CN101396742A

CN101396742A - 液体静压辅助支撑刀杆及支撑方法

Info

Publication number: CN101396742A
Application number: CNA2008101949992A
Authority: CN
Inventors: 黄斌
Original assignee: Hefei University of Technology
Current assignee: Hefei University of Technology
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2009-04-01

Abstract

液体静压辅助支撑刀杆及支撑方法，具有用于安装刀具的杆头、布置切削液流道的杆颈和作为杆头支承件的杆身，杆身的中央轴向孔设置为切削液供液通道，供液通道与杆颈切削液流道相连通，其特征是在杆身的表面、沿杆身外圆周均匀分布若干个各自独立的承压槽，供液通道通过各小孔节流通道分别与各承压槽连通。本发明方法为“柔性”支承，不需要人工调节，吸收刀具振动的效果更好，对已加工孔的表面不会产生破坏，同时还可与现有的支撑条或支撑块技术共同使用。

Description

液体静压辅助支撑刀杆及支撑方法

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，更具体地说是刀杆及刀杆的支撑方法，一种应用在精密镗销或铰削中的镗刀刀杆或铰刀刀杆及刀杆的支撑方法。

背景技术

在使用镗刀或铰刀进行精密镗削或铰削孔时，刀杆的弯曲和振动，对加工质量有很大的影响，尤其是细长孔的精密加工更是如此。为了增加精密镗削或铰削孔时镗刀刀杆或铰刀刀杆的刚度，以减小镗刀刀杆或铰刀刀杆的弯曲和振动，提高加工精度，可以设法在刀杆上设置辅助支承，比如，设置支撑条或支撑块等“刚性”辅助支承。但是，采用支撑条或支撑块的辅助支承的刀杆结构，实际操作中，对于支撑条或支撑块的制造、安装和调整要求较高，使用成本高；另一方面，为了保证镗削或铰削加工的正常进行，必然要求支撑条在径向上比刀尖高度略低，因此，在支撑条与镗孔之间仍然存在有间隙，这一间隙使加工时镗刀刀杆或铰刀刀杆依然会产生弯曲和振动，支撑效果往往并不理想。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种结构简单、易于实现，用于精密加工的镗刀和铰刀支承的液体静压辅助支撑刀杆及刀杆支撑方法，以液体静压支撑的形式增加精密镗削或铰削孔时镗刀刀杆或铰刀刀杆的刚度，有效吸收刀杆的振动，提高加工精度。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明液体静压辅助支撑刀杆，具有用于安装刀具的杆头、布置切削液流道的杆颈和作为杆头支承件的杆身，杆身的中央轴向孔设置为切削液供液通道，供液通道与杆颈切削液流道相连通；

本发明的结构特点是在杆身的表面、沿杆身外圆周均匀分布若干个各自独立的承压槽，供液通道通过各小孔节流通道分别与各承压槽连通。

本发明液体静压辅助支撑刀杆的支撑方法的特点是设置杆身与工件已加工孔为小间隙配合，杆身表面的各承压槽与工件已加工孔的表面构成各承压腔，在切削液供液通道中引入切削液，切削液通过小孔节流通道以各承压腔中的切削液使刀杆杆身在工件已加工孔中获得液体静压支撑。

根据静压轴承原理，在刀头切削过程中，当杆身弯曲时，在杆身弯曲的方向上会引起杆身与工件已加工孔之间的间隙变小，进而使得该方向上的承压腔内压力自动升高，而在与杆身弯曲方向相反的方向上，杆身与工件已加工孔之间的间隙变大，从而使得该方向上的承压腔内压力自动降低，因此，各承压腔内压力的合力迫使杆身的弯曲程度减小。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明在镗刀或铰刀的刀杆杆身表面设置各承压槽，通过引入具有一定压力的切削液，使得刀杆、工件已加工的孔的表面和切削液组成一个液体静压系统，该液体静压系统相当于一个液体静压径向轴承，在镗孔或铰孔时对刀杆起到支撑作用，从而减小刀杆的弯曲变形量并抑制和吸收刀杆的振动，本发明方法为“柔性”支承，不需要人工调节，吸收刀具振动的效果更好，对已加工孔的表面不会产生破坏，同时还可与现有的支撑条或支撑块共同使用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1的A—A剖视图，即刀身与工件已加工孔构成的承压腔所在位置横截面示意图。

图3为图2的B—B剖视图，即切削液流道所在位置横截面示意图。

图中标号：1切削液供液通道、2小孔节流通道、3承压槽、4切削液流道、5刀头、6刀具紧定螺钉、7杆头、8工件成孔、9工件、10杆身。

以下通过具体实施方式，结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，刀杆的结构形式是具有用于安装刀具5的杆头7、布置有切削液流道4的杆颈和作为杆头支承件的杆身10，杆身10中央的轴向孔设置为切削液供液通道1，供液通道1与杆颈切削液流道4相连通。

如图1所示，本实施例中，在杆身10的表面、沿杆身10的外圆周均匀分布各独立承压槽3，供液通道通过各小孔节流通道2分别与各承压槽3连通。

支撑方法是设置杆身10与工件已加工孔为小间隙配合，杆身表面的各承压槽3与工件已加工孔的内侧壁构成各承压腔，在切削液供液通道1中引入切削液，切削液通过小孔节流通道2以各承压腔中切削液使刀杆杆身10在工件成孔中获得液体静压支撑。

图2和图3所示，本实施例中，承压槽在杆身10的外圆周上均匀分布为四只，承压槽所在位置的杆身横断面上，呈“十”字设置小孔节流通通2，杆颈所在位置的横断面上，同样呈“十”字设置切削液流道4，刀具5通过刀具紧定螺钉6固定在杆头7上。

具体实施中，位于刀杆前端的杆头7与工件已加工孔之间间隙较大，以便于排屑，加工时，具有一定压力的切削液从切削液流道4中喷出，冲走已加工孔表面的切屑，同时流经切削区对切削区进行冷却与润滑。设置在杆身10上的承压槽3为表面形状规则的浅坑，切削液供液通道1内的切削液可通过小孔节流通道2流入承压槽3，杆身10与工件已加工孔之间采用小间隙配合，以便于当承压腔内的切削液从中流出时对切削液起到节流作用，在使用切削液精密镗孔或铰孔时，由于已加工的孔的精度比较高，因此，刀杆与已加工孔、即工件成孔之间的间隙可以设计得较小。

为了使得在加工过程中能及时形成静压支承，可以将承压槽3设置为尽可能靠近杆颈部，也可以在承压槽在杆身的不同轴向位置上多段设置。

镗孔时，高压切削液经过切削液供液通道1和小孔节流通道2分别在承压腔内形成一定的压力，镗杆在切削过程中弯曲时，在镗杆弯曲的方向上会引起镗杆与工件上已加工孔之间的间隙变小，进而使得该方向上的承压腔内压力自动升高，而在与镗杆弯曲方向相反的方向上镗杆与工件上已加工孔之间的间隙变大，从而使得该方向上的承压腔内压力自动降低，因此，各承压腔内压力的合力迫使镗杆的弯曲程度减小。镗孔时选用的切削液应具有一定粘度，并经过精密过滤，切削液供给压力为15～20Mpa。

本发明具体实施中，镗孔切削液可选用切削油，切削油的过滤精度为0.01mm，切削液可采用10—20Mpa的供给压力，提高切削液的供给压力可以增加液体静压支承效果。

Claims

1、液体静压辅助支撑刀杆，具有用于安装刀具(5)的杆头(7)、布置切削液流道(4)的杆颈和作为杆头支承件的杆身(10)，杆身(10)的中央轴向孔设置为切削液供液通道(1)，所述供液通道(1)与杆颈切削液流道(4)相连通，其特征是在所述杆身(10)的表面、沿杆身外圆周均匀分布若干个各自独立的承压槽(3)，所述供液通道(1)通过各小孔节流通道(2)分别与各承压槽(3)连通。

2、权利要求1所述刀杆的支撑方法，其特征是设置杆身(10)与工件已加工孔为小间隙配合，杆身表面的各承压槽(3)与工件已加工孔的表面构成各承压腔，在切削液供液通道(1)中引入切削液，所述切削液通过小孔节流通道(2)以各承压腔中的切削液使刀杆杆身(10)在工件已加工孔中获得液体静压支撑。