、“凸圆弧状”部位需呈现的连续、平滑的曲线。局部地方设有尖锐的倒角或缺口等，导致曲线不完全连续、平滑的，若不足以造成卡滞、磨损等不良影响的，亦应当包括在本专利的范围之内。
刀具的设计中，需在张开与夹紧之间做出巧妙配合。刀座开口处的尖端9需要具有优秀的弹性形变性能，一方面，安全、稳固地将切削刀片夹紧在刀座8中，另一方面，弹性力又不宜过大，使切削刀片的更换困难。在使用中，尖端9应在多次更换刀片后，仍保持其固有弹性形变性能，且刀板3亦需具有较长的使用寿命。在刀片更换的过程中，尖端9不应受到超过其材质的最大屈服强度的外力作用，防止造成的形变可能转变为塑性形变而不再是弹性形变；另外，形变孔10部分，即沿刀板10，具有最小惯性力矩且因此在切削力的负荷下最易于形变的那一段，形变而建立弹性收紧力的材料区域也不应太脆弱，例如由于孔的位置不恰当或误放。刀片更换必需的夹紧工具28和相互作用的形变孔10本质上应是可触或可听，分别感知夹紧工具28的开启和锁定位置。
如图8-12所示，刀具2更换或装配时，夹紧工具28的放入刀板3的形变孔10中，通过使用者旋转夹紧工具28(顺时针或逆时针旋转)，偏心体27和形变孔10之间的配合作用，使尖端9弹性变形达到张开状态，此时可将刀具2放入或移出刀座8中，达到快速更换的效果。本实施例中，偏心体从图9转动至图11的范围内，第一侧面与形变孔10接触，在偏心体横截面上，形变孔10划过第一侧面的范围是直径为d的圆弧。
起始位置时，偏心体27的两第一侧面处于靠近形变孔10上半周和下半周的位置，且不发生接触，两所述第一侧面的间距大致等于形变孔10的直径(即第一狭缝12与第二狭缝13之间的最短距离)，偏心体27沿顺时针方向开始转动时，偏心体27的接触表面首先分别与形变孔10上半周支撑表面16和下半周支撑表面18接触，此时，形变孔10开始变形张开，偏心体27继续沿顺时针方向转动至与初始位置垂直的位置时，偏心体27的两第二侧面的接触表面26，分别与形变孔10上半周和下半周的三个支撑表面中位于中间的支撑表面20和21接触，此时，形变孔10变形张开最大，其中，上半周支撑表面20即为向内的圆弧状凸起，此时，因为两所述第一侧面的间距大于所述上半周与下半周之间的距离，形变孔10的上半周被顶起，形变孔10发生弹性形变，带动尖端9发生弹性形变进入张开状态，偏心体27继续沿顺时针方向转动，偏心体27的两第二侧面的接触表面26不再与上半周支撑表面20接触，形变孔10恢复，带动尖端9回复，进入锁定状态，此时，偏心体27的接触表面首先分别与形变孔10上半周支撑表面17和下半周支撑表面19接触，偏心体27继续沿顺时针方向转动，恢复到与初始位置平行的位置，偏心体27整个转动过程中，两所述第二侧面始终未与所述上半周及下半周接触。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干形变和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：包括
刀板，所述刀板上设有用于接纳所述刀具的刀座，所述刀座包括镂空区域和开口，所述镂空区域于所述刀板厚度方向贯穿形成，所述开口于所述刀座的远端形成；所述刀座向所述刀板长度方向延伸设有夹紧部，所述夹紧部与所述刀座连通，所述夹紧部至少包括一个狭缝和一个形变孔；所述形变孔的上半周具有向内的圆弧状凸起，下半周呈凹圆弧状；
夹紧工具，所述夹紧工具包括偏心体，所述偏心体可插入所述形变孔并在其中旋转；所述偏心体旋转至开启位置时可使所述形变孔扩张。
2.根据权利要求1所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述偏心体包括两第一侧面和两第二侧面，所述第一侧面和第二侧面依次连接，并相间设置，至少一个所述第一侧面为凸圆弧状，两所述第一侧面的间距大于所述上半周与下半周之间的距离；至少一个所述第二侧面具有向内的圆弧状凹陷，两所述第二侧面的间距小于所述上半周与下半周之间的距离。
3.根据权利要求2所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述开口的两侧分别为第一侧部和第二侧部，所述刀座的开口的第一侧部为尖端，所述刀座的开口的第二侧部为刀具支撑部。
4.根据权利要求1所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述夹紧部包括由所述开口依次向内设置的刀具定位面、第一线狭缝、形变孔、第二狭缝和应力孔；所述形变孔的上半周具有向内的圆弧状凸起，下半周呈凹圆弧状；所述应力孔上半周和下半周均呈凹圆弧状。
5.根据权利要求4所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述形变孔的圆弧状凸起形成三个支撑表面，分别是沿所述形变孔圆周方向依次排列的接触变形支撑表面、最大变形支撑表面、最后变形支撑表面。
6.根据权利要求5所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述最大变形支撑表面为向内的圆弧状凸起。
7.根据权利要求1所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述夹紧工具的偏心体的两个所述第二侧面均具有向内的圆弧状凹陷，两个所述第一侧面均为凸圆弧状。
8.根据权利要求7所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述夹紧工具的偏心体的每个所述第二侧面形成两个接触表面，每个所述第一侧面形成一个接触表面。
9.根据权利要求8所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述夹紧工具还包括与所述偏心体垂直连接的柄。
10.根据权利要求1所述的切槽切断刀具及夹持组件，其特征在于：所述刀板的四角至少设置一组所述刀座和夹紧部。
技术总结