一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具

文档序号:1897925 发布日期:2021-11-30 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具 (Self-guiding reamer tool for fine machining of elongated hole ) 是由 马付建 普斌 高小迪 杨大鹏 王紫光 沙智华 张生芳 于 2021-09-15 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具,包括刀具和拉杆,所述刀具具有切削部,所述刀具为一体式结构,所述刀具还包括设置在切削部前端的第一自引导部和设置在所述切削部后端的第二自引导部,所述第一自引导部与切削部之间通过第一连接部连接,所述第二自引导部与所述切削部之间通过第二连接部连接,所述第二引导部的后端与拉杆的前端固定连接。所述第一自引导部外表面具有数量与第一螺旋槽数量相同,且与第一螺旋槽相匹配的第二螺旋槽。第二导向部呈圆柱状。本发明在切削部的前后都增加了自引导部,增加了刀具的刚度,有效的抑制了振动,防止偏斜,刀具不易损坏,满足长径比更大的内孔,保证了孔的加工质量和精度,加工效果好。(The invention provides a self-guiding broaching tool for finish machining of elongated holes, which comprises a tool and a pull rod, wherein the tool is provided with a cutting part, the tool is of an integrated structure, the tool also comprises a first self-guiding part arranged at the front end of the cutting part and a second self-guiding part arranged at the rear end of the cutting part, the first self-guiding part is connected with the cutting part through a first connecting part, the second self-guiding part is connected with the cutting part through a second connecting part, and the rear end of the second guiding part is fixedly connected with the front end of the pull rod. The outer surface of the first self-guiding part is provided with second spiral grooves which are the same as the first spiral grooves in number and are matched with the first spiral grooves. The second guide part is cylindrical. According to the invention, the self-guiding parts are added at the front and the back of the cutting part, so that the rigidity of the cutter is increased, the vibration is effectively inhibited, the deflection is prevented, the cutter is not easy to damage, the requirement on an inner hole with a larger length-diameter ratio is met, the processing quality and precision of the hole are ensured, and the processing effect is good.)

一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具

技术领域

本发明涉及细长孔加工技术领域,具体而言是一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具。

背景技术

在机械加工领域中,需要加工一些高精度的细长孔。传统的内孔加工方式由于加工孔径细而长、排屑困难、刀具刚度不足,影响孔的加工质量。普通的加工刀具无法满足高精度细长孔的要求,难以保证尺寸精度和形位精度。针对上述问题,目前加工细长孔方法有:钻、镗、铰以及拉铰等加工方式。

在专利一种用于细长孔的加工刀具(CN205096602U)中,所述刀具为带有两刃切削刃的钻头,包括刀头及与刀头连接的刀杆,刀头由刀尖和切削刃组成,将刀具安装在机床刀座上,采用短屑钻孔方式加工内孔。在专利一种高精度细长孔的加工刀具及其加工方法(CN104625119A)中,所述加工刀具是由圆柱形的镗削部、铰削部和夹持部一体化构成。夹持部的前端与铰削部的后端固定连接,在铰削部的外周面上设有铰刀槽,在铰刀槽内设有铰刀。铰削部的前端与镗削部的后端固定连接,在镗削部前端设有镗刀,先粗加工细孔,再用此刀具进行精加工。上述刀具在加工长径比较大的细长孔时,由于刀头深入到工件当中,刀杆长度变长导致刀具刚度变弱,此时刀头易随切削力变化产生振动,导致内孔表面质量和加工效率降低。

在专利一种新型拉铰刀(CN203265778U)和专利一种新型拉铰刀(CN104416222A)中,所述铰刀特征为拉铰刀头焊接在刀杆上,刀头上设置有切削刃,在普通车床上用拉铰的方法进行加工,在拉铰前将拉铰刀预先装在工件内孔,刀杆通过螺钉预紧与刀架固定,接着进行细长类轴内孔的加工。上述刀具通过刀头焊接在刀杆上,采用拉铰的方法来加工细长孔,在加工过程中刀具的受力方式从压力变为了拉力,改变了刀具的受力方向,能有效的减少刀具的振动。但是随着长径比的逐渐增加,刀杆变长,由于材料不均、加工误差、刀具磨损等导致切削力的不均,也会给刀具带来振动,降低加工质量。

在专利深孔反拉铰刀(CN103521843A)中,所述刀具在刀体上沿周边均布开有数个刀齿槽,并将刀齿焊接在槽内,在刀体的中间有圆柱型导向柱,在刀齿与导向柱之间沿径向开有四个斜孔与冷却孔相通,刀体的柄部设有与刀杆适配的螺纹,加工时采用拉铰方法拉动刀杆进行切削。在专利一种前定位深孔拉铰刀(CN112658387A)中,所述刀体等间距分布4个刀片槽,并将刀片焊接在槽内,另一端设置有螺纹连接部位,刀体中间设置有导向柱,刀体与拉杆螺纹连接,采用拉铰方法进行加工。上述刀具通过导向柱和拉杆的共同作用实现深孔的加工,所述导向柱在加工过程中起到减少刀体的振动,避免因加工深孔时导致孔的偏斜。但是由于其为焊接刀片结构,无法制成小直径刀体,仅限于深孔的加工,并且当导向柱出孔后刀具在孔内无定位,引起刀具的振动,降低加工质量。

发明内容

针对上述专利存在的刀具刚度不足、刀具振动,无法保证加工精度、形位公差、适用范围窄等技术问题,本发明提供了一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具。

本发明采用的技术手段如下:

一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具,包括刀具和拉杆,所述刀具具有切削部,所述刀具为一体式结构,所述刀具还包括设置在切削部前端的第一自引导部和设置在所述切削部后端的第二自引导部,所述第一自引导部与切削部之间通过第一连接部连接,所述第二自引导部与所述切削部之间通过第二连接部连接,所述第二引导部的后端与拉杆的前端固定连接。

所述第一自引导部的外径与所述切削部的外径相匹配,所述第二自引导部的外径小于切削部的外径。

所述第一连接部和第二连接部的外径小于所述第二自引导部的外径。

切削部的外表面具有多个第一螺旋槽,且所述第一螺旋槽的外沿具有刀刃。

所述第一自引导部外表面具有数量与第一螺旋槽数量相同,且与第一螺旋槽相匹配的第二螺旋槽。

所述第二自引导部呈圆柱形。

所述第二自引导部的后端具有螺纹盲孔,拉杆的前端穿入螺纹盲孔内与螺纹盲孔螺纹配合;所述拉杆的前端设有与螺纹盲孔连通的切削液流出孔;所述拉杆内设有内冷孔,所述内冷孔用于流通切削液,且所述内冷孔的前端与所述螺纹盲孔连通。

所述切削液流出孔的数量与所述第一螺旋槽的数量相同。

所述拉杆上套有切削液连接器装置,且所述切削液连接器装置与所述拉杆转动连接,切削液通过所述切削液连接器装置流入所述内冷孔内。

所述切削液连接器装置包括壳体,所述壳体套设在所述拉杆上,并与所述拉杆同轴设置,所述壳体的内部中间设有集液腔,集液腔的内径大于所述拉杆的外径,所述壳体上加工有与所述集液腔连通的输送通道,且所述输送通道远离所述集液腔的一端安装有快换接头,所述快换接头通过切削液高压软管与切削液源连通,所述拉杆在所述集液腔内的部分上设有流入孔,且所述流入孔的两端分别与所述集液腔和所述内冷孔连通;

所述壳体的前端和后端分别设有轴向向所述壳体内部延伸的凹槽,所述凹槽内设有套设在所述拉杆上的深沟球轴承,且所述深沟球轴承的外壁与所述凹槽的槽壁连接,所述深沟球轴承远离所述凹槽槽底的一端设有安装在所述拉杆上的挡圈,所述深沟球轴承靠近所述凹槽槽底的一端和所述凹槽槽底之间设有套在所述拉杆上的套筒;

所述壳体的两端分别固定有端盖,且所述端盖与所述拉杆的连接处设有毛毡圈,所述端盖和所述壳体之间垫有垫片;其中一个所述端盖上固定有止动装置板,所述止动装置板用于与固定结构固定连接;

所述壳体与所述拉杆的连接处设有多个O型密封圈。

较现有技术相比,本发明具有以下优点:

1、本发明在切削部的前后都增加了自引导部,增加了刀具的刚度,有效的抑制了振动,防止偏斜,刀具不易损坏,满足长径比更大的内孔,保证了孔的加工质量和精度,加工效果好。

2、由于设置了两个自引导部,当第二自引导部出孔后,刀具的切削部和第一自引导部还在在内孔中,此时第一自引导部来抑制刀具的振动,直到刀具的切削部加工出孔后,第一自引导部才出孔,保证了内孔加工质量,加工效果好。

3、本发明中刀具为一体式的,切削刃为螺旋式的,刀具可制成小直径,并且在刀具的前后两端设置了两个自引导部,增大了刀具的刚度,有效减少刀具振动,使得刀具满足在长径比更大的细长孔中,都能实现精加工细长孔,加工质量高,适用范围广。

4、本发明中刀具和拉杆为螺纹连接,把刀具和拉杆设置为分体式,在拉铰过程中当刀具磨损或者精度降低时,则只需更换新的刀具再次与拉杆螺纹连接即可,无需更换拉杆,拉杆可重复使用,极大的节省了材料,经济效益高,更换效率高。

基于上述理由本发明可在细长孔精加工等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明

具体实施方式

中一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具结构示意图。

图中:1、拉杆;2、切削部;3、第一自引导部;4、第二自引导部;5、第一连接部;6、第二连接部;7、切削液流出孔;8、内冷孔;9、壳体;10、集液腔;11、输送通道;12、快换接头;13、切削液高压软管;14、流入孔;15、深沟球轴承;16、挡圈;17、端盖;18、毛毡圈;19、垫片;20、制动装置板;21、O型密封圈。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当清楚,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任向具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制:方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示,本发明提供了一种用于细长孔精加工的自引导拉铰刀具,包括刀具和拉杆1,所述刀具具有切削部2,所述刀具为一体式结构,所述刀具还包括设置在切削部2前端的第一自引导部3和设置在所述切削部2后端的第二自引导部4,所述第一自引导部3与切削部2之间通过第一连接部5连接,所述第二自引导部4与所述切削部2之间通过第二连接部6连接,所述第二引导部4的后端与拉杆2的前端固定连接。

所述第一自引导部3的外径与所述切削部2的外径相匹配,所述第二自引导部4的外径小于切削部2的外径。

所述第一连接部5和第二连接部6的外径小于所述第二自引导部4的外径。

切削部2的外表面具有四个第一螺旋槽,且所述第一螺旋槽的外沿具有刀刃,第一螺旋槽为从切削部的前端开始向尾端螺旋或从尾端开始向前端螺旋。

所述第一自引导部3外表面具有数量与第一螺旋槽数量相同,且与第一螺旋槽相匹配的第二螺旋槽。

所述第二自引导部4呈圆柱形。

所述第二自引导部4的后端具有螺纹盲孔,拉杆1的前端穿入螺纹盲孔内与螺纹盲孔螺纹配合;所述拉杆1的前端设有与螺纹盲孔连通的切削液流出孔7;所述拉杆2内设有内冷孔8,所述内冷孔8用于流通切削液,且所述内冷孔8的前端与所述螺纹盲孔连通。拉杆1与第二自引导部4的接触端面之间设有密封圈进行密封。

所述切削液流出孔7的数量与所述第一螺旋槽的数量相同,均为四个。

所述拉杆1上套有切削液连接器装置,且所述拉杆1与所述切削液连接器装置转动连接,切削液通过所述切削液连接器装置流入所述内冷孔内。

所述切削液连接器装置包括壳体9,所述壳体9套设在所述拉杆1上,并与所述拉杆1同轴设置,所述壳体9的内部中间设有集液腔10,集液腔10的内径大于所述拉杆1的外径,所述壳体9上加工有与所述集液腔10连通的输送通道11,且所述输送通道11远离所述集液腔10的一端安装有快换接头12,所述快换接头12通过切削液高压软管13与切削液源连通,所述拉杆1在所述集液腔10内的部分上设有流入孔14,且所述流入孔14的两端分别与所述集液腔10和所述内冷孔8连通;所述流入孔14和所述输送通道11正对。

所述壳体9的前端和后端分别设有轴向向所述壳体9内部延伸的凹槽,所述凹槽内设有套设在所述拉杆1上的深沟球轴承15,且所述深沟球轴承15的外壁与所述凹槽的槽壁连接,所述深沟球轴承15远离所述凹槽槽底的一端设有安装在所述拉杆1上的挡圈16,所述深沟球轴承15靠近所述凹槽槽底的一端和所述凹槽槽底之间设有套在所述拉杆1上的套筒16;

所述壳体9的两端分别固定有端盖17,且所述端盖17与所述拉杆1的连接处设有毛毡圈18,所述端盖17和所述壳体9之间垫有垫片19;其中一个所述端盖17上固定有止动装置板20,所述止动装置板20用于与固定结构固定连接;

所述壳体9与所述拉杆2的连接处设有多个O型密封圈21。

当使用本发明刀具精加工细长孔时,采用拉铰方法,首先刀具和拉杆1螺纹连接,刀具进入到细长孔,拉杆1后端扁槽通过连接机床提供动力源,为拉杆1旋转提供扭矩,此时刀具开始进行切削,刀具前端的第一自引导部3和第二自引导部4不仅起到前定位的功能,而且在孔内起支撑作用,两个自引导部极大的增加了刀具的刚度。第一自引导部3与切削部2有同相位的螺旋槽,方便排屑,第二自引导部4的直径略比切削部1小,第二自引导部4不仅可以起到在孔内起到支撑的作用有效抑制振动,而且在第二自引导部4均布设置了四个切削液流出孔7,使切削液喷洒到切削部。切削液通过切削液高压软管13高压输入,经过快换接头12、输送通道11输送到集液腔10中,然后切削液再通过流入孔、内冷孔8输送到螺纹盲孔中,最后通过均布的四个切削液流出孔使切削液高压喷出,喷洒到刀具上,由于刀具切削部2为带有四个螺旋切削刃的刀具,切削液能够顺着螺旋方向进入,并且带走切屑。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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