CN206356604U - 深孔内球面镗刀装置 - Google Patents

Abstract

深孔内球面镗刀装置，包括深孔内球面预加工钻头和镗刀机构，深孔内球面预加工钻头为仿球形钻头，由钻头体、导向块和标准三角形刀片组成；镗刀机构由镗头、镗杆和手摇机构组成，镗头与镗杆采用轴径间隙配合销轴连接，镗杆与手摇机构通过轴径间隙配合螺钉连接。本实用新型实现了深孔内球面的镗削，不仅生产效率高，成本比老结构低，而且加工质量可以得到保证，解决了深孔内球面一直无法加工的难题，本实用新型使用方便、通用性好，可以满足不同深度、不同半径的深孔内球面加工。

Description

深孔内球面镗刀装置

技术领域

本实用新型涉及机床加工设备技术领域，具体涉及一种深孔内球面镗刀装置。

背景技术

​深孔镗刀也叫深孔镗头，深孔镗头分为分体式和组合式两种。深孔镗头是深孔刀具的一种，目前，现有技术中深孔钻镗床只能加工直孔，直孔可以是通孔、盲孔和阶梯孔，虽着技术的发展, 有些深孔镗刀可以进行内W形、V形底孔的盲孔加工，但是始终没有出现深孔内球面的加工工具。例如当出现如附图6所示的零件，要求在钻镗φ132^+0.5孔后再进行内球面的底孔加工，表面粗糙度Ra3.2μm，这就需要一种深孔内球面镗刀装置完成内球面的加工。此外现有技术中内球面钻头，一般是在深孔钻头的基础上采用扁钻的结构，即1/4圆上有一个圆弧形的刀片，切削效率低，刀片人工无法磨出精确的R66圆弧，只能近似，要精确必需在五面体工具磨上加工，重磨困难。附图7为现有技术中内球面钻头结构简图，在钻头体1的径向安置有三个导向块2，对1/4圆刀片起定位支承作用，保证镗刀片3正确位置。切削油由授油器供给，切屑由钻头体内孔排出。刀片为异型刀片，如果采用焊接刀片，整体刃磨如果采用人工手动磨刀，无法磨出精确的R66圆弧，后角无法磨削，只能近似，如果需要精确必需在五面体工具磨上加工，一台五面体工具磨最低价格在200万以上，好的1000万，实际不可行。刀片如果采用机夹刀片，在市场上买不到，如果订购国产异型刀片，一种规格对应的模具费为3万元左右，刀片120-200元/片；中心点线速度为零，控制不好很容易崩刃，有一处崩刃就不能用；且不具备通用性，实际也不可行，对于一般企业根本承受不起。

实用新型内容

本实用新型提供了一种深孔内球面镗刀装置，以解决现有技术存在的无法加工深孔内球面的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种深孔内球面镗刀装置，包括深孔内球面预加工钻头和镗刀机构，深孔内球面预加工钻头为仿球形钻头，由钻头体、导向块和标准三角形刀片组成，导向块与工件内孔有0.03-0.05mm间隙；镗刀机构由镗头、镗杆和手摇机构组成，镗头与镗杆采用轴孔间隙配合销轴连接，镗杆与手摇机构通过轴孔间隙配合螺钉连接，镗头前端安装一个销轴，刀杆绕着销轴旋转，刀杆一端安装刀片，刀杆另一端连接一个连杆，内置于镗头中的芯轴与连杆相连，镗头的镗刀体上设置三个均布的导向块；镗杆内部的芯杆与镗头的芯轴相连，镗杆内部可轴向移动的芯轴通过支承套固定在镗杆本体内，镗杆本体采用矩形螺纹连接，芯轴上开有键槽，镗杆本体上通过螺钉固定在键槽上，支承套设置过油孔；手摇机构由螺母、螺杆、伞齿轮、轴承、分度盘和手轮组成，手摇机构由一对伞齿轮、螺杆和螺母组成，手轮带动伞齿轮旋转通过螺母转动使芯轴轴向移动，手轮上设置分度盘。

上述刀片为菱形涂层机夹刀片，芯轴依靠支承套定位且可轴向滑动与连杆和刀杆通过销轴连接。

上述手轮旋转一圈芯轴进给量为2mm，分度盘一圈为50格，那么每格芯轴进给量为0.04mm。

本实用新型的工作原理：深孔内球面预加工钻头是为内球面镗刀装置加工进行预加工，使加工切削余量变动量在0.4mm内变动，如图7所示，用φ110深孔钻头钻孔后，底孔端面形状为W型，这种形状不适合直接用深孔内球面镗刀装置进行球面加工，局部加工余量大，容易打刀，需要60-80次往复加工，效率低，必需用φ131.5仿球形钻头将W型直锥底孔加工成接近内球面的形状，这样再用深孔内球面镗刀装置进行球面加工，就非常容易了，只需3次往复加工，效率得到了提高，导向块与工件内孔有0.03-0.05mm间隙，加工中振动就容易崩刃，即使偶然出现崩刃，只需更换一个标准三角形刀片就解决了，很方便，价格也便宜；镗头由于刀杆可绕着销轴旋转运动，刀片形成圆弧轨迹，再加上工件的旋转运动，复合加工出内球面的轮廓，为了使刀杆有足够的刚性，采用40Cr材料，调质T235，获得良好的综合机械性能，同时也保证与销轴有一定的耐磨性；镗头的径向走刀是依靠镗杆内部的芯杆轴向移动来实现的，内部可轴向移动的芯轴被支承套固定在镗杆内，芯轴由数节通过锥销连接，镗杆本体依然采用矩形螺纹连接来加长，因此镗杆本体可以根据需要可长可短，镗杆本体不转、芯轴轴向移动，芯轴上开有键槽，镗杆本体上有螺钉固定在键槽上，芯轴不能转动，支承套有过油孔，除了支承芯轴外还可以通油，加工时切削油从镗杆尾部流入被加工零件的内孔底部。本实用新型整套组件固定在镗杆固定架和授油器导向套支承上，镗杆固定架或镗杆箱拖板机动带动刀具实现轴向进给运动，也可以通过手动装置(有手和分度盘)微量移动。

本实用新型实现了深孔内球面的镗削，不仅生产效率高，成本比老结构低，而且加工质量可以得到保证，解决了深孔内球面一直无法加工的难题，本实用新型使用方便、通用性好，可以满足不同深度、不同半径的深孔内球面加工。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型镗刀机构的结构示意图；

图2是本实用新型镗头的结构示意图；

图3是图2中A-A截面的示意图；

图4是本实用新型镗杆的结构示意图；

图5是本实用新型手摇机构的结构示意图；

图6是镗刀加工零件的结构示意图；

图7是现有技术中内球面钻头的结构示意图；

图8是本实用新型深孔内球面预加工钻头的结构示意图。

图中1钻头体、2导向块、3异型刀片、4钻头体、5导向块、6标准三角形刀片、7芯轴、8导向块、9连杆、10销轴、11刀杆、12刀片、13镗刀体、14芯轴、15支承套、16镗杆本体、17螺钉、18螺母、19螺杆、20伞齿轮、21轴承、22分度盘、23手轮、24镗头、25镗杆、26手摇机构。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图8所示，一种深孔内球面镗刀装置，包括深孔内球面预加工钻头和镗刀机构，深孔内球面预加工钻头为仿球形钻头，由钻头体4、导向块5和标准三角形刀片6组成，导向块5与工件内孔有0.03-0.05mm间隙；镗刀机构由镗头24、镗杆25和手摇机构26组成，镗头24与镗杆25采用轴孔间隙配合销轴连接，镗杆25与手摇机构26通过轴孔间隙配合螺钉连接，镗头24前端安装一个销轴10，刀杆11绕着销轴10旋转，刀杆11一端安装刀片12，刀杆11另一端连接一个连杆，内置于镗头中的芯轴7与连杆9相连，镗头的镗刀体13上设置三个均布的导向块8，刀片12为菱形涂层机夹刀片，芯轴7依靠支承套15定位且可轴向滑动与连杆9和刀杆11通过销轴连接；镗杆25内部的芯杆与镗头的芯轴7相连，镗杆25内部可轴向移动的芯轴14通过支承套15固定在镗杆本体16内，镗杆本体16采用矩形螺纹连接，芯轴14上开有键槽，镗杆本体16上通过螺钉17固定在键槽上，支承套15设置过油孔；手摇机构26由螺母18、螺杆19、伞齿轮20、轴承21、分度盘22和手轮23组成，手摇机构由一对伞齿轮20、螺杆19和螺母18组成，手轮23带动伞齿轮20旋转通过螺母18转动使芯轴轴向移动，手轮23上设置分度盘22，手轮23旋转一圈芯轴进给量为2mm，分度盘一圈为50格，那么每格芯轴进给量为0.04mm。

本实用新型的工作原理：深孔内球面预加工钻头是为内球面镗刀装置加工进行预加工，使加工切削余量变动量在0.4mm内变动，如图7所示，用φ110深孔钻头钻孔后，底孔端面形状为W型，这种形状不适合直接用深孔内球面镗刀装置进行球面加工，局部加工余量大，容易打刀，需要60-80次往复加工，效率低，必需用φ131.5仿球形钻头将W型直锥底孔加工成接近内球面的形状，这样再用深孔内球面镗刀装置进行球面加工，就非常容易了，只需3次往复加工，效率得到了提高，导向块与工件内孔有0.03-0.05mm间隙，加工中振动就容易崩刃，即使偶然出现崩刃，只需更换一个标准三角形刀片就解决了，很方便，价格也便宜；镗头由于刀杆可绕着销轴旋转运动，刀片形成圆弧轨迹，再加上工件的旋转运动，复合加工出内球面的轮廓，为了使刀杆有足够的刚性，采用40Cr材料，调质T235，获得良好的综合机械性能，同时也保证与销轴有一定的耐磨性；镗头的径向走刀是依靠镗杆内部的芯杆轴向移动来实现的，内部可轴向移动的芯轴被支承套固定在镗杆内，芯轴由数节通过锥销连接，镗杆本体依然采用矩形螺纹连接来加长，因此镗杆本体可以根据需要可长可短，镗杆本体不转、芯轴轴向移动，芯轴上开有键槽，镗杆本体上有螺钉固定在键槽上，芯轴不能转动，支承套有过油孔，除了支承芯轴外还可以通油，加工时切削油从镗杆尾部流入被加工零件的内孔底部。本实用新型整套组件固定在镗杆固定架和授油器导向套支承上，镗杆固定架或镗杆箱拖板机动带动刀具实现轴向进给运动，也可以手动装置手轮分度盘微量移动，在实际加工中，安装好工件和深孔内球面镗刀装置，开启切削液，通过对第一件试件的加工，如果发现镗出的R66内球面半径偏小或偏大，可以通过调整刀杆与刀片的相对位置实现，需重新制做刀杆；为了节约成本，也可以在刀杆与销轴之间增加一个偏心套，根据试测半径差值来确定偏心套的偏心量，装配时进行调整。

用深孔内球面镗刀装置加工时，需要对刀头移入深度进行控制，图4所示，刀杆初始位置偏离垂直方位5°，这样在引入刀具时刀尖不会划伤内孔表面。转动刀具上的手轮，使刀杆处于垂直方位，然后在工件端面放置一个10mm厚量块，开始时使刀杆触碰上量块侧面，这就是起始位置；然后整套刀具轴向移动2942+10mm，镗杆固定架（镗杆箱）拖板机动控制，无论是丝杠传动还是齿轮齿条传动，手轮上的分度盘转动一圈轴向移动量是固定的，记好转动的圈数，快接近位置时再改为手动转动手轮（有分度盘），这样就到达终止加工位置。

用深孔内球面镗刀装置加工时，需要进行两次半精镗和一次精镗加工，第一次半精镗加工余量为0.8mm，第二次半精镗加工余量为0.2mm，精镗的加工余量为0.06mm，起到修光的作用，这样内孔能获得最好的表面粗糙度，可以达到Ra1.6μm。

在深孔机床TS2120上采用内球面镗刀装置实现了深孔内球面的镗削，不仅生产效率高，成本比老结构低，而且加工质量可以得到保证，粗糙度可达Ra1.6μm，解决了深孔内球面一直无法加工的难题。该结构使用方便、通用性好，可以满足不同深度、不同半径的深孔内球面加工。

Claims (3)

1.一种深孔内球面镗刀装置，其特征是包括深孔内球面预加工钻头和镗刀机构，深孔内球面预加工钻头为仿球形钻头，由钻头体、导向块和标准三角形刀片组成，导向块与工件内孔有0.03-0.05mm间隙；镗刀机构由镗头、镗杆和手摇机构组成，镗头与镗杆采用销轴配合轴径间隙连接，镗杆与手摇机构通过螺钉配合轴径间隙连接，镗头前端安装一个销轴，刀杆绕着销轴旋转，刀杆一端安装刀片，另一端连接一个连杆，内置于镗头中的芯轴与连杆相连，镗头的镗刀体上设置三个均布的导向块；镗杆内部的芯杆与镗头的芯轴相连，镗杆内部可轴向移动的芯轴通过支承套固定在镗杆本体内，镗杆本体采用矩形螺纹连接，芯轴上开有键槽，镗杆本体上通过螺钉固定在键槽上，支承套设置过油孔；手摇机构由螺母、螺杆、伞齿轮、轴承、分度盘和手轮组成，手摇机构由一对伞齿轮、螺杆和螺母组成，手轮带动伞齿轮旋转通过螺母转动使芯轴轴向移动，手轮上设置分度盘。

2.根据权利要求1所述的深孔内球面镗刀装置，其特征是刀片为菱形涂层机夹刀片，芯轴依靠支承套定位且可轴向滑动与连杆和刀杆通过销轴连接。

3.根据权利要求1所述的深孔内球面镗刀装置，其特征是手轮旋转一圈芯轴进给量为2mm，分度盘一圈为50格，那么每格芯轴进给量为0.04mm。