CN208245867U - 数控锥度深孔加工装置 - Google Patents

Abstract

数控锥度深孔加工装置，涉及特种刀具技术领域，该数控锥度深孔加工装置主要包括镗削装置、传动装置、驱动装置和支撑装置，其中，支撑装置与机床的床身连接，驱动装置与支撑装置连接，驱动装置通过传动装置向镗削装置提供进给的动力。本申请的技术方案一方面改变锥度芯轴和拉杆的传力方式，从而改善了锥度芯轴和拉杆的受力状态，拉杆在承受拉力的状态下不会发生弯曲，从而不需要镗杆在拉杆的全长上提供支撑，减少了镗杆的重量，使其便于使用；另一方面，优化了传力路径，进一步改善了锥度芯轴的受力状况，提高了数控锥度深孔加工装置的加工精度和可靠性。

Description

数控锥度深孔加工装置

技术领域

本申请涉及特种刀具技术领域，具体涉及一种主要用于单锥孔深孔加工的数控锥度深孔加工装置。

背景技术

锥度深孔的加工一直以来是一个技术难题，目前，现有成型的深孔加工机床如TK2120数控深孔钻镗床和2MK2135数控深孔珩磨机，只能加工直孔，不能够加工锥度深孔。上述的直孔例如可以为通孔、盲孔或阶梯孔等。

在没有成型机床进行锥度深孔加工的情况下，现有技术中设计了一些辅助的工具安装在现有的机床上进行锥孔深孔加工，例如，申请公布号为CN102717119A的中国发明专利申请公开了一种可用于锥形深孔镗削的普通车床，其包括床身、镗杆和镗刀，镗杆的轴向中心和径向都开孔，镗杆的径向孔内安装镗刀，镗杆的轴向孔内设置有双锥面芯杆，双锥面芯杆的前端设置两个锥面体、其两个锥面的锥度相等，镗杆上还安装有浮动支撑，镗刀上开有锥孔，锥孔的轴线方向平行于镗杆轴线方向。

但是，上述专利申请的技术方案中存在以下技术问题：一方面双锥面芯杆以推的方式推动刀具进给，由于工件锥孔的直径限制，镗杆和双锥面芯杆的直径必然限制为较小的直径，而较小直径的杆件承受推力时容易弯曲，造成工件的加工精度不足；或者，如果要使双锥面芯杆的全长上得到支撑，那么就要求镗杆的内孔与双锥面芯杆的外圆相互配合，增加了镗杆的截面积，造成镗杆的重量较重，不便于使用；另一方面，双锥面芯杆的前锥面和后锥面分别用于支撑刀具和浮动支撑，浮动支撑对双锥面芯杆的支承反力与工件通过刀具给双锥面芯杆的径向切削分力不在一条直线上，造成加工过程中振动较大，容易引起工件表面的加工精度和粗糙度差的问题。

因此，设计一种加工精度高、使用可靠的数控锥度深孔加工装置及工艺成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种数控锥度深孔加工装置及工艺，一方面改变传力方式和关键零部件的受力状态；另一方面，优化传力路径，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为解决上述技术问题，本申请的一个方面提供了一种数控锥度深孔加工装置，其包括：与机床的床身连接的支撑装置；与所述支撑装置连接的驱动装置；镗削装置，包括镗头体、锥度芯轴和刀座，所述镗头体的中心设有镗体芯孔和与所述镗体芯孔相连接的镗刀槽，所述锥度芯轴设置于所述镗体芯孔内，所述刀座设置在所述镗刀槽内，所述锥度芯轴具有锥度相同的第一锥体和第二锥体，所述刀座的外侧设有机夹刀片，所述刀座的内侧设有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第一锥体相契合，所述第二斜面与所述第二锥体相契合；传动装置，包括镗杆、传动套和设于所述镗杆中心的拉杆，所述镗杆的一端与所述镗头体连接，所述镗杆的另一端与所述支撑装置连接；所述拉杆与所述镗杆可轴向移动连接，所述拉杆的一端与所述锥度芯轴连接，所述拉杆的另一端设有螺纹段；所述传动套被支撑为可转动状态，所述传动套的一端与所述驱动装置的输出端连接，所述传动装置的另一端与所述螺纹段螺纹传动连接；以及所述镗头体上径向设有三个支撑槽，所述支撑槽与所述镗体芯孔连接，每个所述支撑槽内均设有能够径向滑动的支撑块，所述支撑块的内侧设置有第三斜面和第四斜面，所述第三斜面与所述第一锥体相契合，所述第四斜面与所述第二锥体相契合，所述支撑块的外侧设有导向块；所述传动套朝设定方向转动时，所述拉杆以拉力带动所述锥度芯轴轴向移动从而带动所述刀座和所述支撑块同步径向向外移动。

作为本申请数控锥度深孔加工装置的第一种改进，所述第一、第二、第三、第四斜面的中部向内凹陷形成内凹部，所述内凹部的两端与所述第一锥体或者第二锥体接触且所述内凹部内填充润滑脂。

作为本申请数控锥度深孔加工装置的第二种改进，所述支撑块和所述刀座的外侧设有多个环形沟槽，所述环形沟槽内设有环形的拉簧。

作为本申请数控锥度深孔加工装置的第三种改进，所述镗杆与所述传动套的连接端固设有支撑套，所述传动套与所述支撑套可转动连接。

作为本申请数控锥度深孔加工装置的第四种改进，所述拉杆上设有轴向的限位槽，所述镗杆上相应于所述限位槽的位置设有限位销，所述限位销与所述镗杆连接，所述限位槽的前端与所述限位槽连接。

作为本申请数控锥度深孔加工装置的第五种改进，其特征在于，所述镗杆由多段连接组成，所述拉杆由多段连接组成。

作为本申请数控锥度深孔加工装置的第五种改进的进一步改进，其特征在于，所述镗杆与所述拉杆之间的环形空间内设有至少一个支撑环，所述支撑环与所述镗杆固定连接，所述拉杆与所述支撑环可轴向滑动连接。

作为本申请数控锥度深孔加工装置的第六种改进，所述支撑槽包括第一支撑槽、第二支撑槽和第三支撑槽，所述镗刀槽、所述第一支撑槽、所述第二支撑槽和所述第三支撑槽围绕所述镗头体的圆周方向顺次设置，所述第一支撑槽与所述镗刀槽在所述镗头体的圆周方向间隔90°；所述第二支撑槽与所述第一支撑槽在所述镗头体的圆周方向间隔90°；所述第三支撑槽与所述镗刀槽在所述镗头体的圆周方向间隔76°。

本申请的另一个方面还提供一种采用上述任意一项所述的数控锥度深孔加工装置进行的锥度深孔加工工艺，所述锥度深孔加工工艺主要包括以下步骤：

S1，钻镗阶梯孔；

S2，按照内孔直径由小到大的顺序依次镗削所述阶梯孔，加工下一段阶梯孔时以前一段已加工的锥孔定位支撑；

S3，利用珩磨装置珩磨工件锥孔。

具体地，所述珩磨装置包括：

珩磨体，所述珩磨体的中心设有珩体芯孔以及与所述珩体芯孔相连接的多个槽体，所述槽体在所述珩磨体的圆周方向均匀布设，每个所述槽体内均设有一个能够径向伸出/缩回的油石体；

中心杆，与所述珩体芯孔可轴向滑动连接；

油石座，所述油石座设置于所述槽体内，所述油石座的一端与所述珩磨体枢轴连接，所述油石座的另一端与所述油石体枢轴连接；

连杆，所述连杆的一端与所述中心杆枢轴连接，所述连杆的另一端与所述油石座的中部枢轴连接。

相对于现有技术，本申请的数控锥度深孔加工装置及工艺具有以下有益效果：一方面改变锥度芯轴和拉杆的传力方式，驱动装置通过拉杆拉动锥度芯轴向机夹刀片传递径向进给的力，从而改善了锥度芯轴和拉杆的受力状态，拉杆在承受拉力的状态下不会发生弯曲，从而不需要镗杆在拉杆的全长上提供支撑，减少了镗杆的重量，使其便于使用；另一方面，锥度芯轴上的第一锥体和第二锥体同步推动刀座和支撑块向外径向移动，使得工件对支撑块的支承反力与工件对刀具的径向切削分力在一条直线上，优化了传力路径，进一步改善了锥度芯轴的受力状况，提高了数控锥度深孔加工装置的加工精度和可靠性。

附图说明

图1为本申请一种实施例的数控锥度深孔加工装置的结构示意图；

图2为本申请一种实施例的数控锥度深孔加工装置中的镗削装置结构示意图及局部放大图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本申请一种实施例的数控锥度深孔加工装置中的锥度芯轴的结构示意图；

图5为本申请一种实施例的数控锥度深孔加工装置中的传动装置的结构示意图；

图6为本申请一种实施例的数控锥度深孔加工装置中的珩磨装置的收缩状态结构示意图；

图7为本申请一种实施例的数控锥度深孔加工装置中的珩磨装置的涨开状态结构示意图；

图8为图6的B-B剖视图；

图9A-图9D为本申请一种实施例的数控锥度深孔加工工艺过程示意图。

附图标记说明

100-镗削装置，

101-镗头体，1011-镗体芯孔，1012-镗刀槽，1013a、1013b、1013c-第一、第二、第三支撑槽，102-锥度芯轴，1021-第一锥体、1022-第二锥体，1023、1024-第一、第二支撑部，103-刀座，104-机夹刀片，105-镗体端盖，106-第一紧固件，107-支撑块，107a、107b、107c-第一、第二、第三支撑块，1071-第三斜面，1072-第四斜面，108-第一拉簧，109-导向块，109a、109b、109c-第一、第二、第三导向块，110-第二紧固件，111-第二拉簧，112-第三拉簧，113-胶木块，1141-第一斜面，1142-第二斜面，115-环形沟槽，116-内凹部；

200-传动装置，

201、201a、201b-镗杆，2011-螺纹段，202、202a、202b拉杆，2021-限位槽，203-支撑环，204-固定销钉，205-限位销，206-支撑套，207-第一轴承，208-传动套，209-第二轴承，210-卡环；

300-驱动装置，

301-减速机，3011-输出端，302-电动机；

400-珩磨装置，

401-珩磨体，4011-珩体芯孔，4012-槽体，402-中心杆，403-连杆，404-油石座，405-油石体，406-珩体端盖；

500-支撑装置。

具体实施方式

通过解释以下本申请的优选实施方案，本申请的其他目的和优点将变得清楚。

如图1所示，一种数控锥度深孔加工装置，其包括镗削装置100、传动装置200、驱动装置300和支撑装置500，其中，支撑装置500与机床的床身连接，驱动装置300与支撑装置500连接，驱动装置300通过传动装置200向镗削装置100提供进给的动力。

本申请中所述的机床例如可以为TK2120数控深孔钻镗床，TK2120该机床是专门加工深孔类工件的设备，配备德国西门子数控***，紧密主轴轴承及授油器注轴承，精度高、刚性好；具有较为精确的深度显示和深度控制功能。在加工盲孔、阶梯孔等有深度要求的工件时，该性能就显得尤为突出，同时它保留了T2120产品的优点，不但可以钻孔、镗孔、还可以进行滚压加工。

如图1和图2所示，本申请的技术方案一方面改变锥度芯轴1012和拉杆202的传力方式，驱动装置300通过拉杆202拉动锥度芯轴1012向机夹刀片104传递径向进给的力，从而改善了锥度芯轴1012和拉杆202的受力状态，拉杆202在承受拉力的状态下不会发生弯曲，从而拉杆202不需要镗杆201在全长上提供支撑，减少了镗杆201的重量，使其容易操作；另一方面，锥度芯轴1012上的第一锥体1021和第二锥体1022同时推动刀座103和支撑块107向外径向移动，使得工件对支撑块107的支承反力与工件对刀具的径向切削分力在一条直线上，优化了传力路径，进一步改善了锥度芯轴1012的受力状况，提高了数控锥度深孔加工装置的加工精度和可靠性。

具体地，如图1所示，支撑装置500与机床的床身(图中未示出)连接；驱动装置300包括减速机301和与减速机301连接的电动机302，优选地，该电动机302为交流伺服电机。减速机301的壳体与支撑装置500连接。传动装置200的左端与镗削装置100连接，传动装置200的右端与支撑装置500连接。

以下首先详细介绍镗削装置100的结构和工作原理。

如图2所处，镗削装置100包括镗头体101、锥度芯轴1012和刀座103，所述镗头体101的中心设有镗体芯孔1011和与所述镗体芯孔1011相连接的镗刀槽1012，所述锥度芯轴1012设置于所述镗体芯孔1011内，锥度芯轴1012与镗体芯孔1011为小间隙配合，所述刀座103设置在所述镗刀槽1012内，所述锥度芯轴1012具有锥度相同的第一锥体1021和第二锥体1022，所述刀座103的外侧设有机夹刀片104，所述刀座103的内侧设有第一斜面1141和第二斜面1142，所述第一斜面1141与所述第一锥体1021相契合，所述第二斜面1142与所述第二锥体1022相契合。

如图2所示，机夹刀片104具有断屑槽，当机夹刀片104的一个面磨损后可以更换另一个面继续进行加工，提高了刀具的使用寿命。

如图2所示，镗头体101的左端设有镗体端盖105，镗体端盖105与镗头体101通过多个第一紧固件106连接，第一紧固件106例如可以为内六角螺钉。

如图3所示，所述镗头体101上径向设有三个支撑槽1013a、1013b、1013c，即第一支撑槽1013a、第二支撑槽1013b和第三支撑槽1013c，所述第一、第二、第三支撑槽1013a、1013b、1013c与所述镗体芯孔1011连接，每个所述支撑槽内均设有能够径向滑动的支撑块107，所述支撑块107的内侧设置有第三斜面1071和第四斜面1072，所述第三斜面1071与所述第一锥体1021相契合，所述第四斜面1072与所述第二锥体1022相契合。

作为优选的实施例，如图3所示，所述镗刀槽1012、所述第一支撑槽1013a、所述第二支撑槽1013b和所述第三支撑槽1013c围绕所述镗头体101的圆周方向顺次设置，所述第一支撑槽1013a与所述镗刀槽1012在所述镗头体101的圆周方向间隔90°；所述第二支撑槽1013b与所述第一支撑槽1013a在所述镗头体101的圆周方向间隔90°；所述第三支撑槽1013c与所述镗刀槽1012在所述镗头体101的圆周方向间隔的角度α为76°。相应地，第一支撑块107和第一导向块109a设置在第一支撑槽1013a内；第二支撑块107和第二导向块109b设置在第二支撑槽1013b内，第三支撑块107和第三导向块109c设置在第三支撑槽1013c内。经过试验验证，上述的第一、第二、第三支撑槽1013a、1013b、1013c的设置方位有利于平衡切削过程中产生的切削力和工件内表面对第一、第二、第三导向块109a、109b、109c的支承反力。支撑块107和导向块109的设置保证了镗孔时，刀具的正确定位，提供了刀具在加工中稳定性和刚性。

作为优选的实施例，如图2所示，所述支撑块107和所述刀座103的外侧设有多个环形沟槽115，所述环形沟槽115内设有环形的拉簧，即第一、第二、第三拉簧108、111、112，该第一拉簧108、第二拉簧111和第三拉簧112分开设置，其中，第一拉簧108的设置位置靠近机夹刀片104侧，第三拉簧112设置在刀座103和支撑块107的另一侧，而第二拉簧111则的设置位置则靠近刀座103和支撑块107的中间位置。第一、第二、第三拉簧108、111、112的设置位置使得拉簧能够对刀座103和支撑块107的力均匀分布，有利于刀座103和支撑块107向平顺地缩回。

如图4所示，作为优选的实施例，锥度芯轴1012还包括第一支撑部1023和第二支撑部1024，该第一支撑部1023和第二支撑部1024与第一锥体1021和第二锥体1022同轴设置，相互之间间隔一段距离；相应地，镗头体101内设置有与所述第一支撑部1023和第二支撑部1024相配合的一段圆柱孔，第一支撑部1023、第二支撑部1024与所述圆柱孔可轴向滑动连接。第一、第二支撑部1023、1024能够对第一锥体1021和第二锥体1022起到定心的作用，使得第一锥体1021和第二锥体1022的中心轴线位于镗头体101的中心位置。

上述的镗削装置100的工作原理为：如图2所示，当锥度芯轴1012向右侧轴向移动时，第一锥体1021和第二锥体1022随之向右轴向移动；第一锥体1021、第一斜面1141和第三斜面1071契合，第二锥体1022与第二斜面1142、第四斜面1072契合，第一锥体1021和第二锥体1022同步推动刀座103和支撑块107径向向外移动，刀座103和支撑块107同步压向工件的内表面，达到切削的目的，由于工件旋转过程中，刀具既在轴向进给，由在径向逐渐涨开，这样刀具走出的轨迹就是锥形。

当锥度芯轴1012向左侧轴向移动时，刀座103和支撑块107均失去了第一锥体1021和第二锥体1022的支撑，在其外侧设置的第一、第二、第三拉簧108、111、112的作用下，刀座103和支撑块107径向向内缩回。

具体地，当涨开到最大行程时，数控***的程序会给驱动装置300一个信号，驱动装置300通过传动装置200拉动锥度芯轴1012右移，刀座103在第一、第二、第三拉簧108、111、112的作用下自动迅速退回原位，完成一次行程。然后按照预先设定的程序完成锥孔的加工。需要说明的是，锥度深孔，特别是大小头直径差较大的锥度深孔，不是一次完成的，需要多次进给加工达到加工目的，例如一次粗镗、一次半精镗等工序，具体由数控编程实现。在保证可靠断屑的条件下，采用一定压力的大流量切削液进行冷却、润滑和排屑，避免了切屑对已加工表面的划伤，保证了表面加工精度。

刀具的轴向进给也是由交流伺服电机控制的。这样，径向走刀、轴向移动均由交流伺服电机控制，可以根据用户提供的加工图纸，编写一个加工程序，输入数控***，进行两轴驱动，由数控***控制交流伺服电机发出命令，按顺序的对内孔进行锥孔加工，整个加工过程自动完成。需要说明的是，数控编程时需要注意反向间隙的调整：键、行星齿轮减速器均有反向间隙，需要每次循环都进行电气间隙补偿。

其中，数控***和对数控***进行数控编程是现有技术，本申请的重点是对数控锥孔深孔加工装置及工艺。另外，如图2和图3所示，刀座103的外侧设有胶木块113，该胶木块113通过螺钉与刀座103连接；支撑块107的外侧设有硬质合金材质的导向块109，所述导向块109与所述支撑块107通过第二紧固件110连接，刀具在切削过程中产生的径向切削分力由导向块109的支承反力来平衡，减弱了切削过程中的弯曲振动，导向块109能够有效起到导向作用，当退出工件时起到定心作用。

如图2及其局部放大图所示，作为优选的实施例，所述第一、第二、第三、第四斜面1141、1142、1071、1072的中部向内凹陷形成内凹部116，所述内凹部116的两端与所述第一锥体1021或者第二锥体1022接触且所述内凹部116内填充润滑脂。该内凹部116的两端与第一、第二锥体1022接触，减小了第一、第二、第三、第四锥面与第一锥体1021或者第二锥体1022的接触面积，将面接触改为线接触，降低了加工的难度，另外，上述的内凹部116内填充润滑脂，能够对内凹部116的边缘与第一、第二锥体1022的接触处提供润滑，减小了相对运动的阻力，提高了使用寿命。

以下再详细介绍传动装置200的结构和工作原理。

如图1和5所示，传动装置200包括镗杆201、传动套208和设于所述镗杆201中心的拉杆202，所述镗杆201的一端与所述镗头体101连接，所述镗杆201的另一端与所述支撑装置500连接，具体为镗杆201穿设于支撑装置500的内孔中，在切削过程中支撑装置500能够对镗杆201起到支撑作用；所述拉杆202与所述镗杆201可轴向移动连接，所述拉杆202的一端与所述锥度芯轴1012连接，所述拉杆202的另一端设有螺纹段2011；所述传动套208被支撑为可转动状态，所述传动套208的一端与所述驱动装置300的输出端3011连接，所述传动装置200的另一端与所述螺纹段2011螺纹传动连接。

具体地，如图1和图5所示，镗杆201的左端与镗头体101螺纹连接，镗杆201的右端外侧与支撑装置500连接，镗杆201的右端内侧设有支撑套206，该支撑套206嵌设于镗杆201的右端内孔中，并且在镗杆201上设有穿透镗杆201外壁的多个紧定螺钉，紧定螺钉的前端与支撑套206的外表面相抵，从而将支撑套206固定设置于镗杆201的内孔中。

如图5所示，传动套208与支撑套206可转动连接，具体地，传动套208的左端一段穿设在支撑套206的内孔中，且在该段的左端和右端分别设置第一轴承207和第二轴承209，作为优选，所述第一轴承207和第二轴承209为推力球轴承。传动套208的左端设置卡环210，该卡环210实现了传动套208与支撑套206的轴向限位。传动套208的内孔设置有内螺纹，该内螺纹与拉杆202右端的螺纹段2011螺纹传动连接，也就是说，当传动套208转动时，拉杆202在该螺纹段2011的作用下会轴向的移动。拉杆202的左端与锥度芯轴1012螺纹连接，拉杆202的轴向移动带动锥度芯轴1012轴向移动，锥度芯轴1012进一步地带动刀座103和支撑块107径向向外移动。

如图5所示，为了使拉杆202仅在轴向方向上移动，限制拉杆202转动，在所述拉杆202上设有轴向的限位槽2021，所述镗杆201上相应于所述限位槽2021的位置设有限位销205，所述限位销205与所述镗杆201连接，所述限位销205的前端与所述限位槽2021连接，限位槽2021在限位销205的作用下仅能够在轴向方向上移动。

如图5所示，所述镗杆201由多段镗杆201a和镗杆201b连接组成，相接的两段镗杆201a和镗杆201b可以采用螺纹连接；所述拉杆202也可由多段连接组成，相接的两段拉杆202a和202b可以采用锥度销连接。也就是说，镗杆201和拉杆202的长度可以根据需要进行设计。

作为优选的实施例，如图5所示，在两段镗杆201的相连接处，在母螺纹一端的内孔中嵌设支撑环203，在镗杆201上设有固定该支撑环203的固定销钉204。拉杆202与支撑环203的内孔可轴向滑动连接，支撑环203能够对拉杆202起到定位支撑的作用。上述的支撑环203也可以为多个。

如图1所示，驱动装置300中减速机301的输出端3011与传动套208键传动连接。

图6至图8示出了一种实施例的珩磨装置400，以下具体介绍该实施例的珩磨装置400的结构和工作原理。

图6示出了该珩磨装置400的收缩状态，图7示出了该珩磨装置400的涨开状态，图8为图7的B-B剖视图。

如图6至图8所示，所述珩磨装置400包括珩磨体401、中心杆402、连杆403、油石座404和油石体405，具体地，所述珩磨体401的中心设有珩体芯孔4011以及与所述珩体芯孔4011相连接的四个槽体4012，当然，本领域技术人员也可以设计二个、三个或者五个、六个槽体4012。所述槽体4012在所述珩磨体401的圆周方向均匀布设，每个所述槽体4012内均设有一个能够径向伸出/缩回的油石体405；所述中心杆402与所述珩体芯孔4011可轴向滑动连接；所述油石座404设置于所述槽体4012内，所述油石座404的一端与所述珩磨体401枢轴连接，所述油石座404的另一端与所述油石体405枢轴连接；所述连杆403的一端与所述中心杆402枢轴连接，所述连杆403的另一端与所述油石座404的中部枢轴连接。

如图6所示，珩磨体401的左端设有珩体端盖406，该珩体端盖406通过内六角螺钉与珩磨体401连接。

如图7所示，中心杆402向左侧移动时，中心杆402通过连杆403推动油石座404向外侧旋转，油石座404带动油石体405向外移动，由于油石体405与油石座404枢轴连接，油石体405的外侧能够贴紧工件的锥度内孔表面上，本实施例的珩磨装置400能够实现从锥孔的大端向小端，以及从小端向大端的双向珩磨，这样可以进行往复的珩磨提高了珩磨加工的效率和加工质量。另外，在本申请的珩磨装置400中，油石体405伸缩范围较大，也就是说，能够适应较宽的直径范围的工件珩磨加工。

上述的珩磨装置400能够与传动装置200连接，传动装置200的镗杆201与珩磨体401连接，传动装置200的拉杆202与珩磨装置400的中心杆402连接，但是，此时拉杆202是通过推动中心杆402实现油石体405的向外展开，并且，由于珩磨装置400的油石体405只要能够与工件锥孔的内表面贴合即可，拉杆202是否弯曲并不影响珩磨装置400的珩磨精度。

当锥孔大小头的直径差较小时，例如直径差不大于15mm时，可以使用本申请的数控锥度深孔加工装置一次加工成型，再使用本申请的珩磨装置400进行珩磨提高工件锥孔的光洁程度。

具体地，镗削装置100在授油器导向套内，此导向套是锥度内孔，与试件锥度一致，对镗削装置100起定位作用，这是起始位置。例如，首先，加工锥孔前的基础孔为φ126mm，进行第一次粗镗，锥孔导向套大头做成φ127mm，单边最大加工余量约7mm，随着轴向进给吃刀量会逐渐加大，所以，进给速度需要逐渐降低，这样能保证切削力均匀锥孔不会走弯；其次，进行第二次半精镗锥孔，锥孔导向套大头做成φ129.7，镗削装置100起始位置在导向套内，对工件进行数控自动编程，单边加工余量均为2.7mm，全长加工锥孔。

其中，授油器及导向套为现有技术，其作用是：(1)向加工工件输入冷却液并密封。(2)支承镗杆。(3)为镗削装置导向。(4)支承并顶紧工件。(5)对床身固定。在授油器的背面，有一个从冷却泵来的输油管，冷却液通过授油器送入工件切削区。在授油器的头部，有一个锥盘，是支承和顶紧工件用的，它与工件以30°锥面结合，靠装在授油器顶紧拖板的液压缸产生的力对工件顶紧。在锥盘内，有一导向套，是用于镗削装置导向的，更换刀具必须更换此导向套。

当锥孔大小头的直径差较大时，例如直径差大于15mm时，可以采用下面的锥度深孔加工工艺进行加工。以加工试件为φ220x2600mm，锥孔大小头φ175-φ130mm的工件进行举例说明。

设计三种规格的镗削装置100，但传动装置200和驱动装置300通用，也就是说只需更换镗削装置100就可加工。其中一种是前面提到的镗削装置100，另外两种镗削装置100只需在前述镗削装置100基础上更换刀座103和导向块109，外侧直径分别依次增大15mm即可。

加工步骤如下：如图9A所示，第一步，钻镗阶梯孔三段轴向均布的台阶孔，直径分别为φ126mm、φ143mm、φ158mm。

第二步，如图9B所示，使用本申请的数控锥度深孔加工装置镗削加工第一段锥孔，该第一段锥孔为内径最小的一段。

第三步，镗削加工第二段段锥孔，镗削第二段锥孔在余量≤2.7mm时，需要以第一段锥孔定位导向来加工第二段锥孔，这样两段之间的接缝直径差在0.01mm以内。

第四步，加工第三段锥孔方法与第三步相同。这样试件加工就满足工艺要求，表面粗糙度达到Ra3.2μm以内。

上述加工工艺可以镗削加工大小头直径差150mm内的任意锥孔。

第五，采用本申请的珩磨装置400珩磨锥孔，锥度深孔珩磨过程中无需更换珩磨装置400，可以对任意角度的锥孔进行双向珩磨，表面粗糙度能够控制在Ra0.4μm以内。

综上所述，本申请的技术方案一方面改变锥度芯轴1012和拉杆202的传力方式，驱动装置300通过拉杆202拉动锥度芯轴1012向机夹刀片104传递径向进给的力，从而改善了锥度芯轴1012和拉杆202的受力状态，拉杆202在承受拉力的状态下不会发生弯曲，从而不需要镗杆201在拉杆202的全长上提供支撑，减少了镗杆201的重量，使其便于使用；另一方面，锥度芯轴1012上的第一锥体1021和第二锥体1022同步推动刀座103和支撑块107向外径向移动，使得工件对支撑块107的支承反力与工件对刀具的径向切削分力在一条直线上，优化了传力路径，进一步改善了锥度芯轴1012的受力状况，提高了数控锥度深孔加工装置的加工精度和可靠性。

在本申请中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数控锥度深孔加工装置，其特征在于，包括：

与机床的床身连接的支撑装置；

与所述支撑装置连接的驱动装置；

镗削装置，包括镗头体、锥度芯轴和刀座，所述镗头体的中心设有镗体芯孔和与所述镗体芯孔相连接的镗刀槽，所述锥度芯轴设置于所述镗体芯孔内，所述刀座设置在所述镗刀槽内，所述锥度芯轴具有锥度相同的第一锥体和第二锥体，所述刀座的外侧设有机夹刀片，所述刀座的内侧设有第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第一锥体相契合，所述第二斜面与所述第二锥体相契合；

传动装置，包括镗杆、传动套和设于所述镗杆中心的拉杆，所述镗杆的一端与所述镗头体连接，所述镗杆的另一端与所述支撑装置连接；所述拉杆与所述镗杆可轴向移动连接，所述拉杆的一端与所述锥度芯轴连接，所述拉杆的另一端设有螺纹段；所述传动套被支撑为可转动状态，所述传动套的一端与所述驱动装置的输出端连接，所述传动装置的另一端与所述螺纹段螺纹传动连接；以及

所述镗头体上径向设有多个支撑槽，所述支撑槽与所述镗体芯孔连接，每个所述支撑槽内均设有能够径向滑动的支撑块，所述支撑块的内侧设置有第三斜面和第四斜面，所述第三斜面与所述第一锥体相契合，所述第四斜面与所述第二锥体相契合，所述支撑块的外侧设有导向块；所述传动套朝设定方向转动时，所述拉杆以拉力带动所述锥度芯轴轴向移动从而带动所述刀座和所述支撑块同步径向向外移动。

2.根据权利要求1所述的数控锥度深孔加工装置，其特征在于，所述第一、第二、第三、第四斜面的中部向内凹陷形成内凹部，所述内凹部的两端与所述第一锥体或者第二锥体接触且所述内凹部内填充润滑脂。

3.根据权利要求1所述的数控锥度深孔加工装置，其特征在于，所述支撑块和所述刀座的外侧设有多个环形沟槽，所述环形沟槽内设有环形的拉簧。

4.根据权利要求1所述的数控锥度深孔加工装置，其特征在于，所述镗杆与所述传动套的连接端固设有支撑套，所述传动套与所述支撑套可转动连接。

5.根据权利要求1所述的数控锥度深孔加工装置，其特征在于，所述拉杆上设有轴向的限位槽，所述镗杆上相应于所述限位槽的位置设有限位销，所述限位销与所述镗杆连接，所述限位槽的前端与所述限位槽连接。

6.根据权利要求1所述的数控锥度深孔加工装置，其特征在于，所述镗杆由多段连接组成，所述拉杆由多段连接组成。

7.根据权利要求6所述的数控锥度深孔加工装置，其特征在于，所述镗杆与所述拉杆之间的环形空间内设有至少一个支撑环，所述支撑环与所述镗杆固定连接，所述拉杆与所述支撑环可轴向滑动连接。

8.根据权利要求1所述的数控锥度深孔加工装置，其特征在于，所述支撑槽包括第一支撑槽、第二支撑槽和第三支撑槽，所述镗刀槽、所述第一支撑槽、所述第二支撑槽和所述第三支撑槽围绕所述镗头体的圆周方向顺次设置，所述第一支撑槽与所述镗刀槽在所述镗头体的圆周方向间隔90°；所述第二支撑槽与所述第一支撑槽在所述镗头体的圆周方向间隔90°；所述第三支撑槽与所述镗刀槽在所述镗头体的圆周方向间隔76°。