CN101474680B - 组合镗头 - Google Patents
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Abstract
一种组合镗头是由镗头体、刀夹孔1、刀夹孔2、精镗机构、圆滑块、铰刀装卸机构组成，其特征在于：刀夹孔1、刀夹孔2设置在镗头体头部的左侧和上侧，精镗机构设置在镗头体头部的下侧，圆滑块置于镗头体的内腔中，且可在内腔中沿镗头体轴向滑动，铰刀装卸机构设置在镗头体右侧的体内。本发明将粗镗座圈锥面、倒角、精镗座圈锥面、导管孔加工四道加工工序，在不改变工件的装夹、不须人工参与的情况下，完全实现自动化完成，将复杂的加工工序简单化、程序化、自动化；克服了由于多次装卸工件造成的同轴度差的缺点。经试验：采用本发明可以使：铰套定位孔与镗刀回转中心跳动低于0.005mm，精镗刀的滑套孔与定位面的同轴度和垂直度均低于0.005mm，极大地提高了工件的加工精度和加工效率，而且结构简单、成本低、操作方便。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种机械加工设备，具体涉及一种用于加工汽车汽缸盖的组合镗头。
二、背景技术
气缸盖是发动机零件中结构较为复杂的关键部件，加工工艺复杂，而且加工精度要求高，其中，进、排气门座圈锥面与导管孔的加工又是气缸盖中最为关键的工序，一般对气门座圈与导管孔同轴度(同心度)的加工精度要求很高：汽油机为0.015mm-0.025mm，柴油机为0.01mm-0.015mm。气门阀座和导管孔的底孔精度是直接影响气门阀座和导管孔终加工精度的重要因素。因为底孔的同轴度误差(一般应低于0.02-0.05mm)会造成气门阀座和导管孔精加工余量的分配不均，从而影响到终加工精度。许多厂家采用专用复合刀具，并分钻扩、半精镗和精镗三道工序进行加工。在精镗时，为增强细长镗杆的刚性，大多数采用硬质合金镗杆，但也有采用背导向支承的方式。采用背导向支承方式时，为确保支承效果，背导向的支承导套与镗杆中心应保持足够高的同轴度，从而导致结构比较复杂。
三、发明内容
为克服现有技术不足，本发明的目的是提供一种组合镗头，该镗头可以在一次装夹中顺序完成粗镗座圈锥面、倒角、精镗座圈锥面、导管孔加工四道加工工序，既提高加工精度和效率，又降低设备成本。
本发明采用的技术方案是：一种组合镗头是由镗头体、刀夹孔1、刀夹孔2、精镗机构、圆滑块、铰刀装卸机构组成，其特征在于：刀夹孔1、刀夹孔2设置在镗头体头部的左侧和上侧，精镗机构设置在镗头体头部的下侧，圆滑块置于镗头体的内腔中，且可在内腔中沿镗头体轴向滑动，铰刀装卸机构设置在镗头体右侧的体内。
所述的镗头体头部为呈圆锥状的锥体部，镗头体主体部为呈圆柱状柱体部，柱体部内沿轴线方向有一与柱体部同轴的圆柱形内腔，锥体部沿轴线方向有一同轴的圆柱形通孔与圆柱形内腔通连，在通孔内镶嵌一个导套，导套前部伸出锥体部前部，在通孔与圆柱形内腔结合部处镶嵌一个导向套。在镗头体锥体部的下侧，有一底面设有油槽、截面呈倒T型结构的斜滑道，在倒T型结构的斜滑道逆时针85度方向上，沿与镗头体轴线相平行的轴线，有一台阶孔，铰刀装卸机构安装在台阶孔内。
所述的镗头体柱体部内腔中的圆滑块为圆筒形结构，在圆滑块右侧，与锥体部右侧的台阶孔同轴有一盲孔，盲孔与圆滑块的圆筒内腔相通，圆滑块内腔的后部有一环型凹槽，圆滑块一侧有一键槽，槽内镶嵌一键与柱体部圆柱形内腔的凹槽适配，使圆滑块只能相对于柱体部沿轴向滑动。
所述的精镗机构是由滑动刀架、联动滑杆组成，滑动刀架上部设有刀具安装座孔，滑动刀架安装在锥体部上的倒T形结构的斜滑道内，且可沿斜滑道进行滑动，联动滑杆一端安装固定在滑动刀架的凹槽内，另一端插入镗头体和圆滑块的通孔内，镗头体和圆滑块的通孔是在圆滑块处于前部极限位置时，在斜滑道中部偏下处沿与斜滑道垂直的方向所钻的孔，圆滑块上的孔的孔径与联动滑杆的直径相同，镗头体上的孔的孔径为圆滑块上的孔的孔径加2倍滑动行程之和，通过联动滑杆的联动作用，将圆滑块的移动转换为滑动刀架的往复运动，从而使刀具对设定的加工面进行精加工。
所述的铰刀装卸机构是由弹簧、齿轮杆、定位套组成，弹簧套在齿轮杆上装在定位套内，定位套安装在镗头体的台阶孔内并用螺钉固定。在自然状态下，齿轮杆与机床内轴推杆上的齿轮不啮合。当需要装卸铰刀时，用内六角扳手插入齿轮杆前端孔内，用力向前推动齿轮杆，使其与机床内轴推杆上的齿轮相啮合，再旋转齿轮杆带动机床内轴推杆上的齿轮旋转，以此来松开或夹紧铰刀。当完成装卸铰刀后，弹簧回到自然状态下，齿轮脱离机床内轴推杆上的齿轮，回到安全位置。
本发明的工作过程是：把组合镗头安装在机床的驱动轴上，机床为三轴驱动，内轴连接铰刀，圆滑块与中间轴配合连接安装，镗头体与外轴配合连接安装，粗镗镗刀通过紧固螺钉安装在刀夹孔1处，倒角镗刀通过紧固螺钉安装在刀夹孔2处，精镗刀通过紧固螺钉安装在精镗机构的滑动刀架上。开始加工时，使用组合镗头的粗镗镗刀和倒角镗刀先对座圈锥面和倒角进行粗加工，然后用精镗刀对座圈锥面进行精加工，加工完毕后，刀具后退，接着铰刀转速提高，并以恒定的给进速度推动铰刀对导管孔进行加工。当导管孔加工完毕后，专用刀具恢复原转速，铰刀自动退回到起始位置。整个加工工序过程，完全可以由电脑控制数控机床自动完成。
本发明的有益效果是，将粗镗座圈锥面、倒角、精镗座圈锥面、导管孔加工四道加工工序，在不改变工件的装夹、不须人工参与的情况下，完全实现自动化完成，将复杂的加工工序简单化、程序化、自动化；克服了由于多次装卸工件造成的同轴度(同心度)差的缺点。经试验：采用本发明可以使：铰套定位孔与镗刀同轴度低于0.005mm，精镗刀的滑套孔与定位面的同轴度和垂直度均低于0.005mm，极大地提高了工件的加工精度和加工效率，而且本发明结构简单、成本低、操作方便。
四、附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的左视图；
图3是图1旋转90°后的剖视图；
图4是机体主视图；
图5是机体右视图；
图6是圆滑块主视图；
图7是圆滑块左视图；
图8是圆滑块顶视图；
图9是图8中A向局部图；
图10是圆滑块右视图
图11是滑动刀架主视图；
图12是图11旋转90°后的视图；
图13是本发明实施例安装示意图。
五、具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的一个实施例。
一种组合镗头，镗头体2头部为呈圆锥状的锥体部203、主体部为呈圆柱状柱体部201，柱体部201内沿轴线方向有一与镗头体2同轴的圆柱形内腔202，内腔202前部为圆台状，锥体部203沿轴线方向有一同轴的圆柱形通孔204与圆柱形内腔202通连，在通孔204内镶嵌一个导套4，导套4前部伸出锥体部203前部，在与圆柱形内腔202结合部镶嵌一个导向套3，以便于内轴11安装的铰刀12顺利穿过通孔204；在镗头体2锥体部203的下侧，有一底面设有油槽截面呈倒T型结构的斜滑道207，在斜滑道207逆时针85度方向上，沿与镗头体2轴线相平行的轴线，有一台阶孔206，铰刀装卸机构8安装在台阶孔206内。镗头体2的锥体部203设置有座圈锥面粗镗镗刀夹孔7、倒角镗刀夹孔6，每个镗刀夹孔设有安装紧固螺栓，用于固定刀具。圆滑块1置于主体部201内的圆柱形内腔202，且与圆柱形内腔202形成滑动配合。圆滑块1为圆筒形结构，圆滑块1前部为圆台状，与圆柱形内腔202前部的圆台状形成配合，在圆滑块1上，与斜滑道207逆时针85度方向上的台阶孔206同轴有一盲孔103，盲孔103与圆滑块1的圆筒内腔相通，圆滑块1内腔后部有一环型凹槽101，用于与中间轴10连接安装，圆滑块1有一键槽104，槽内镶嵌一键与柱体部201圆柱形内腔202的凹槽形成配合，使圆滑块1只能相对于柱体部201沿轴向滑动。
精镗机构5安装在锥体部203下侧，所述的精镗机构5是由滑动刀架504、联动滑杆506组成，滑动刀架504上部设有刀具安装座孔502，刀具安装座孔502上设有固定螺栓503和定位螺栓505，滑动刀架504安装在锥体部203上的倒T形结构的斜滑道207内，且可沿斜滑道207进行往复滑动；联动滑杆506一端用螺钉固定安装在滑动刀架504的凹槽内，另一端插入镗头体2和圆滑块1的通孔205和102内，镗头体2和圆滑块1的通孔205和102是在圆滑块1处于前部极限位置时，在斜滑道207中部偏下处沿与斜滑道207垂直的方向所钻的孔，圆滑块1上孔102的孔径与联动滑杆506的直径相同，且与联动滑杆506形成滑动配合，镗头体2上孔205的孔径为圆滑块1上孔的孔径加2倍设定的滑动行程，这样通过联动滑杆506的联动作用，把圆滑块1的移动转换为滑动刀架504的往复运动，从而使刀具501对座圈锥面进行精镗加工。
铰刀装卸机构8是由弹簧803、齿轮杆801、定位套802组成，弹簧803套在齿轮杆801上装在定位套802内，定位套802安装在镗头体2的台阶孔206内并用螺钉804固定。在自然状态下齿轮杆801与机床内轴11推杆上的齿轮1101不啮合。当需要装卸铰刀时，用内六角扳手插入齿轮杆801前端孔内，用力向前推动齿轮杆801，使其与机床内轴11推杆上的齿轮1101相啮合，再旋转齿轮杆801带动机床内轴11推杆上的齿轮1101旋转，以此来松开或夹紧铰刀。当完成装卸铰刀后，弹簧803回到自然状态下，齿轮杆801齿轮脱离机床内轴11推杆上的齿轮1101，回到安全位置。
组合镗头安装：在机床内轴11的刀具安装盘上安装设定规格的铰刀，把机床中轴10的安装盘插进圆滑块1的安装凹槽101内固定，镗头体2通过安装螺丝901固定在机床的外轴9上。
Claims (3)
1.一种组合镗头，是由镗头体、第一刀夹孔、第二刀夹孔、精镗机构、圆滑块、铰刀装卸机构组成，其特征在于：第一刀夹孔、第二刀夹孔分别设置在镗头体头部的左侧和上侧，精镗机构设置在镗头体头部的下侧，圆滑块置于镗头体的内腔中，且可在内腔中沿镗头体轴向滑动，铰刀装卸机构设置在镗头体右侧的体内，在镗头体锥体部的下侧，有一底面设有油槽、截面呈倒T型结构的斜滑道，在倒T型结构的斜滑道逆时针85度方向上，沿与镗头体轴线相平行的轴线，有一台阶孔，铰刀装卸机构安装在台阶孔内，所述的铰刀装卸机构是由弹簧、齿轮杆、定位套组成，弹簧套在齿轮杆上装在定位套内，定位套安装在镗头体的台阶孔内并用螺钉固定；在自然状态下，齿轮杆与机床内轴推杆上的齿轮不啮合，当需要装卸铰刀时，用内六角扳手插入齿轮杆前端孔内，用力向前推动齿轮杆与机床内轴推杆上的齿轮啮合，再旋转齿轮杆带动机床内轴推杆上的齿轮旋转来松开或夹紧铰刀，当完成装卸铰刀后，弹簧回到自然状态下，齿轮杆脱离机床内轴推杆上的齿轮，回到安全位置，所述的镗头体头部为呈圆锥状的锥体部，镗头体主体部为呈圆柱状柱体部，柱体部内沿轴线方向有一与柱体部同轴的圆柱形内腔，锥体部沿轴线方向有一同轴的圆柱形通孔与圆柱形内腔通连，在通孔内镶嵌一个导套，导套前部伸出锥体部前部，在与圆柱形内腔结合部镶嵌一个导向套。
2.根据权利要求1所述的组合镗头，其特征在于：所述的镗头体柱体部的内腔中的圆滑块为圆筒形结构，在圆滑块右侧，与锥体部右侧的台阶孔同轴有一盲孔，盲孔与圆滑块的圆筒内腔相通，圆滑块内腔的后部有一环型凹槽，圆滑块两侧各有一键槽，槽内镶嵌一键与柱体部圆柱形内腔的凹槽适配，使圆滑块只能相对于柱体部沿轴向滑动。
3.根据权利要求1所述的组合镗头，其特征在于：所述的精镗机构安装在锥体部下侧，所述的精镗机构是由滑动刀架、联动滑杆组成，滑动刀架上部设有刀具安装座孔，滑动刀架安装在锥体部上的倒T形结构的斜滑道内，且可沿斜滑道进行滑动，联动滑杆一端固定安装在滑动刀架的凹槽内，另一端插入镗头体和圆滑块的通孔内，镗头体和圆滑块的通孔是在圆滑块处于前部极限位置时，在斜滑道中部偏下处沿与斜滑道垂直的方向所钻的孔，圆滑块上的孔的孔径与联动滑杆的直径相同，镗头体上的孔的孔径为圆滑块上的孔的孔径加2倍滑动行程。
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