CN102009196A - 一种背锪孔加工刀具及其应用方法 - Google Patents

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马敏
陈继霞
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Abstract

本发明公开了一种背锪孔加工刀具及其应用方法，包括刀杆、刀头和螺钉，所述刀杆前部设置有刀头安装孔，刀头安装孔内固定安装有刀头；所述刀杆前端设置有螺纹通孔，该通孔上安装有螺钉；所述螺钉与刀头固定连接。本发明的优点是，通过设计制作结构巧妙、简单实用的背锪孔专用加工刀具，解决了背锪孔传统加工过程中手工装卸刀、停机、加工效率低的问题，实现了背锪孔的自动加工过程；为卧加和立加等加工自动化程度高的设备提供了一种专用刀具，并可实现机械手自动换刀，大大提高了加工效率。

Description

一种背锪孔加工刀具及其应用方法 
技术领域：
本发明属于刀具加工领域，涉及一种背锪孔加工刀具及其应用方法，尤其是一种用于高压开关设备零件上背锪孔的专用加工刀具及其应用方法。 
背景技术：
现有技术中，在加工背锪孔时，一股从大孔端面进刀，先加工小孔，然后加工大孔。但有些零件由于结构的限制，从大孔端面进刀，刀具和零件会发生干涉，只能从小孔端面进刀，先加工小孔，然后将刀具进到大孔的底部，反向(从大孔底部向小孔方向)加工大孔。这种大孔称做“背锪孔”，这种加工方法称作“背锪加工”，所使用的刀具称作“背锪刀”，如附图1所示。 
加工类似的背锪孔，都是在镗床上加工，加工原理如下：制作一股的圆刀杆，将切削刀头固定在圆刀杆上。为保证刀杆强度，刀杆尽量做得粗些，安装刀头后无法从前面的小孔通过。因此，加工时，先不安装刀头，刀杆从小孔穿过后，再装刀头，然后进行反方向进给背锪加工。待一个孔加工完成后，机床暂停，将刀头拆卸，刀杆退回，刀杆从另一个孔的中心位置进刀，重复以上的过程。可见，每加工一个孔，都要经历装刀、加工、停机、卸刀的过程，加工效率很低。 
卧式加工中心是高效的自动化加工设备，换刀都是由机械手自动完成，中间无需停机。采用原来的传统背锪刀，不仅影响加工效率，而且根据机床结构，手工换刀违反安全操作规程，存在一定的安全隐患。 
国外有几家刀具生产商生产的背锪刀，不需要手工装卸刀，但结构很复杂，刀具上设有类似离合器的装置，能实现刀片的自动打开和收回，但价格昂贵，成本太高。 
发明内容：
本发明提供一种背锪孔专用加工刀具，使用该刀具可实现背锪孔的自动加工，在普通镗床上使用可避免停机和手工装卸刀；在立式加工中心和卧式加工中心上使用，可实现机械手自动换刀，提高背锪孔的加工效率。 
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种背锪孔加工刀具，包括刀杆和刀头，所述刀杆前部设置有刀头安装孔，刀头安装孔内固定安装有刀头；所述刀杆前端设置有螺纹通孔，该通孔上安装有螺钉；所述螺钉与刀头固定连接。 
所述刀杆上部为刀柄夹持部位，横截面为圆形，下部为加工时与零件接触部位，横截面由两个相同圆弧相向对接而成；所述刀头安装孔设置在刀杆前部端面。 
所述刀杆的材质是40Cr，其调质硬度为HB220-260、淬火硬度为HRC30-40。 
所述背锪孔加工刀具的应用方法，首先，将刀杆从小孔中偏心进刀；其次，使刀杆带动刀头旋转加工大孔；最后，大孔加工完成后，再偏心进刀。 
所述小孔的直径是φ14。所述大孔的直径是φ25。 
如附图2所示的专用背锪孔刀具，该刀具由刀杆、刀头、螺钉三部分组成，其中刀杆是核心部件，刀杆采用和夹持部位的偏心结构，偏心尺寸根据图纸进行设计，刀杆采用“枣核”状，这种结构可增加刀杆的强度，两边的圆弧直径根据零件的孔径进行设计，编程中需根据偏心尺寸进行主轴的偏移下刀，进入孔底部，然后刀具回到加工孔的中心，旋转主轴，进行切削，实现零件孔的背锪加工。 
附图3是φ14背锪φ25(或φ25以下)的专用刀杆图。 
其中调质要求硬度HB220～260；淬火要求硬度HRC30～40。 
本发明的优点是，通过设计制作结构巧妙、简单实用的背锪孔专用加工刀具，解决了背锪孔传统加工过程中手工装卸刀、停机、加工效率低的问题，实现了背锪孔的自动加工过程；为卧加和立加等加工自动化程度高的设备提供了一种专用刀具，并可实现机械手自动换刀。以φ14背锪φ25(φ25孔深2mm)为例，采用该发明，背锪一个孔约需1分钟，加工4个孔约需4分钟，而用原来传统的刀具和方法加工4个孔约需30分钟，大大提高了加工效率。 
附图说明：
图1为现有技术的背锪孔结构示意图； 
图2为本发明背锪刀具结构示意图； 
图3为本发明的背锪刀杆结构示意图。 
图4为背锪加工时刀具位置示意图； 
图5为进退刀时刀具位置示意图； 
其中：1为刀杆；2为螺钉；3为刀头。 
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述： 
参见图2，一种背锪孔加工刀具，包括刀杆和刀头，所述刀杆前部设置有刀头安装孔，刀头安装孔内固定安装有刀头；所述刀杆前端设置有螺纹通孔，该通孔上安装有螺钉；所述螺钉与刀头固定连接。 
所述刀杆上部为刀柄夹持部位，横截面为圆形，下部为加工时与零件接触部位，横截面由两个相同圆弧相向对接而成；所述刀头安装孔设置在刀杆前部端面。 
参见图4，“枣核”状刀杆上有两个φ13圆弧，其中一个φ13圆弧的圆心与刀杆夹持部位φ20及φ14孔的圆心重合，另一个φ13圆弧的圆心与刀杆夹持部位φ20及φ14孔的圆心偏心6mm。刀头长6mm。 
参见图5，背锪加工时，“枣核”状刀杆从φ14孔中偏心进刀，即与φ14孔偏心6mm的φ13圆弧紧贴φ14孔壁进刀，间隙为0.5mm，此时刀头与φ14孔壁间隙也为0.5mm。当刀杆进到即将加工的φ25孔底部后，刀杆回到φ14孔中心，参见图4，此时与φ14孔同心的φ13圆弧紧贴φ14孔壁，间隙为0.5mm。然后刀具旋转加工φ25，按照要求深度加工完成后，再按照图5偏心退刀。一个背锪孔即加工完成。 
根据本发明的设计原理，我们又设计制作了φ19背锪φ40、φ24背锪φ46专用背锪刀具，并应用于实际生产中，使用效果良好。 
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。 

Claims (7)

1.一种背锪孔加工刀具，包括刀杆和刀头，其特征在于：所述刀杆前部设置有刀头安装孔，刀头安装孔内固定安装有刀头；所述刀杆前端设置有螺纹通孔，该通孔上安装有螺钉；所述螺钉与刀头固定连接。
2.如权利要求1所述一种背锪孔加工刀具，其特征在于：所述刀杆上部为刀柄夹持部位，横截面为圆形，下部为加工时与零件接触部位，横截面由两个相同圆弧相向对接而成；所述刀头安装孔设置在刀杆前部端面。
3.如权利要求1所述一种背锪孔加工刀具，其特征在于：所述螺钉孔设置在刀杆端面两个圆弧中间。
4.如权利要求1所述一种背锪孔加工刀具，其特征在于：所述刀杆的材质是40Cr，其调质硬度为HB220-260、淬火硬度为HRC30-40。
5.基于权利要求1、2、3、4所述背锪孔加工刀具的应用方法，其特征在于：首先，将刀杆从小孔中偏心进刀；其次，使刀杆带动刀头旋转加工大孔；最后，大孔加工完成后，再偏心退刀。
6.如权利要求5所述背锪孔加工刀具的应用方法，其特征在于：所述小孔的直径是φ14mm。
7.如权利要求5所述背锪孔加工刀具的应用方法，其特征在于：所述大孔的直径是φ25mm。
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