CN101396743A - 液体动压辅助支撑刀杆及支撑方法 - Google Patents

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Abstract

液体动压辅助支撑刀杆及支撑方法，刀杆具有杆头、杆颈和杆身，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，其特征是在杆身的前端设置一段承压槽，承压槽的横断面为沿圆周分段设置的楔形槽，楔形槽以深槽端为槽首，以浅槽端为槽尾，其间以圆弧过渡，各段楔形槽之间槽首与槽尾相接，供液通道通过杆颈切削液流道与楔形槽连通；切削液相对于回转刀杆的转动在楔形槽中沿圆周的流动方向是自槽首到槽尾。本发明利用刀杆表面特定的形状，使得刀具在加工过程中，刀杆、工件的已加工孔和切削液自动形成一个楔形油膜的动压支承系统，刀杆被油膜支承在已加工孔之中，从而增加刀杆的刚性。

Description

液体动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”辅助支承刀杆。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安装和调整要求较高，制造和使用成本高；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形成弯曲和振动，支撑效果并不理想。
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，用于精密镗削或铰削的液体动压辅助支撑刀杆及刀杆支撑方法，以液体动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：
本发明液体动压辅助支撑刀杆，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前端设置一段承压槽，承压槽的横断面为沿圆周分段设置的楔形槽，楔形槽以深槽端为槽首，以浅槽端为槽尾，其间以圆弧过渡，各段楔形槽之间槽首与槽尾相接，供液通道通过杆颈切削液流道与楔形槽连通；切削液相对于回转刀杆的转动在楔形槽中沿圆周的流动方向是自槽首到槽尾。
本发明刀杆支撑方法的特点是杆身表面的承压槽与工件的已加工孔的表面构成承压腔，在切削液供液通道中引入切削液，切削液通过切削液流道进入承压腔，回转的刀杆是以承压腔中切削液产生的动压效应在工件的已加工孔中获得液体动压支撑。
在使用切削液精密镗孔或铰孔时，已加工的孔的精度比较高，刀杆表面与已加工孔的表面存在相对运动，并且刀杆表面与已加工孔的表面之间充满了切削液。本发明利用刀杆表面特定的形状，使得刀具在加工过程中，刀杆、工件的已加工孔和切削液自动形成一个楔形油膜的动压支承系统，刀杆被油膜支承在已加工孔之中，从而增加刀杆的刚性。与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明利用刀杆与已加工孔之间的相对转动和具有一定粘性的切削液而产生的液体动压效应自动形成对刀杆的液体动压支承，是一种“柔性”支承，不需要人工调节，不存在因刚性接触而划伤已加工表面的问题，吸收刀具振动的效果更好，也可与现有的支撑条或支撑块共同使用。
附图说明
图1为本发明液体动压辅助支撑刀杆结构示意。
图2为图1的A—A断面图。
图中标号：1供液通道、2切削液流道、3刀具、4刀具紧定螺钉、5缝隙、6杆颈、7工件、8杆身、9承压槽、9a楔形槽、10杆头。
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，本实施例液体动压辅助支撑刀杆具有用于安装刀具的杆头10、布置切削液流道2的杆颈和作为杆头支承件的杆身8，杆身8的中央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2相连通。
本实施例中，如图1所示，在杆身8的前端设置一段承压槽9，如图2所示，承压槽9的横断面为沿圆周分段设置的楔形槽9a，楔形槽9a以深槽端为槽首，以浅槽端为槽尾、其间以圆弧过渡，各段楔形槽9a之间槽首与槽尾相接，供液通道1通过杆颈切削液流道2与楔形槽9a连通；切削液相对于回转刀杆的转动在楔形槽9a中沿圆周的流动方向是自槽首到槽尾。槽的具体结构尺寸设计时按动压轴承的原理进行设置。
杆身表面的承压槽9与工件的已加工孔的内侧壁构成承压腔，在切削液供液通道1中引入切削液，切削液通过切削液流道2进入承压腔，回转的刀杆是以承压腔中液体产生的动压效应在工件的已加工孔中获得液体动压支撑。
具体实施中，如图1所示，杆颈6的部位设置为环形槽，以环形槽作为切消液流道2的流道出口，该流道出口与位于杆身前端圆周面上的承压槽9形成连通，以使切消液能够引向承压槽9，刀具3通过刀具紧定螺钉4固定在杆身8上。镗孔时，工件7保持不动，镗杆连带刀具3按图2中的箭头方向旋转。
适当设置切削液供液通道1和切削液流道2的通流量，适当设置承压腔和杆颈部位环形槽的容积，以保证一方面刀杆不与工件相触碰，另一方面切削液通过环形槽两侧外圆周面与工件的已加工孔之的缝隙5分别向刀具所在一侧和承压腔所在一侧沿整个外圆周面进行分流；流向刀具3所在一侧的切削液用于冲走加工过程中产生的切屑，也对切削区进行冷却、润滑；流向承压腔内的切削液随着刀杆的回转对刀杆形成动压支承。
选择具有一定粘度的切削液，并经过精密过滤，保证切削液中固体颗粒不在切消液通道的任何位置上形成堵塞。
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0.005mm，切削液可采用2—3Mpa的供给压力，以利冲净已加工表面的切屑，同时保证动压支承对液体的需要量。

Claims (2)

1、液体动压辅助支撑刀杆，具有用于安装刀具(3)的杆头(10)、布置切削液流道(2)的杆颈(6)和作为杆头支承件的杆身(8)，杆身(8)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(2)相连通，其特征是在所述杆身(8)的前端设置一段承压槽(9)，所述承压槽(9)的横断面为沿圆周分段设置的楔形槽(9a)，所述楔形槽(9a)以深槽端为槽首，以浅槽端为槽尾，其间以圆弧过渡，各段楔形槽(9a)之间槽首与槽尾相接，所述供液通道(1)通过杆颈切削液流道(2)与楔形槽(9a)连通；切削液相对于回转刀杆的转动在楔形槽(9a)中沿圆周的流动方向是自槽首到槽尾。
2、权利要求1所述刀杆的支撑方法，其特征是杆身表面的承压槽(9a)与工件的已加工孔的表面构成承压腔，在切削液供液通道(1)中引入切削液，所述切削液通过切削液流道(2)进入承压腔(9a)，回转的刀杆是以所述承压腔(9)中切削液产生的动压效应在工件的已加工孔中获得液体动压支撑。
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