CN102489730B - 双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明是一种双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具。其特征在于所述刀杆的后半部为圆柱形杆，并沿轴向套装在一个外形截面呈方形的调节刀柄中；所述调节刀柄的前端设有刀杆孔，调节刀柄的尾端设有螺孔，并通过调节螺钉和锁紧螺母调节刀杆伸缩固定，通过刀柄外侧刀杆锁紧机构固定刀杆。所述刀杆的前端为梯形截面，其上设有刀头定位安装槽，安装槽内安装有三个切削刃的三面成型刀头。本发明通过设计特殊结构的刀具，再借助数控编程，可实现双螺杆泵螺杆螺旋型面一次装夹三面成型加工。同时可实现一种刀具适合多种规格螺杆、多种螺旋导程及多种螺旋型线的加工，突破了传统双螺杆泵螺杆螺旋型面在加工中刀具、螺杆规格、螺旋导程和螺旋型线须一一对应的局限。

Description

双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具

【技术领域】

本发明涉及数控机床加工专用刀具，特别是一种适合加工多种规格螺杆、多种螺旋导程及多种螺旋型线的双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具。

【背景技术】

目前，在双螺杆泵螺杆螺旋型面的加工中，通常采用成型盘铣刀、三面刃铣刀和成型车刀这三种刀具。

成型盘铣刀具有加工精度好、加工效率高的优点，但是该刀需配用专用螺旋转子铣床，而该铣床价格昂贵，制约了成型盘铣刀的推广；而且一种成型盘铣刀只能加工一种规格、一种导程和一种螺旋型线的螺杆，即成型盘铣刀没有通用性，这就极大地增大了螺杆的制造成本；同时，成型盘铣刀还存在结构复杂、制造成周期长、制造和修磨技术要求高的缺点。

三面刃铣刀只能用于加工对称螺旋型线的螺杆，而且一种规格的三面刃铣刀只能加工导程差别不大的有限几种导程的螺杆，同时还存在刀齿无法修磨的缺陷。

成型车刀具有结构简单、制造简便、可刃磨的优点，但是成型车刀和成型盘铣刀一样刀具没有通用性；同时还存在加工精度差、加工效率低，对操作者的技能要求高和操作者劳动强度大的缺陷，满足不了批量生产的需求。

【发明内容】   

 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种适用于通用数控车床加工双螺杆泵螺杆螺旋型面的数控加工刀具，该刀具结构简单，可实现一次装夹三面成型以及适合多种规格螺杆、多种螺旋导程及多种螺旋型线的加工。

本发明为解决上述问题所采用的方案是设计一种双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具。它包括前端装有刀头的刀杆，其特征在于所述刀杆的后半部为圆柱形杆，并沿轴向套装在一个外形截面呈方形的刀柄中；所述刀柄的前端设有刀杆孔，刀杆孔壁设有一个平行于轴心的切口，切口两侧在位于刀柄前端口部的外侧通过拉杆式刀杆锁紧机构锁紧刀杆，刀柄的尾端设有与刀杆孔相通的螺孔，通过其中穿入的调节螺钉和外部的锁紧螺母调节刀杆伸缩长度；所述刀柄在前端面上还固定有带刻度的圆盘，与之相对应，在刀杆的圆柱形表面设置有纵向刀杆偏转基准线；所述刀杆的前端为梯形截面，其上设有刀头定位安装槽，安装槽内安装有三个切削刃的刀头。

本发明通过设计特殊结构的刀具，再借助数控编程，可实现双螺杆泵螺杆螺旋型面一次装夹三面成型加工。同时可实现一种刀具适合多种规格螺杆、多种螺旋导程及多种螺旋型线的加工，突破了传统双螺杆泵螺杆螺旋型面在加工中刀具、螺杆规格、螺旋导程和螺旋型线须一一对应的局限。具体包括：

1、            只需通过调整刀杆伸出长度和刀杆相对刀柄的偏转角度就能实现不同规格、不同导程和不同螺旋型线螺杆的加工；同时通过更换不同材质的刀头就能适应不同材质螺杆的加工，因此具有良好的通用性。

2、            加工时刀头与螺旋型面为点接触，磨损小，刀头耐用度高、寿命长。

3、            刀头受力小，可以提高刀具的切削速度；另外可以实现一次装夹达到自动加工螺杆螺旋槽三个型面的功能；同时借助数控车床自动化程度高的特性，既提高了螺杆的加工效率，又大大降低了操作者的劳动强度。

4、            对刀时，只需调整刀杆的伸出长度和刀杆相对刀柄的偏转角度，调节简单、对操作者技能要求低。

5、            刀具结构简单，刀具制造和使用成本低。

【附图说明】

图1 双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具图；

图2 螺旋夹紧式锁紧机构主视图；

图3 螺旋夹紧式锁紧机构左剖图；

图4 楔形夹紧式锁紧机构主视图；

图5 楔形夹紧式锁紧机构左剖图；

图6 两个三角刀片组合的刀头主视图；

图7 两个三角刀片组合的刀头仰视图；

图8 整体式梯形刀片刀头主视图。

图中：1—刀柄； 2—刀杆；3—刀头；4—锁紧机构；5—调节螺钉；6—锁紧螺母；7—刻度盘；8—基准线；9—双头螺柱；10—螺母；11—开口垫圈；12—楔头螺栓；13—活动楔块；14—夹紧手柄；15—导向销。

以下结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

【具体实施方式】

本发明双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具，是在通常前端装有刀头的刀杆基础上，将刀杆的尾部设计成圆柱形，并沿轴向套装在一个外形截面呈方形的刀柄中。所述刀柄的前端设有刀杆孔，刀杆孔带有纵向切口，切口两侧在位于调节刀柄前端口部的外侧通过拉杆式刀杆锁紧机构锁紧刀杆。刀柄的尾端设有与刀杆孔相通的螺孔，通过其中穿入的调节螺钉和外部的锁紧螺母调节刀杆伸缩长度。调节螺钉的前端为球面，后端为全螺纹的内六角螺钉。所述刀柄在前端面上还设有带刻度的圆盘，与之相对应，在刀杆的尾部圆柱形表面设置有刀杆偏转基准线，用以指示刀杆相对刀柄的偏转角度。所述刀杆的前部为梯形截面，其上设有刀头定位安装槽，安装槽内安装有三个切削刃的刀头。

所述刀柄的拉杆式刀杆锁紧机构是螺旋夹紧式锁紧机构。所述螺旋夹紧式锁紧机构在刀杆孔切口两侧的侧壁上设有垂直于轴线的孔，其中上侧的孔为光孔，下侧的孔为螺孔，通过旋转从中穿过的螺钉拉紧两侧切口壁。

所述刀柄的拉杆式刀杆锁紧机构是楔形夹紧式锁紧机构，所述楔形夹紧式锁紧机构在刀杆孔切口两侧的侧壁上设有垂直于轴线的锁紧孔，该锁紧孔与刀杆孔局部相交，孔内壁还设有一个贯通的导向槽；所述锁紧孔内套装有由夹紧手柄、活动楔块、楔头螺栓和导向销组成的楔形锁紧组件，其中：楔头螺栓呈类似梯形轴状，其大轴径段位于楔头螺栓底部，为内侧设有斜面的楔形圆柱体，其小轴径段位于楔头螺栓的顶部和中部，在楔头螺栓的顶部设有外螺纹，其上旋接夹紧手柄，楔头螺栓的中部为光杆，其上套装活动楔块；所述活动楔块是一个与楔头螺栓的楔形圆柱为相同外径的圆柱环，并且在与楔头螺栓的楔形圆柱相对的位置也设有一个对称的斜面；所述楔头螺栓和活动楔块的斜面对称中心线平行于刀柄的刀杆孔轴线；所述楔头螺栓的楔形圆柱和活动楔块上均固定有一个导向销，并在组装时置于锁紧孔内壁的导向槽中。

所述三面成型刀头3是一个整体式的梯形刀片（如图8所示）；刀头与刀杆2的连接是通过钎焊，或是螺钉紧固。

所述三面成型刀头3是由两个分离式三角刀片组合而成（如图6、图7所示），两侧刀尖是对称的，或是不对称的；刀头与刀杆2的连接是通过钎焊，或是螺钉紧固。

图1所示的双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具，由刀柄1、刀杆2、刀头3、锁紧机构4、调节螺钉5、锁紧螺母6和刻度盘7等组成。

图2和图3所示的螺旋夹紧式锁紧机构，由刀柄1、双头螺柱9、螺母10和开口垫圈11组成。当需要夹紧刀杆2时，拧紧螺母10，刀柄1上切口在双头螺柱9的拉动下而变小，从而带动刀柄1内刀杆孔发生形变达到夹紧刀杆2的目的。

图4和图5所示的楔形夹紧式锁紧机构，由刀柄1、楔头螺栓12、活动楔块13、夹紧手柄14和导向销15组成。当需要夹紧刀杆2时，旋转夹紧手柄14，在导向销的导向下楔头螺栓12和活动楔块13沿楔头螺栓12的轴线做相对移动，直到它们上面的凹弧面抱紧刀杆2的外圆柱面，实现锁紧刀杆2的目的。

本发明在使用中，根据待加工螺杆的螺旋升角，调整刀杆2相对调节刀柄1的偏转角度；根据待加工螺杆螺旋槽的深度，通过调节螺钉5调整刀杆2的伸出长度。以上参数调好后，分别拧紧锁紧螺母6和锁紧机构4，便可以调用相应的加工程序自动完成螺杆的加工。

当需加工同规格、同导程但螺旋型线不同的螺杆时，则只需调用相应的加工程序，不需对刀具进行任何的调整就能完成不同型线螺杆的加工。

当需加工同规格、同螺旋型线但导程不同的螺杆时，如果导程大于刀杆2宽度的两倍，则只需调整刀杆2相对刀柄1的偏转角度（即旋转刀杆，使刀杆2上的基准线8，对准刻度盘7上的相应角度），再调用相应的加工程序，就能完成不同导程螺杆的加工。

当需加工同导程、同螺旋型线但规格不同的螺杆时，则只需调刀杆2相对刀柄1的伸出长度，调用相应的加工程序，就能完成不同规格螺杆的加工。

如果螺杆材质改变，则只需更换合适材质的刀头3，就能实现刀具和待加工材质的相适应。

Claims (5)

1.一种双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具，包括前端装有刀头的刀杆，其特征在于所述刀杆的后半部为圆柱形杆，并沿轴向套装在一个外形截面呈方形的刀柄中；所述刀柄的前端设有刀杆孔，刀杆孔壁设有一个平行于轴心的切口，切口两侧在位于刀柄前端口部的外侧通过拉杆式刀杆锁紧机构锁紧刀杆，刀柄的尾端设有与刀杆孔相通的螺孔，通过其中穿入的调节螺钉和外部的锁紧螺母调节刀杆伸缩长度；所述刀柄在前端面上还固定有带刻度的圆盘，与之相对应，在刀杆的圆柱形表面设置有纵向刀杆偏转基准线；所述刀杆的前端为梯形截面，其上设有刀头定位安装槽，安装槽内安装有三个切削刃的刀头。

2.根据权利要求1所述的双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具，其特征在于所述刀柄的拉杆式刀杆锁紧机构是螺旋夹紧式锁紧机构，所述螺旋夹紧式锁紧机构在刀杆孔切口两侧的侧壁上设有垂直于轴线的孔，其中上侧的孔为光孔，下侧的孔为螺孔，通过旋转从中穿过的螺钉拉紧两侧切口壁。

3.根据权利要求1所述的双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具，其特征在于所述刀柄的拉杆式刀杆锁紧机构是楔形夹紧式锁紧机构，所述楔形夹紧式锁紧机构在刀杆孔切口两侧的侧壁上设有垂直于轴线的锁紧孔，该锁紧孔与刀杆孔局部相交，该锁紧孔内壁还设有一个贯通的导向槽；所述锁紧孔内套装有由夹紧手柄、活动楔块、楔头螺栓和导向销组成的楔形锁紧组件，其中：楔头螺栓呈类似梯形轴状，其大轴径段位于楔头螺栓底部，为内侧设有斜面的楔形圆柱体，其小轴径段位于楔头螺栓的顶部和中部，在楔头螺栓的顶部设有外螺纹，其上旋接夹紧手柄，楔头螺栓的中部为光杆，其上套装活动楔块；所述活动楔块是一个与楔头螺栓的楔形圆柱体为相同外径的圆柱环，并且在与楔头螺栓的楔形圆柱体相对的位置也设有一个对称的斜面；所述楔头螺栓和活动楔块的斜面对称中心线平行于刀柄的刀杆孔轴线；所述楔头螺栓的楔形圆柱体和活动楔块上均固定有一个导向销，并在组装时置于锁紧孔内壁的导向槽中。

4.根据权利要求1或2或3所述的双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具，其特征在于所述刀头，是一个整体式的梯形刀片；刀头与刀杆的连接是通过钎焊，或是螺钉紧固。

5.根据权利要求1或2或3所述的双螺杆泵螺杆螺旋型面数控加工刀具，其特征在于所述刀头是由两个分离式三角刀片组合而成，两侧刀尖是对称的，或是不对称的；刀头与刀杆的连接是通过钎焊，或是螺钉紧固。

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