具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图1-图14，本发明提供了一种深孔加工用铰刀浮动装置，该浮动装置包括连接轴、连接套、端帽、制动圈、半圆档圈(2个)、钢珠(4个)和球槽顶圈；铰刀采用斜齿、内冷、专用双头方牙螺纹结构。连接轴与刀杆通过专用双头方牙螺纹连接，连接套通过专用双头方牙螺纹与铰刀连接，双头方牙螺纹连接的铰刀和刀杆可以通过螺纹前后高精度孔和轴配合进行径向定位，保证铰刀和刀杆通过螺纹连接后和工件孔的同轴度。在加工时，通过角度浮动补偿机床热变形、工件安装等产生径向误差，使铰刀完美顺底孔轴线进行铰削，冷却液通过铰刀内冷孔及时冲走切屑，保证孔的表面质量。在工件深孔半精铰后，通过浮动装置连接后进行精铰，解决了不能通过桁磨加工的盲孔孔加工问题，保证孔的尺寸精度和表面质量，修正孔的圆度。

以下实施例参照图1～8。连接轴1开设专用双头方牙螺纹一端与刀杆一端螺纹连接，螺纹用于轴向定位，双头方牙螺纹两端的台阶面与刀杆一端孔内台阶面配合，用于径向定位；连接轴1另一端安装有端帽5，间隙配合，端帽5小端端面与连接轴1另一端的台阶面平齐；端帽5小端开设有外螺纹，与连接套2一端的内螺纹配合连接；端帽5螺纹一端安装有制动圈6，螺纹连接，安装后所述制动圈6位于连接套2一端端头；连接轴1另一端小轴位于连接套2一端内台阶孔中，小轴端安装有半圆挡圈4，所述半圆挡圈一端端面与连接轴1小轴处台阶面贴合，钢球7位于小轴上的球形凹面中，钢球1一侧与半圆挡圈4接触，另一侧与连接套2一端台阶孔内壁开设的开口球形槽接触；连接轴1另一端球面端头通过球槽圈3与连接套2一端的台阶孔底壁接触，实现角度微浮动；连接套2另一端孔壁内开设有双头方牙螺纹，与铰刀Ⅲ柄部螺纹连接，双头方牙螺纹用于轴向定位；两端台阶面与铰刀Ⅲ台阶面相配合，用于径向定位。连接轴1、连接套2、球槽顶圈3沿中心轴线开设通孔，所述通孔为冷却液过孔。球槽顶圈3可与连接套2一体设计，为便于加工制造，本实施例中采用分离式设计。

参照图3-图5；所述连接轴1整体为台阶式柱状体，由调质钢制成，一端圆柱面上制专用双头方牙螺纹，螺纹两端台阶圆柱面外径尺寸精度等级为IT6级，与另外一端外圆柱有同轴度要求，用于径向定位作用，目的是连接刀杆后，保证连接轴与刀杆的同轴度；另一端端面为球形结构，靠近球形结构的外圆柱面上对称开设有4个用于安装钢珠7的球槽结构，所述四个球形槽中心圆相对于连接轴1中心轴线有同轴度要求，保证装配后，装有铰刀的连接套2绕钢珠7角度各方向上浮动量的一致性；靠近所述球槽结构位置处还开设有用于装配半圆挡圈4的圆槽。连接轴1另一端端面与中心轴线有垂直度要求，端面上的球形结构中心应在连接轴1轴线上，与球槽顶圈3配合后，球形结构的球面主要传递铰刀沿孔铰削的轴向力，与球槽顶圈3的端面间隙对角度微浮动量有控制作用；连接轴1中部沿其轴线开设中心通孔，所述中心通孔冷却液过孔，加工时，冷却液通过刀杆冷却液过孔进入连接轴冷却液过孔。为防止装配干涉，装配后，连接轴1中部凸台另一端面与端帽5大端端面的距离，大于连接套2与端帽的旋合长度。

参照图6-图8；所述连接套2为柱状体，由调质钢制成，其内沿轴线开设台阶式通孔；连接套2一端内孔有开设有螺纹，在第三台阶孔位置处孔壁上对称开设有4个开口球形槽，螺纹处于端帽5旋合，主要用于铰孔后退刀；连接套2另一端内孔上制有双头方牙内螺纹，螺纹两端孔径尺寸精度等级为IT7级，与另一端装配钢珠7的开口球形槽位置处的内孔有同轴度要求，用于径向定位作用，目的是连接铰刀Ⅲ后，保证铰刀刃部与连接套2的同轴度。开口球形槽与钢珠7配合，4个开口球形槽中心圆与连接套2轴线有同轴度要求，保证装配后，装有铰刀的连接套2绕钢珠7角度各方向上浮动量的一致性；所述连接套2中心通孔为冷却液过孔，加工时，冷却液通过球槽顶圈3中心的冷却液过孔进入连接套2冷却液过孔，再进入铰刀Ⅲ内冷孔，从前刀面流出，冲走切屑，起到润滑和降温作用。

参照图9-图10；所述端帽5整体为台阶柱状体，由调质钢制成；所述端帽外壁上开设有螺纹，用于与连接套2及制动圈6螺纹配合，主要用于铰孔后退刀；所述端帽5中部沿其轴线开设中心通孔，所述中心通孔精度为IT7级与所述螺纹有同轴度要求，控制与连接套1外圆柱面的间隙，对角度微浮动量有控制作用。

参照图11；所述制动圈6整体为柱状体，由调质钢制成，其中部沿轴线开设通孔，通孔内壁开设螺纹，用于与端帽5螺纹连接；其端面顶紧连接套，起防振动作用。

参照图12；所述半圆挡圈4整体为半圆环状体，由调质钢制成，两个所述半圆挡圈4安装在连接轴1另一端外壁开设的圆槽内，其一端端面与连接轴上圆槽一端端面贴合，其中部沿轴线开设中心通孔，另一端端面开设有圆弧凹槽，所述圆弧凹槽与连接轴1、连接套2内壁上的圆弧凹槽共同容纳钢球7，所述圆弧凹槽与钢球7同心；所述半圆挡圈4用于固定钢球7和退刀时传递力。

参照图13；所述球槽顶圈3整体为圆柱状，由调质钢制成，球槽顶圈3安装在连接套2内孔中，其配合为过渡配合；其中部开设中心通孔，一端端面开设球槽，与连接轴1另一端的球形结构配合，球槽中心与所述球形结构同心；所述球槽顶圈3另一端端面与连接套2底壁贴合。所述球槽顶圈3外圆尺寸精度等级为IT6级；所述球槽顶圈3装配后与连接轴1端面的球形面贴合，并保证与连接轴1另一端端面上靠近球形结构位置处存在间隙；加工时，所述球槽顶圈3用于保证轴向进给力传递，端面间隙对角度微浮动量有控制作用。

所述钢珠7为标准件，标准号为：GB/T308-2002

一种浮动铰刀，包括所述铰刀浮动装置及铰刀Ⅲ；所述铰刀Ⅲ柄部为多阶轴状体，其轴状体上开设有双头方牙螺纹，与浮动装置中连接套2另一端通过螺纹连接；双头方牙螺纹用于轴向定位；连接套2两端台阶面与铰刀Ⅲ台阶面相配合，用于径向定位；所述铰刀Ⅲ柄端沿其轴线开设盲孔，盲孔底部周向开设若干通孔，所述通孔出口端位于铰刀Ⅲ前刀面上；所述盲孔及通孔作为内冷孔；工作时冷却液通过球槽顶圈3中心的冷却液过孔进入连接套2冷却液过孔，再进入铰刀Ⅲ内冷孔，从前刀面流出，冲走切屑，起到润滑和降温作用。

装配时：

1、将制动圈6穿过端帽5小轴端，使制动圈6与端帽5上螺纹一端连接；

2、将步骤1安装好的端帽5套在连接轴1上加工有球形结构一端；

3、将球槽顶圈3装入连接套2一端台阶孔内，使其端面与台阶内孔底壁贴合；

4、将两个半圆挡圈4安装在连接轴1另一端开设的圆槽上，将四个钢球7置于半圆挡圈4与连接轴1上的圆弧凹槽中，将安装后的连接轴1装入连接套2中，连接轴1球形结构端与安装在连接套2中的球槽顶圈3的球槽结构贴合；

为便于放置钢球7，可通过涂黄油进行粘接；

5、将安装在连接轴1上的端帽5旋进连接套2中，使其顶紧半圆挡圈4端面。

6、拧动制动圈6，直至其顶紧连接套2端面，完成本发明装置的安装。

在进行深孔精铰时，将连接轴1一端装入刀杆一端，通过连接轴1上的专用双头方牙螺纹连接，将精铰刀刀柄端装入连接套2另一端台阶孔中，螺纹配合；铰刀进入孔进行铰削，若受到径向力时，浮动装置中的连接套2带动铰刀绕钢珠7会产生一个角度微浮动，使其铰刀继续沿孔进行铰削，补偿机床热变形、工件安装等产生的径向误差；解决了深孔加工时，由于刀杆细长、刚度差和强度低，受力不均匀时，刀杆微颤抖带来孔径尺寸超差和表面粗糙度差的问题；铰刀和浮动装置采用内冷孔的设计，使得冷却液通过铰刀内部从前刀面冲出，及时带走铰屑，避免铰屑挤压内孔产生划痕等问题。

以某产品零件0深532mm加工为例：底部桁磨头无法退刀，无法用桁磨进行精加工。若直接用铰刀-0.01铰刀与刀杆连接进行铰削，测量时止样柱通，孔径超差，且表面粗糙度较差；调整铰刀直径为进行加工，用样柱测量合格，用内径千分表实测孔圆度极差，表面粗糙度较差。用本发明浮动铰刀铰削，解决了精铰刀与刀杆直接相连加工出现的圆度和表面质量差等问题；

本发明浮动铰刀在普通切削机床上可实现深孔精加工；对热处理后的深孔清理和修正圆度可代替钳工手动加工，减少劳动强度。在满足孔加工精度条件下，对比桁磨加工、孔精加工效率提升80％，工艺经济性更好，适用于单件和批量生产。