CN102717118A

CN102717118A - 一种带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置

Info

Publication number: CN102717118A
Application number: CN2012102100908A
Authority: CN
Inventors: 沈兴全; 于大国; 庞俊忠; 李艳兰; 黄晓斌
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2032-06-25
Also published as: CN102717118B

Abstract

本发明涉及一种加工圆柱孔的装置，特别涉及一种带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置，解决了现有圆柱孔加工装置在加工过程中刀具退回时会划伤已加工表面，且当孔较深时，镗杆变形大，镗出的孔形状位置误差大的问题。其包括镗杆、镗刀，镗杆的轴向中心和径向都开孔，镗杆的径向孔内安装镗刀，镗杆的轴向孔内设置有双锥面芯杆，双锥面芯杆的前端设置两个锥面体、其两个锥面的锥度相等，镗杆上还安装有浮动支撑，镗刀上开有锥孔，锥孔的轴线方向平行于镗杆轴线方向。本发明的有益效果：在刀具退回时，使得刀具离开已加工表面，避免划伤表面，满足工件粗糙度质量要求，镗出的孔形状位置误差小，镗杆不容易变形。

Description

一种带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置

技术领域

本发明涉及一种加工圆柱孔的装置，特别涉及一种带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置。

背景技术

镗削圆柱浅孔已有成熟的技术，镗削圆柱深孔通常有两种方法：采用定尺寸刀具、不采用定尺寸刀具。两种方法，都存在技术问题需要解决：第一，采用定尺寸刀具，其缺点是，退回刀具时，有时会损害已加工好的表面，比如出现划伤现象，在已加工表面留下划痕，导致加工表面粗糙度不合格。第二，如不采用定尺寸刀具，可以镗孔，但孔较深时，镗杆尺寸大，悬伸量多，镗杆容易变形，影响加工质量。

发明内容

本发明拟提出一种原理简单，适应性广，可加工圆柱形深孔的深孔镗削装置。其特点是：刀具退回时不会划伤已加工表面，当孔较深时，镗杆变形小，镗出的孔形状位置误差小。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置，包括镗杆、镗刀，其特征在于：镗杆的轴向中心和径向都开孔，镗杆的径向孔内安装镗刀，镗杆的轴向孔内设置有双锥面芯杆，双锥面芯杆的前端设置两个锥面体、其两个锥面的锥度相等，镗杆上还安装有浮动支撑，浮动支撑包括支撑杆、螺套以及弹簧，螺套固定于镗杆，支撑杆穿过螺套中心的孔，支撑杆下部带有环形凸起，环形凸起与螺套之间安装有弹簧，支撑杆上加工有键槽，键槽内卡有防转销；镗刀上开有锥孔，锥孔的轴线方向平行于镗杆轴线方向，

所述的双锥面芯杆的前锥面穿过镗刀上所开设的锥孔，双锥面芯杆的前锥面与锥孔的一侧接触，另一侧分离，双锥面芯杆的后锥面与支撑杆的一端接触，支撑杆该端面的斜度与双锥面芯杆的后锥面相一致，支撑杆的另外一端与工件已镗削过的内孔表面接触，支撑杆该端面的斜度与工件的内孔锥度相一致，浮动支撑设置有两个，其中一个浮动支撑轴线与镗刀轴线平行，且相对于镗杆轴线位于镗刀刀尖的对侧，另外一个浮动支撑轴线与镗刀轴线异面垂直，且位于镗刀的下方；

镗杆后端与机床的溜板连接，镗杆的轴向孔内还设置有圆柱芯杆和螺纹花键芯杆，双锥面芯杆与圆柱芯杆、螺纹花键芯杆同轴，双锥面芯杆的后端有孔，孔与圆柱芯杆前端小直径部位相配，有一销横向穿过两者的配合部位，圆柱芯杆的后端有孔，孔与螺纹花键芯杆前端小直径端相配合，有一销横向穿过两者的配合部位，螺纹花键芯杆上螺纹部分与镗杆后端孔内的螺纹相配合，螺纹花键芯杆上的花键部分与花键套相配合，花键部分及其邻近部位设置有在空间上与芯杆轴线交错垂直的多条刻度线，花键套后端相连手柄，手柄支撑于支架上开设的孔中，支架前侧的手柄上套设有环套，环套通过紧定螺钉固定，环套的后端面与支架的前侧面接触，支架后侧的手柄上固定有刻度盘，刻度盘的前端面与支架后侧面接触，刻度盘沿圆周均匀分布刻度线，手柄的后端滚花，支架与机床的溜板固连；

镗刀上安装有对称的两长螺钉，两长螺钉穿出镗杆上所开设的导向槽通过拉簧与固定于镗杆上的短螺钉相连，导向槽沿镗刀轴线方向的长度大于长螺钉的直径，

镗杆上还开孔安装有工业内窥镜。

所述的螺套上端面上加工有两个用于螺套与镗杆连接的连接孔，在螺套底面与镗杆接触的部位上以及螺套中心孔孔壁上都加工有环槽，螺套底面的环槽内和螺套中心孔孔壁的环槽内分别放置螺盖密封件和浮动支撑密封件。

在镗杆上对应工业内窥镜镜头的部位安装透明密封盖。

本发明的有益效果：

第一，利用锥面控制刀具径向运动，在刀具退回时，使得刀具离开已加工表面，避免划伤表面，满足工件粗糙度质量要求。

第二，设置两个浮动支撑，分别分担径向切削力和切向切削力，克服了深孔加工过程中，镗杆容易变形的缺点。镗出的孔形状位置误差小。

第三，设置了双锥面芯杆，两个锥面的锥度相同，使得刀具的径向运动与浮动支撑的径向运动相一致，使得浮动支撑在加工过程中能够始终发挥作用。由于浮动支撑一端与已加工过的表面接触，一定程度上可以起到自为基准、自动导向的作用，有利于提高加工精度。

第四，工业内窥镜便于观察加工过程，一旦发现问题可以及时处理，避免通常深孔加工过程中难以观察切削状况的弊端。

附图说明

图1为本发明结构示意图，

图2为本发明A-A向结构示意图，

图3为双锥面芯杆结构示意图，

图4为圆柱芯杆结构示意图，

图5为螺纹花键芯杆结构示意图，

图6为镗杆结构示意图，

图7为镗杆C-C向结构示意图，

图中：1-床身，2-工件，3-三爪卡盘，4-主轴箱，5-镗杆，6-双锥面芯杆，7-镗刀，8-螺套，9-防转销，10-支撑杆，11-弹簧，12-花键套，13-支架，14-手柄，15-溜板，16-螺纹花键芯杆，17-圆柱芯杆，18-中心架，19-工业内窥镜，20-透明密封盖，21-环套，22-紧定螺钉，23-刻度盘，24-短螺钉，25-长螺钉，26-拉簧。

具体实施方式

本发明包括镗杆5、镗刀7、双锥面芯杆6、圆柱芯杆17、螺纹花键芯杆16等数十个零件。

主轴箱4上安装有三爪卡盘3，将带有圆柱形深孔的工件2夹住，中心架18托住工件的另一端。

镗杆5的一端与溜板15固定连接，镗杆5随溜板15沿床身导轨的移动作轴向进给。

在镗杆5的横向孔内安装有可相对于镗杆移动的镗刀7，在镗杆中心的轴向孔内放置有双锥面芯杆6、圆柱芯杆17、螺纹花键芯杆16，在镗杆上安装有螺套8、弹簧11，浮动支撑。本发明设置浮动支撑作为辅助支撑，可以提高镗杆的刚度，减少镗杆的变形，提高加工质量。

镗刀7有锥孔，双锥面芯杆6的前部锥面穿过镗刀所开设的锥孔，与其一侧接触，另一侧不接触，即相对偏置。由于拉簧26对镗刀的拉紧作用，单边接触始终保持。

双锥面芯杆6的后部锥面与浮动支撑的支撑杆10的一端接触，支撑杆10的另外一端与工件2接触，支撑杆10穿过固定于镗杆的螺套8中部的孔，可相对于螺套运动。支撑杆10一端带有环形凸起，环形凸起与螺套之间安装弹簧11，弹簧11使得支撑杆10的一端始终与双锥面芯杆6的锥面接触。设置浮动支撑作为辅助支撑，可减少镗杆的变形，这对于孔较深，镗杆较长时孔的镗削加工，作用很大。

当镗孔完毕，需要退回刀具时，旋转手柄14，通过花键套12带动螺纹花键芯杆16旋转、螺纹花键芯杆16及与之相连的圆柱芯杆17、双锥面芯杆6相对于镗杆5轴向移动，通过双锥面芯杆6前锥面的作用，使得镗刀径向运动，离开已镗削加工过的表面，防止镗刀在退回过程中划伤已加工好的表面。

当双锥面芯杆6轴向运动时，镗刀径向运动，与此同时，浮动支撑也径向运动。而且运动方向具有协调性，即镗刀离开已加工表面时，浮动支撑也离开已加工表面。

浮动支撑支撑杆与锥面接触一端有斜度，斜度与锥面锥度相一致。

浮动支撑上加工有键槽，可拆卸的防转销9卡入键槽内；防止浮动支撑绕自身轴线回转。浮动支撑有两个，其中一个浮动支撑轴线与镗刀轴线平行或接近水平，且相对于镗杆轴线位于镗刀刀尖的对侧，帮助承担径向切削力，另外一个浮动支撑轴线与镗刀轴线空间交错，且垂直或接近垂直，位于镗刀下方，帮助承担切向切削力，减少镗杆的变形。

镗刀7上安装有对称的两长螺钉25，两长螺钉25穿出镗杆5上所开设的导向槽通过拉簧26与固定于镗杆5上的短螺钉24相连，导向槽沿镗刀轴线方向的长度大于长螺钉的直径，借助弹簧的拉力使得镗刀10的锥孔与双锥面芯杆9的锥面始终保持单边接触。

双锥面芯杆6与圆柱芯杆17、螺纹花键芯杆16同轴，双锥面芯杆6的右端有孔，孔与圆柱芯杆17左端小直径部位相配，有一销横向穿过两者的配合部位，圆柱芯杆17的右端有孔，孔与螺纹花键芯杆16左端小直径端相配合，有一销横向穿过两者的配合部位，螺纹花键芯杆16上螺纹部分与镗杆右端孔内的螺纹相配合，螺纹花键芯杆16上的花键部分与花键套23相配合，花键部分及其邻近部位有在空间上与芯杆轴线交错垂直的多条刻度线。

手柄14与花键套12相连或做成一体。手柄14一端滚花，另外一端穿过支架13的孔，可以旋转，但不能相对于支架13轴向移动。手柄14上固定有刻度盘23，刻度盘23沿圆周均匀分布刻度线，用以反映手柄的转角，刻度盘23的一个端面与支架13的一侧接触。在手柄14穿过支架13的部位，通过紧定螺钉22固定有环套21，环套21的一个端面与支架13的一侧接触。

支架13与溜板15固连，随溜板移动。

刻度线可帮助了解和核对螺纹花键芯杆16轴向移动距离，由此帮助了解和核对与之相连的镗刀径向运动距离。

工业内窥镜19安装于镗杆5上所开设的孔内。镜头位置设计以能观察刀尖处的切削过程为宜，但离开刀尖一定距离，防止铁屑损坏镜头前安装的透明密封盖20。

双锥面芯杆6的两个锥面锥度相等。

螺套8固定于镗杆，浮动支撑穿过螺套中心的孔，在螺套一个端面上加工有两个孔，用于拧紧或松开螺套。

Claims

1.一种带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置，包括镗杆（5）、镗刀（7），其特征在于：镗杆（5）的轴向中心和径向都开孔，镗杆（5）的径向孔内安装镗刀（7），镗杆（2）的轴向孔内设置有双锥面芯杆（6），双锥面芯杆（6）的前端设置两个锥面体、其两个锥面的锥度相等，镗杆（5）上还安装有浮动支撑，浮动支撑包括支撑杆（10）、螺套（8）以及弹簧（11），螺套（8）固定于镗杆（5），支撑杆（10）穿过螺套（8）中心的孔，支撑杆（10）下部带有环形凸起，环形凸起与螺套（8）之间安装有弹簧（11，支撑杆（10）上加工有键槽，键槽内卡有防转销（9）；镗刀（7）上开有锥孔，锥孔的轴线方向平行于镗杆（5）轴线方向，

所述的双锥面芯杆（6）的前锥面穿过镗刀（7）上所开设的锥孔，双锥面芯杆（6）的前锥面与锥孔的一侧接触，另一侧分离，双锥面芯杆（6）的后锥面与支撑杆（10）的一端接触，支撑杆该端面的斜度与双锥面芯杆的后锥面相一致，支撑杆（10）的另外一端与工件（2）已镗削过的内孔表面接触，支撑杆该端面的斜度与工件的内孔锥度相一致，浮动支撑设置有两个，其中一个浮动支撑轴线与镗刀轴线平行，且相对于镗杆轴线位于镗刀刀尖的对侧，另外一个浮动支撑轴线与镗刀（7）轴线异面垂直，且位于镗刀（7）的下方；

镗杆（7）后端与机床的溜板（15）连接，镗杆（5）的轴向孔内还设置有圆柱芯杆（17）和螺纹花键芯杆（16），双锥面芯杆（6）与圆柱芯杆（17）、螺纹花键芯杆（16）同轴，双锥面芯杆（6）的后端有孔，孔与圆柱芯杆（17）前端小直径部位相配，有一销横向穿过两者的配合部位，圆柱芯杆（17）的后端有孔，孔与螺纹花键芯杆（16）前端小直径端相配合，有一销横向穿过两者的配合部位，螺纹花键芯杆（16）上螺纹部分与镗杆后端孔内的螺纹相配合，螺纹花键芯杆（16）上的花键部分与花键套（12）相配合，花键部分及其邻近部位设置有在空间上与芯杆轴线交错垂直的多条刻度线，花键套（12）后端相连手柄（14），手柄（14）支撑于支架（13）上开设的孔中，支架（13）前侧的手柄上套设有环套（21），环套（21）通过紧定螺钉（22）固定，环套（21）的后端面与支架（13）的前侧面接触，支架（13）后侧的手柄上固定有刻度盘（23），刻度盘（23）的前端面与支架（13）后侧面接触，刻度盘（23）沿圆周均匀分布刻度线，手柄（14）的后端滚花，支架（13）与机床的溜板（15）固连；

镗刀（7）上安装有对称的两长螺钉（25），两长螺钉（25）穿出镗杆（5）上所开设的导向槽通过拉簧（26）与固定于镗杆（5）上的短螺钉（24）相连，导向槽沿镗刀轴线方向的长度大于长螺钉的直径，

镗杆（5）上还开孔安装有工业内窥镜（19）。

2.根据权利要求1所述的带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置，其特征在于：所述的螺套（8）上端面上加工有两个用于螺套（8）与镗杆连接的连接孔，在螺套底面与镗杆接触的部位上以及螺套中心孔孔壁上都加工有环槽，螺套底面的环槽内和螺套中心孔孔壁的环槽内分别放置螺盖密封件和浮动支撑密封件。

3.根据权利要求1所述的带辅助支撑的圆柱深孔镗削装置，其特征在于：在镗杆（5）上对应工业内窥镜（19）镜头的部位安装透明密封盖（20）。