阅读说明：本技术 一种基于数控机床的自动冷扩孔设备及其使用方法 (Automatic cold reaming equipment based on numerical control machine tool and use method thereof ) 是由 潘崇恺 李鑫 位申申 夏远猛 李颖 贾永峰 张锐扬 昌广春 于 2021-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于数控机床的自动冷扩孔设备及其使用方法,属于机械加工领域。包括壳体、设置在壳体内的传动机构和挤压杆；传动机构包括丝杠、螺母和固定设置的轴承,丝杠的上下两端与轴承转动连接,丝杠上端又与机床的刀套固定连接；螺母固定连接在丝杠上；螺母一侧固定连接有滑块,壳体底部设有一导向套,所述挤压杆上端与滑块固定连接,下端穿过导向套伸出壳体外部,挤压杆的下端连接有用于冷挤压的开缝衬套,刀套带动丝杠转动,使螺母带动滑块上的挤压杆上下往复做直线运动。本发明通过数控系统中NC的指令,能够精确地控制挤压杆的位移量,且本装置体积小,传动结构简单,适用范围广,通过更换不同端头的挤压杆可进行不同孔径的扩孔。(The invention discloses automatic cold reaming equipment based on a numerical control machine tool and a using method thereof, and belongs to the field of machining. Comprises a shell, a transmission mechanism and an extrusion rod which are arranged in the shell; the transmission mechanism comprises a lead screw, a nut and a bearing which is fixedly arranged, the upper end and the lower end of the lead screw are rotationally connected with the bearing, and the upper end of the lead screw is fixedly connected with a cutter sleeve of the machine tool; the nut is fixedly connected to the screw rod; the screw rod extruding machine is characterized in that a sliding block is fixedly connected to one side of a nut, a guide sleeve is arranged at the bottom of a shell, the upper end of an extruding rod is fixedly connected with the sliding block, the lower end of the extruding rod penetrates through the guide sleeve and extends out of the shell, a slotted bush for cold extrusion is connected to the lower end of the extruding rod, and a cutter sleeve drives a screw rod to rotate so that the nut drives the extruding rod on the sliding block to reciprocate up and down to move linearly. The device can accurately control the displacement of the extrusion rod through the instruction of the NC in the numerical control system, has small volume, simple transmission structure and wide application range, and can perform reaming of different apertures by replacing extrusion rods with different ends.)

一种基于数控机床的自动冷扩孔设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种基于数控机床的自动冷扩孔设备及其使用方法。

背景技术

带开缝衬套的冷挤压工艺是一种用于提高飞机结构件使用寿命的工艺技术，其广泛运用于航空制造与维修领域。通过将装有开缝衬套的挤压工具伸入零件的孔内，使内孔产生塑性扩张，孔边形成一圈残余压应力层，能够降低零件所受的拉应力，从而提高受力部位的疲劳强度，延长使用寿命。在实际操作过程中，通常由操作人员手持液压挤压枪手动进行扩孔。该方法存在耗时长，效率低的问题，且人工操作受操作人员技能熟练度的影响，扩孔质量不能得到有效保障，存在造成零件损坏的风险。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术中零件冷挤压扩孔中耗时长，效率低，且由于人为因素造成扩孔质量不能得到有效保障的问题，本发明提供一种基于数控机床的自动冷挤压扩孔设备，提高冷挤压扩孔工艺的工作效率和工作质量。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种基于数控机床的自动冷扩孔设备，其特征在于：包括壳体、设置在壳体内的传动机构和挤压杆；所述传动机构包括丝杠、螺母和轴承，所述轴承固定设置，丝杠的上下两端与轴承转动连接，丝杠上端又与机床的刀套固定连接；螺母固定连接在丝杠上；螺母一侧固定连接有滑块，壳体底部设有一导向套，所述挤压杆上端与滑块连接，下端穿过所述导向套伸出壳体外部，挤压杆的下端连接有用于冷挤压的开缝衬套，刀套带动丝杠转动，使螺母带动滑块上的挤压杆上下往复做直线运动。

进一步的，所述壳体包括上腔体和下腔体，上腔体和下腔体通过长螺钉固定连接，上腔体的上表面设有定位销，所述定位销用于插入机床主轴上的定位工装内部，防止壳体与主轴发生相对运动。

进一步的，所述上腔体内设有上轴承，下腔体设有下轴承，上腔体和下腔体内均设有挡圈用于轴承的轴向定位，丝杠的两端均为光杆，且两端的光杆上设有轴肩分别用于限制上轴承和下轴承的轴向位移。

进一步的，所述螺母的端面上设有螺纹孔，螺母与滑块之间通过螺钉固定连接在一起。

进一步的，所述上轴承和下轴承均为深沟球轴承。

进一步的，所述下腔体的内壁两侧设有导轨，滑块两侧设有导向槽与所述导轨滑动连接。

进一步的，所述滑块上开设有竖直的螺纹通孔，挤压杆上端与滑块通过螺纹固定连接。

本发明还提供了一种基于数控机床的自动冷扩孔设备的使用方法，所述自动冷扩孔设备包括壳体、设置在壳体内的丝杠螺母机构和冷挤压所用的挤压杆；

将丝杠螺母机构安装于壳体内，轴承安装于丝杠两端光杆上，并通过丝杠上的轴肩和壳体内的挡圈进行定位；滑块通过螺钉安装于丝杠螺母机构的螺母上，滑块在壳体的导轨上滑动；冷挤压所用的挤压杆通过螺纹副安装于滑块上；使用时通过壳体上的定位销将壳体固定在机床主轴上，主轴上的刀套通过螺母副安装于丝杠上端；通过机床主轴转动控制螺母副转动带动挤压杆上下移动，将安装于挤压杆上的开缝衬套挤入零件孔位内，主轴反转带动挤压杆缩回，开缝衬套留在零件孔位内，完成零件孔位的冷挤压。

本发明的有益效果：

1、本发明采用丝杠螺母副传动结构，通过数控机床主轴正反转，带动挤压工具上下往复运动，有效地消除了人工操作耗时长，效率低，且扩孔质量不能保证的缺陷；

2、本发明通过数控系统中NC的指令，能够精确地控制挤压杆的位置，以及挤压杆的位移量；

3、本发明的自动扩孔设备体积小，传动结构简单，安全可靠，且适用范围广，通过更换不同端头的挤压杆可进行不同孔径的扩孔。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的传动结构示意图；

图3为本装置与刀套的连接方式示意图；

其中，

1、上腔体，2、下腔体，3、丝杠，4、滑块，5、挤压杆，6、上轴承，7、下轴承，8、定位销，9、刀套，10、螺母，11、开缝衬套，12、导向套。

具体实施方式

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

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定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种基于数控机床的自动冷扩孔设备，主要用于飞机零件的冷挤压扩孔。设备包括壳体、设置在壳体内的传动机构和冷挤压所用的挤压杆5。传动机构和挤压杆5并列平行地设置在壳体内部。

传动机构包括丝杠3、螺母10和轴承，所述轴承固定设置，丝杠3的上下两端与轴承转动连接，丝杠3上端通过螺纹与机床的刀套9固定连接；螺母10固定连接在丝杠3上；螺母10一侧固定连接有滑块4，壳体底部设有一导向套12，挤压杆5上端与滑块4固定连接，下端穿过所述导向套12伸出壳体外部，挤压杆5的下端连接有用于冷挤压的开缝衬套11。

进一步的，滑块4上开设有竖直的螺纹通孔，挤压杆5上端与滑块4通过螺纹固定连接，通过更换不同的挤压杆5可进行不同孔径的扩孔。

机床主轴旋转，带动刀套9转动，刀套9带动丝杠3转动，使螺母10带动滑块4上的挤压杆5上下往复做直线运动。

壳体包括上腔体1和下腔体2，上腔体1和下腔体2均为空腔结构，以减轻装置重量，上腔体1和下腔体2通过长螺钉固定连接，上腔体1的上表面设有定位销8，所述定位销8用于插入机床主轴上的定位工装内部，防止旋转时壳体与主轴发生相对运动。

进一步的，上腔体1内设有上轴承6，下腔体2设有下轴承7，上腔体1和下腔体2内均设有挡圈分别用于上轴承6和下轴承7的轴向定位，丝杠3的两端均为光杆，且两端的光杆上设有轴肩分别用于限制上轴承6和下轴承7的轴向位移。

进一步的，螺母10的端面上设有螺纹孔，螺母10与滑块4之间通过螺钉固定连接在一起。

进一步的，本实施例中，上轴承6和下轴承7均为深沟球轴承。

进一步的，下腔体2的内壁两侧设有导轨，滑块4两侧设有导向槽与所述导轨滑动连接。

实施例2

本实施例提供了一种基于数控机床的自动冷扩孔设备的使用方法，自动冷扩孔设备包括壳体、设置在壳体内的丝杠3螺母10机构和冷挤压所用的挤压杆5；

将丝杠3螺母10机构安装于壳体内，轴承安装于丝杠3两端光杆上，并通过丝杠3上的轴肩和壳体内的挡圈进行定位；滑块4通过螺钉安装于丝杠3螺母10机构的螺母10上，滑块4在壳体的导轨上滑动；冷挤压所用的挤压杆5通过螺纹副安装于滑块4上；使用时通过壳体上的定位销8将壳体固定在机床主轴上，主轴上的刀套9通过螺母10副安装于丝杠3上端；通过机床主轴转动控制螺母10副转动带动挤压杆5上下移动，将安装于挤压杆5上的开缝衬套11挤入零件孔位内，主轴反转带动挤压杆5缩回，开缝衬套11留在零件孔位内，完成零件孔位的冷挤压。

本发明采用丝杆螺母副传动结构，通过数控机床主轴正反转，带动挤压工具上下往复运动。有效地消除了人工操作耗时长，效率低，且扩孔质量不能保证的缺陷。通过数控系统中NC的指令，能够精确地控制挤压杆的位置，以及挤压杆的位移量。且本发明的体积小，传动结构简单，安全可靠。适用范围广，通过更换不同端头的挤压杆可进行不同孔径的扩孔。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。