CN104070212B - 加工孔的组合刀具以及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了两种车床上加工孔的组合刀具及其加工方法，能够解决机械加工中现有的孔加工方法存在钻头消耗大、刀具的刀尖在工件孔中的高低位置调整操作不方便以及冷却液不能充分加注的问题。加工孔的组合刀具，包括刀杆和刀头，所述刀杆一端具有莫氏锥柄、另一端具有方形槽，所述刀头通过紧固件安装在所述方形槽内，刀头的端头两侧各设有一个断屑槽，所述刀杆沿轴线方向设有一通孔，所述通孔靠近刀头的一端具有台阶孔，所述台阶孔的直径大于刀头宽度。本发明在进行深孔加工作业时冷却液可充分加注，改善了切削环境，提高了刀具使用寿命和产品加工质量；通过刀头的改进，与原来用钻头修复废旧连接套技术比较，加工效率大幅提高。

Description

加工孔的组合刀具以及加工方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，尤其是涉及两种加工孔的组合刀具及利用上述刀具加工孔的方法。

背景技术

无论是钻孔、扩孔或内螺纹的加工，一般都需加注充分的冷却液，通常情况下冷却液加注在孔口附近的钻头或刀杆上，当进行深孔加工时，冷却液进入不了刀头部位或进入极少，显著降低对刀具和工件的冷却效果以及润滑作用，进而影响刀具使用寿命和产品的加工质量。

在高炉开口和井下凿岩的钎具使用中，因扭拒力大往往会产生许多的废旧连接套，这些连接套的大部分尺寸都是完好的，通过修复可再利用。在修复废旧连接套作业中，通常使用常规钻头对折断在连接套中的钎杆头或机轴头进行钻削去除，由于钎杆或机轴头的硬度在HRC48~53之间，而常规钻头的硬度一般在HRC52左右，加上折断部位极不规则，因此钻削作业时钻头磨损大且常有打断现象，不断要修磨钻头，该加工方法存在劳动强度高、生产效率低和消耗刀具成本高的缺陷。市场上也有硬度极高的硬质合金钻头，但韧性差不耐冲击，不适合加工极不规则的折断部位，且该钻头的价格昂贵。

在车床上扩孔或加工内螺纹时，刀具的刀尖在工件孔中的高低位置，对刀具使用寿命、工件表面质量和加工效率等影响较大。现有技术中，加工前或加工中调整刀尖的高低位置时，是通过增减不同厚度的垫刀片在刀架上调整，或者通过刃磨刀具调整，压紧力的大小也会对刀尖的高低位置产生影响，因此刀尖位置调整操作繁琐、且精准度不高。

发明内容

本发明公开了两种车床上加工孔的组合刀具及其加工方法，能够充分解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加工孔的组合刀具，包括刀杆和刀头，所述刀杆一端具有莫氏锥柄、另一端具有方形槽，所述刀头通过紧固件安装在所述方形槽内，刀头的端头两侧各设有一个断屑槽，所述刀杆沿轴线方向设有一通孔。

进一步的，所述刀头与方形槽底部之间具有间隙。

进一步的，所述通孔顶端设置有台阶孔，所述台阶孔的直径大于刀头高度。

第二种加工孔的组合刀具，包括刀杆和安装在刀杆上的刀头体，所述刀杆沿轴线方向设有一通孔，刀杆一端具有莫氏锥柄、另一端外侧面上具有螺纹，所述刀头体具有与刀杆外螺纹相匹配的内螺纹，刀头体顶端具有十字槽，所述十字槽的四个槽体中分别安装有一个小刀头；十字槽的槽体间隔中设有向下凹陷的排屑区，每个排屑区连接有一V形槽，刀头体内斜向设置有四个小孔，所述V形槽与刀杆内的通孔通过小孔连通。

进一步的，所述小刀头通过紧固件固定在十字槽的槽体中。

进一步的，所述螺纹为波形螺纹。

组合刀具的加工方法，包括如下步骤：

将夹具体平靠在车床刀架中，紧固刀架螺杆，将组合刀具莫氏锥柄的一端***夹具体莫氏锥孔中，紧固螺杆，将冷却液管子***刀杆中间通孔中，使冷却液可进入刀头部位，启动机床，大拖板带动夹具体所夹持刀杆进行工作。

当需要刀尖高于中心时，松开夹具体中的夹具螺杆，将刀杆向上旋转所需位置后紧固夹具螺杆；如果需要刀尖低于中心，松开夹具体中的夹具螺杆，将刀杆向下旋转所需位置后紧固夹具螺杆。

有益效果：

本发明提供的组合刀具和加工方法，在进行深孔加工作业时冷却液可充分加注，改善了切削环境，提高了刀具使用寿命和产品加工质量；通过刀头的改进，与原来用钻头修复废旧连接套技术比较，加工效率大幅提高。另外，投入其他产品的生产时间增加。此外，与发明人原先设计的夹具体相配合，本发明提供的组合刀具还可实现简便易行的扩孔加工。

附图说明

图1为实施例一提供的加工孔的组合刀具结构示意图；

图2为实施例一中刀杆安装刀头的一端示意图，（a）为装有刀头的示意图，（b）为未安装刀头的示意图；

图3为实施例二中刀头体结构示意图；

图4为实施例二提供的加工孔的组合刀具结构示意图；

图5为车床用钻孔夹具结构示意图。

附图标记列表：

1-莫氏锥柄，2-刀杆，3-波形螺纹，4-螺丝，5-刀头，6-断屑槽，7-通孔，8-刀头体，9-小孔，10-十字槽，11-螺钉，12-小刀头，13-夹具体，14-螺孔，15-开口缝，16-莫氏锥孔，17-夹具螺杆，18-垫圈，19-刀架螺杆，20-车床刀架，21-方形槽，22-台阶孔，23-排屑区，24-V形槽。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例一：

如图1所示，一种加工孔的组合刀具，包括刀杆2和刀头5，刀杆2的一端为莫氏锥柄1结构，通过该结构，组合刀具可***车床尾座或钻孔夹具的莫氏锥孔16中，实现快速装卸；刀杆2的另一端顶部有一方形槽21，在该方形槽内可装入刀头5，刀头5以两个螺丝4紧固，刀头5的端头两侧各有一个断屑槽6；刀杆2的中间有一通孔7，加工深孔时冷却液可从通孔7中进入。由于刀杆较为细长，为了保证刀杆的刚性，通孔7的直径不能过大，加工时我们发现，通孔7的直径较刀头5高度略小，这样冷却液自通孔7流入时，被刀头5阻挡无法顺畅流出。为了使冷却液能够有效地冷却刀具，刀头5附近应具有供冷却液流出的区域，我们可以在安装刀头5时令刀头5距离方形槽21底部有一定的距离，从而形成缝隙，该缝隙即可供冷却液流出；也可以在通孔7顶端设置如图2所示的台阶孔22，台阶孔的直径大于刀头5高度，图2中台阶孔与刀头5之间形成上下两处缺口（间隙），装入刀头5后冷却液自通孔7进入、流入台阶孔22中、再通过台阶孔与刀头5形成的两个缺口流出，能够有效冷却刀具与工件。

使用本刀具时，首先将刀杆2***车床尾座锥孔中，刀头5放入刀杆2的方形槽中，以两个螺丝4紧固刀头，推动车床尾座使刀头5靠近要加工部位，固定车床尾座，启动车床，手揺尾座手柄开始钻削加工。

实施例二：

如图3、图4所示，第二种加工孔的组合刀具，包括刀杆2和安装在刀杆2上的刀头体8，所述刀杆2沿轴线方向设有一通孔，刀杆2一端具有莫氏锥柄1、另一端外侧面上具有波形螺纹3（这里的波形螺纹仅仅为螺纹的一种具体示例，只要是能够形成配合连接的螺纹结构都可能被本领域内技术人员应用在本技术方案中），所述刀头体8具有与刀杆2外螺纹相匹配的内螺纹，刀头体2顶端具有十字槽10，所述十字槽10的四个槽体中分别安装有一个小刀头12，小刀头12的数量为四个，实现多刀多刃参与切削加工，尤其适合切削极不规则的折断部位和深孔加工。小刀头12为市场上常用的加铝超硬高速工具钢，一根200毫米长的刀具可分段多次使用，相对原来采用钻头加工的方法，刀具成本显著下降。十字槽10的槽体间隔中设有向下凹陷的排屑区23，由于十字槽有四个间隔，因此排屑区的数量也是四个。每个排屑区连接有一V形槽24， V形槽24设在刀杆2外表面上且沿刀杆2轴线方向延伸，显然，V形槽的数量也是四个，排屑区23与V形槽24相配合能够实现刀头附近的良好排屑。刀头体内斜向设置有四个小孔9，所述V形槽与刀杆2内的通孔7通过小孔9连通。在深孔加工时冷却液可以从通孔7、小孔9中流至刀头体8端面，充分冷却刀具与工件。

使用本刀具时，首先将刀杆2***车床尾座锥孔中，将刀头体8旋接在刀杆2上，在刀头体8的十字槽10中分别装入小刀头12并通过螺钉11进行紧固，推动车床尾座使刀头5靠近要加工部位，固定车床尾座，启动车床，手揺尾座手柄开始钻削加工。本方法适用于极不规则的折断部位和深孔加工。

当然，在实施例一提供的刀杆2外侧设置波形螺纹，卸下刀头5即可将刀头体8安装在刀杆2上，实现上述折断部位和深孔的加工。

实施例三：

发明人在2007年申请并获得授权的实用新型专利“一种车床用钻孔夹具”(ZL20072 0144284.7)中，公开了一种车床用钻孔夹具，如图5所示，包括夹具体13，在夹具体上开有莫氏锥孔16，莫氏锥孔16向夹具体13边缘设有开口缝15，在夹具体莫氏锥孔锥孔一侧垂直于开口缝方向间隔设有两个螺孔14，螺孔内加装夹具螺杆17，在夹具螺杆17与夹具体13之间设置垫圈18。

本发明提出的两种组合刀具可以与上述夹具配合使用，其中第一种刀具的加工方法为：将夹具体13平靠在车床刀架20中，紧固刀架螺杆19，将含有刀头5的刀杆2（即实施例一中的刀具）***夹具体莫氏锥孔16中（莫氏锥孔中心与主轴中心等高且同轴度一致，无需校验），紧固夹具螺杆17，在开口缝15的作用下，夹具会紧紧包住刀杆2，将冷却液管子***刀杆2中间通孔7中，使冷却液可进入刀头5部位，启动机床，大拖板带动夹具体13所夹持刀杆2进行自动钻孔或扩孔。在普通车床上可通过观察大拖板刻度盘控制孔的深度，在数控车床上则通过程序准确控制孔的深度。

如果需要刀尖高于中心，可将刀杆2向上旋转所需位置，如果需要刀尖低于中心，可将刀杆向下旋转所需位置，紧固螺杆17，在开口缝15的作用下，夹具会紧紧包住刀杆2，将冷却液管子***刀杆2中间通孔7中，使冷却液可进入刀头5部位，启动机床，大拖板带动夹具体13所夹持刀杆2进行扩孔加工。

第二种刀具的加工方法为：

将夹具体13平靠在车床刀架20中，紧固刀架螺杆19，将安装有刀头体8的刀杆2（即实施例二中的刀具）***夹具体莫氏锥孔16中（莫氏锥孔中心与主轴中心等高且同轴度一致，无需校验），紧固夹具螺杆17，在开口缝15的作用下，夹具会紧紧包住刀杆2，将冷却液管子***刀杆2中间通孔7中，使冷却液可进入刀头5部位，启动机床，大拖板带动夹具体13所夹持刀杆2进行极不规则的折断部位和深孔加工。在普通车床上可通过观察大拖板刻度盘控制孔的深度，在数控车床上则通过程序准确控制孔的深度。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种加工孔的组合刀具，包括刀杆，其特征在于：还包括安装在刀杆上的刀头体，所述刀杆沿轴线方向设有一通孔，刀杆一端具有莫氏锥柄、另一端外侧面上具有螺纹，所述刀头体具有与刀杆外螺纹相匹配的内螺纹，刀头体顶端具有十字槽，所述十字槽的四个槽体中分别安装有一个小刀头；十字槽的槽体间隔中设有向下凹陷的排屑区，每个排屑区连接有一V形槽，刀头体内斜向设置有四个小孔，所述V形槽与刀杆内的通孔通过小孔连通。

2.根据权利要求1所述的加工孔的组合刀具，其特征在于：所述小刀头通过紧固件固定在十字槽的槽体中。

3.根据权利要求1所述的加工孔的组合刀具，其特征在于：所述外螺纹为波形螺纹。

4.一种组合刀具的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

将夹具体平靠在车床刀架中，紧固刀架螺杆，将权利要求1～3中任意一项所述的组合刀具莫氏锥柄的一端***夹具体莫氏锥孔中，紧固螺杆，将冷却液管子***刀杆中间通孔中，使冷却液可进入刀头部位，启动机床，大拖板带动夹具体所夹持刀杆进行工作。

5.根据权利要求4所述的组合刀具的加工方法，其特征在于：当需要刀尖高于中心时，松开夹具体中的夹具螺杆，将刀杆向上旋转所需位置后紧固夹具螺杆；如果需要刀尖低于中心，松开夹具体中的夹具螺杆，将刀杆向下旋转所需位置后紧固夹具螺杆。