CN114029517A - 可自动排屑的内孔加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动排屑的内孔加工刀具，涉及机加工刀具技术领域。提供一种能够强制使切削排出的可自动排屑的内孔加工刀具。该刀具包括刀杆和连接在刀杆前端的刀片；还包括输送结构、断屑板和切屑导出罩；刀杆上具有导屑孔和导入孔，刀片加工产生的切削能够通过导入孔进入导屑孔；切屑导出罩连接在刀杆后端，切屑导出罩上具有径向导出孔；断屑板安装在导入孔的壁面上；输送结构包括输送轴、断屑叶片和输送叶片；输送轴位于导屑孔内，输送轴的前端安装在刀杆的前端，后部安装在切屑导出罩上并穿过切屑导出罩；断屑叶片与输送轴连接并与断屑板位置对应，断屑能够向后输送切屑；输送叶片连接在断屑叶片与切屑导出罩之间的输送轴上。

Description

可自动排屑的内孔加工刀具

技术领域

本发明涉及机加工刀具技术领域，尤其涉及一种可自动排屑的内孔加工刀具。

背景技术

车床加工深孔时，加工产生的切屑不容易排出。立式车床用于车削大型、重型工件，立式车床车削竖向的深盲孔时，切屑需要向上移动排出，切削难以自动向上移动排出，排屑更加困难。排屑不畅会导致已加工的工件表面被切屑损伤，表面质量变差；也会导致刀具磨损家具，机床切削阻力增大等问题。

据申请人所知，目前尚无能够解决深孔车削排屑，尤其是立车深盲孔排屑问题的车刀。有时为了排屑，只能将原有的盲孔加工成通孔，使切屑能够向下排出，而后又对通孔端部进行封堵，这显然大大增加了工件的加工成本。

申请号为201910988397.2的中国专利申请公开了一种具有疏导排屑结构的可转位车刀，包括车刀片主体，车刀片主体水平截面的外形轮廓为正方形；正方形刀片四个边外边缘处设有四个切削刃，主切削刃和副切削刃均设有负倒棱，在主切削刃和副切削刃中间的前刀面上建立锥形的突起部分，锥形突起直至两侧切削刃部分分别形成凹槽作为排屑槽。该车刀具有疏导切屑，利于切屑排出的作用。但该车刀主要适用于外圆加工的车刀，对于内孔车削，其排屑能力远远不够，对于切屑需要向上移动的盲孔立式车削更加无能为力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够强制使切削排出的可自动排屑的内孔加工刀具。

为解决上述问题采用的技术方案是：可自动排屑的内孔加工刀具包括刀杆和连接在刀杆前端的刀片；还包括输送结构、断屑板和切屑导出罩；刀杆上具有导屑孔和导入孔，导屑孔沿刀杆轴向设置，导屑孔由刀杆前部延伸至刀杆后端，导入孔靠近刀片，导入孔由刀杆侧面延伸至导屑孔，刀片加工产生的切削能够通过导入孔进入导屑孔；切屑导出罩连接在刀杆后端，切屑导出罩上具有径向导出孔，径向导出孔与导屑孔连通；断屑板安装在导入孔的壁面上；

输送结构包括输送轴、断屑叶片和输送叶片；输送轴与导屑孔同轴设置并位于导屑孔内，输送轴的前端安装在刀杆的前端，输送轴的后部安装在切屑导出罩上并穿过切屑导出罩，输送轴可旋转，输送轴的后端上具有动力装置连接结构；断屑叶片与输送轴连接并与断屑板位置对应，断屑叶片的数量为3或4 个，各断屑叶片圆周均布，断屑叶片倾斜设置使其具有向后输送切屑的作用，断屑叶片与断屑板共同形成断屑结构；输送叶片连接在断屑叶片与切屑导出罩之间的输送轴上；断屑叶片和输送叶片的外沿临近导屑孔的孔壁。

进一步的是：刀片上在临近前刀面处设置有将切屑导向导入孔的导屑斜面。

进一步的是：刀片为条形刀片，刀片沿刀杆径向设置，刀片沿刀杆径向的位置可调。

进一步的是：断屑板的内侧具有剪切刃，剪切刃与导屑孔的孔壁平齐。

进一步的是：断屑板为中心对称结构，断屑板的内外侧具有剪切刃，断屑板能够翻面使用。

进一步的是：输送轴包括输送轴前段和输送轴后段，输送轴前段与输送轴后段可拆卸连接，输送轴前段上连接断屑叶片，输送轴后段上连接输送叶片。

进一步的是：输送轴包括定位螺钉；

输送轴后段的前端具有位于输送轴后段轴截面两边的后段孔槽和后段凸起，后段孔槽和后段凸起结合处的轴截面为后段定位面，后段孔槽包括后段安装缺口和位于后段安装缺口后方的后段定位孔，后段凸起包括后段安装凸起和位于后段安装凸起前方的后段定位柱；

输送轴前段的后端具有位于输送轴前段轴截面两边的前段孔槽和前段凸起，前段孔槽和前段凸起结合处的轴截面为前段定位面，前段孔槽包括前段安装缺口和位于前段安装缺口前方的前段定位孔，前段凸起包括前段安装凸起和位于前段安装凸起后方的前段定位柱；

前段定位面与后段定位面贴合，前段定位柱***后段定位孔并与后段定位孔配合，后段定位柱***前段定位孔并与前段定位孔配合；定位螺钉与输送轴前段连接并使输送轴前段与输送轴后段轴向抵紧。

进一步的是：后段定位孔、后段定位柱、前段定位孔和前段定位柱的形状均为楔形。

进一步的是：定位螺钉与前段安装凸起螺纹连接并与前段定位面垂直，定位螺钉的端部为定位锥头，后段安装凸起上具有定位锥孔，定位锥孔轴线位于定位螺钉轴线的后方，定位锥头顶在定位锥孔的前壁面上。

进一步的是：输送轴的前端与刀杆之间设置有滑动轴承，输送轴与切屑导出罩之间设置有滑动轴承。

本发明的有益效果是：本发明使用时，如同普通车刀一样，刀杆装卡在车床上并伸入工件已钻出的孔中，而后车削孔的表面。不同的是车床上需要固定动力装置，动力装置与动力装置连接结构连接从而驱动输送轴旋转。车削产生的切屑进入导入孔，而后进入导屑孔；断屑叶片旋转与断屑板共同产生剪断和敲击作用，使切屑断成小段，避免切屑缠绕在输送结构上；断屑叶片还将切屑向后输送到输送叶片处，输送叶片将切屑向后输送至切屑导出罩；径向导出孔将切削导出，避免切削掉回到工件上的孔中。

可见本发明能够强制使铁屑排出，避免切削存留与工件孔中的种种弊端，即使在立车车削刀具竖向设置时，也能强制将铁屑向上输送排出。

附图说明

图1是可自动排屑的内孔加工刀具立体图；

图2是图1前部的放大图；

图3是可自动排屑的内孔加工刀具主视图；

图4是图3前部的放大图；

图5是可自动排屑的内孔加工刀具轴向剖视图；

图6是可自动排屑的内孔加工刀具俯视图；

图7是断屑板剖视图；

图8是输送轴前段与输送轴后段的连接方式图；

图9是输送轴前段的后端图；

图10是输送轴后段的前端图；

图11是可自动排屑的内孔加工刀具使用状态图；

图中标记为：刀杆1、导屑孔11、导入孔12、刀片2、前刀面21、导屑斜面22、输送轴3、输送轴前段31、前段定位面311、前段凸起312、前段安装凸起3132、前段定位柱3122、前段孔槽313、前段安装缺口3131、前段定位孔3132、输送轴后段32、后段定位面321、后段凸起322、后段安装凸起3221、后段定位柱3222、后段孔槽323、后段安装缺口3231、后段定位孔3232、定位锥孔324、动力装置连接结构33、定位螺钉34、定位锥头341、断屑叶片4、输送叶片5、断屑板6、剪切刃61、切屑导出罩7、径向导出孔71、滑动轴承8、动力装置9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图5所示，可自动排屑的内孔加工刀具包括刀杆1和连接在刀杆1 前端的刀片2；还包括输送结构、断屑板6和切屑导出罩7；刀杆1上具有导屑孔11和导入孔12，导屑孔11沿刀杆1轴向设置，导屑孔11由刀杆1前部延伸至刀杆1后端，导入孔12靠近刀片2，导入孔12由刀杆1侧面延伸至导屑孔 11，刀片2加工产生的切削能够通过导入孔12进入导屑孔11；切屑导出罩7连接在刀杆1后端，切屑导出罩7上具有径向导出孔71，径向导出孔71与导屑孔11连通；断屑板6安装在导入孔12的壁面上；

输送结构包括输送轴3、断屑叶片4和输送叶片5；输送轴3与导屑孔11 同轴设置并位于导屑孔11内，输送轴3的前端安装在刀杆1的前端，输送轴3 的后部安装在切屑导出罩7上并穿过切屑导出罩7，输送轴3可旋转，输送轴3 的后端上具有动力装置连接结构33；断屑叶片4与输送轴3连接并与断屑板6 位置对应，断屑叶片4的数量为3或4个，各断屑叶片4圆周均布，断屑叶片4 倾斜设置使其具有向后输送切屑的作用，断屑叶片4与断屑板6共同形成断屑结构；输送叶片5连接在断屑叶片4与切屑导出罩7之间的输送轴3上；断屑叶片4和输送叶片5的外沿临近导屑孔11的孔壁。

如图11所示，本发明使用时，如同普通车刀一样，刀杆1装卡在车床上并伸入工件已钻出的孔中，而后车削孔的表面。不同的是车床上需要固定动力装置11，动力装置11与动力装置连接结构33连接从而驱动输送轴3旋转。车削加工，刀具是不旋转的，工件旋转，因此动力装置11可直接与动力装置连接结构33连接。动力装置11可以使电机加减速机的常规结构，动力装置连接结构 33可以是单键、花键等常规的链接结构。动力装置11与动力装置连接结构33 可以通过联轴器连接。

车削产生的切屑进入导入孔12，而后进入导屑孔11；断屑叶片4旋转与断屑板6共同产生剪断和敲击作用，使切屑断成小段，避免切屑缠绕在输送结构上；断屑叶片4还将切屑向后输送到输送叶片5处，输送叶片5将切屑向后输送至切屑导出罩7；径向导出孔71将切削导出，避免切削掉回到工件上的孔中。可见本发明能够强制使铁屑排出，避免切削存留与工件孔中的种种弊端，即使在立车车削刀具竖向设置时，也能强制将铁屑向上输送排出。

如图2所示，由于刀片2安装在刀杆1的前端，并且刀杆1的前端要留出输送轴3的安装位置，导入孔12要位于刀片2内后方。为了能够将切削导入导入孔12，刀片2上在临近前刀面21处设置有将切屑导向导入孔12的导屑斜面 22。导屑斜面22如图2所示，应当能够向后内方向导屑，加工产生的切屑流过前刀面21再经导屑斜面22的引导进入导入孔12。

输送轴3的安装方式如图5所示，可在输送轴3的前端与刀杆1之间设置滑动轴承8，输送轴3与切屑导出罩7之间也设置滑动轴承8，保证输送轴3可旋转。

断屑叶片4和断屑板6的作用是共同产生剪断和敲击作用，使切屑断成小段，避免切屑缠绕在输送结构上。断屑叶片4还需具有一定的输送效果，以使切屑能够向后输送到输送叶片5处。断屑叶片4的具体结构可以如图4所示，其向后输送的角度较小，保证对切屑的敲击和剪切效果。断屑叶片4的数量为3 或4个可使切屑断为合适的长度。输送叶片5参照现有螺旋输送机的叶片设置即可。

断屑叶片4和输送叶片5的外沿应临近导屑孔11的孔壁，尽量避免切屑卡到输送轴3与导屑孔11的孔壁之间。断屑叶片4和输送叶片5的外沿与导屑孔 11的孔壁之间的距离应控制在0.1mm至0.2mm。

断屑板6可以为一平板，用于垫住切屑。为了提高断屑叶片4和断屑板6 对于切屑的剪切作用，优选断屑板6的内侧具有剪切刃61，剪切刃61与导屑孔 11的孔壁平齐。断屑板6容易被切屑磨损，为了提高断屑板6的寿命，优选如图7所示，断屑板6为中心对称结构，断屑板6的内外侧具有剪切刃61，断屑板6能够翻面使用。如此断屑板6的一侧磨损后，可翻面使用另一个剪切刃61，从而可提高断屑板6的寿命。

为了方便加工直径外大内小的台阶孔，优选刀片2为条形刀片，刀片2沿刀杆1径向设置，刀片2沿刀杆1径向的位置可调。如此则刀片2径向向外调节，可方便加工台阶孔。

本发明刀杆1可由高速钢等高硬度材料加工，但断屑叶片4和输送叶片5 是扭曲的，不容易由高速钢等高硬度材料制成。因此相对容易磨损。为此本发明优选输送轴3包括输送轴前段31和输送轴后段32，输送轴前段31与输送轴后段32可拆卸连接，输送轴前段31上连接断屑叶片4，输送轴后段32上连接输送叶片5。如此设置的意义在于若是断屑叶片4磨损则更换输送轴前段31，若是输送叶片5磨损则更换输送轴后段32，避免更换整个输送结构，可降低刀具的使用成本。

输送轴前段31与输送轴后段32具体的连接方式可以如图8至图10所示：输送轴3包括定位螺钉34；输送轴后段32的前端具有位于输送轴后段32轴截面两边的后段孔槽323和后段凸起322，后段孔槽323和后段凸起322结合处的轴截面为后段定位面321，后段孔槽323包括后段安装缺口3231和位于后段安装缺口3231后方的后段定位孔3232，后段凸起322包括后段安装凸起3221和位于后段安装凸起3221前方的后段定位柱3222；输送轴前段31的后端具有位于输送轴前段31轴截面两边的前段孔槽313和前段凸起312，前段孔槽313和前段凸起312结合处的轴截面为前段定位面311，前段孔槽313包括前段安装缺口3131和位于前段安装缺口3131前方的前段定位孔3132，前段凸起312包括前段安装凸起3132和位于前段安装凸起3132后方的前段定位柱3122；前段定位面311与后段定位面321贴合，前段定位柱3122***后段定位孔3232并与后段定位孔3232配合，后段定位柱3222***前段定位孔3132并与前段定位孔 3132配合；定位螺钉34与输送轴前段31连接并使输送轴前段31与输送轴后段 32轴向抵紧。该连接方式连接和拆分操作简单，连接可靠。

进一步优选后段定位孔3232、后段定位柱3222、前段定位孔3132和前段定位柱3122的形状均为楔形。如此则输送轴前段31与输送轴后段32轴向抵紧时，可使前段定位柱3122与后段定位孔3232，以及后段定位柱3222与前段定位柱3122抵紧，进一步提高连接的定位效果。

实现输送轴前段31与输送轴后段32轴向抵紧的具体方式可以如下：定位螺钉34与前段安装凸起3132螺纹连接并与前段定位面311垂直，定位螺钉34 的端部为定位锥头341，后段安装凸起3221上具有定位锥孔324，定位锥孔324 轴线位于定位螺钉34轴线的后方，定位锥头341顶在定位锥孔324的前壁面上。

本发明需要在刀杆1内部设置输送结构，因此本发明适用于刀杆1较粗的情形，尤其适用于立车大型零件的深盲孔中。

Claims (10)

1.可自动排屑的内孔加工刀具，包括刀杆(1)和连接在刀杆(1)前端的刀片(2)；其特征在于：包括输送结构、断屑板(6)和切屑导出罩(7)；刀杆(1)上具有导屑孔(11)和导入孔(12)，导屑孔(11)沿刀杆(1)轴向设置，导屑孔(11)由刀杆(1)前部延伸至刀杆(1)后端，导入孔(12)靠近刀片(2)，导入孔(12)由刀杆(1)侧面延伸至导屑孔(11)，刀片(2)加工产生的切削能够通过导入孔(12)进入导屑孔(11)；切屑导出罩(7)连接在刀杆(1)后端，切屑导出罩(7)上具有径向导出孔(71)，径向导出孔(71)与导屑孔(11)连通；断屑板(6)安装在导入孔(12)的壁面上；

输送结构包括输送轴(3)、断屑叶片(4)和输送叶片(5)；输送轴(3)与导屑孔(11)同轴设置并位于导屑孔(11)内，输送轴(3)的前端安装在刀杆(1)的前端，输送轴(3)的后部安装在切屑导出罩(7)上并穿过切屑导出罩(7)，输送轴(3)可旋转，输送轴(3)的后端上具有动力装置连接结构(33)；断屑叶片(4)与输送轴(3)连接并与断屑板(6)位置对应，断屑叶片(4)的数量为3或4个，各断屑叶片(4)圆周均布，断屑叶片(4)倾斜设置使其具有向后输送切屑的作用，断屑叶片(4)与断屑板(6)共同形成断屑结构；输送叶片(5)连接在断屑叶片(4)与切屑导出罩(7)之间的输送轴(3)上；断屑叶片(4)和输送叶片(5)的外沿临近导屑孔(11)的孔壁。

2.根据权利要求1所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：刀片(2)上在临近前刀面(21)处设置有将切屑导向导入孔(12)的导屑斜面(22)。

3.根据权利要求2所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：刀片(2)为条形刀片，刀片(2)沿刀杆(1)径向设置，刀片(2)沿刀杆(1)径向的位置可调。

4.根据权利要求1所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：断屑板(6)的内侧具有剪切刃(61)，剪切刃(61)与导屑孔(11)的孔壁平齐。

5.根据权利要求4所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：断屑板(6)为中心对称结构，断屑板(6)的内外侧具有剪切刃(61)，断屑板(6)能够翻面使用。

6.根据权利要求1所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：输送轴(3)包括输送轴前段(31)和输送轴后段(32)，输送轴前段(31)与输送轴后段(32)可拆卸连接，输送轴前段(31)上连接断屑叶片(4)，输送轴后段(32)上连接输送叶片(5)。

7.根据权利要求6所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：输送轴(3)包括定位螺钉(34)；

输送轴后段(32)的前端具有位于输送轴后段(32)轴截面两边的后段孔槽(323)和后段凸起(322)，后段孔槽(323)和后段凸起(322)结合处的轴截面为后段定位面(321)，后段孔槽(323)包括后段安装缺口(3231)和位于后段安装缺口(3231)后方的后段定位孔(3232)，后段凸起(322)包括后段安装凸起(3221)和位于后段安装凸起(3221)前方的后段定位柱(3222)；

输送轴前段(31)的后端具有位于输送轴前段(31)轴截面两边的前段孔槽(313)和前段凸起(312)，前段孔槽(313)和前段凸起(312)结合处的轴截面为前段定位面(311)，前段孔槽(313)包括前段安装缺口(3131)和位于前段安装缺口(3131)前方的前段定位孔(3132)，前段凸起(312)包括前段安装凸起(3132)和位于前段安装凸起(3132)后方的前段定位柱(3122)；

前段定位面(311)与后段定位面(321)贴合，前段定位柱(3122)***后段定位孔(3232)并与后段定位孔(3232)配合，后段定位柱(3222)***前段定位孔(3132)并与前段定位孔(3132)配合；定位螺钉(34)与输送轴前段(31)连接并使输送轴前段(31)与输送轴后段(32)轴向抵紧。

8.根据权利要求7所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：后段定位孔(3232)、后段定位柱(3222)、前段定位孔(3132)和前段定位柱(3122)的形状均为楔形。

9.根据权利要求8所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：定位螺钉(34)与前段安装凸起(3132)螺纹连接并与前段定位面(311)垂直，定位螺钉(34)的端部为定位锥头(341)，后段安装凸起(3221)上具有定位锥孔(324)，定位锥孔(324)轴线位于定位螺钉(34)轴线的后方，定位锥头(341)顶在定位锥孔(324)的前壁面上。

10.根据权利要求1所述的可自动排屑的内孔加工刀具，其特征在于：输送轴(3)的前端与刀杆(1)之间设置有滑动轴承(8)，输送轴(3)与切屑导出罩(7)之间设置有滑动轴承(8)。

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