车床类带修光刃的大进给精加工可调式刀具综合工具系统
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域,特别是一种车床类带修光刃的大进给精加工可调刀具综合工具系统,适用于各类普通车床、数控车床与各类刨床。
技术背景
目前,中国专利公开了一种车床类可调式刀具简式工具系统(专利号:20081007571.0,申请日:2008.2.29),上述工具系统与传统整体式车削工具系统相比,虽然刀具刃口几何参数(主刀刃前角、后角、主偏角、刃倾角)可调整、可重磨,刀片转位与不同类型刀片调换的幅度也相应增大,从而使得车刀工艺加工的适应性有所提升。但是上述工具系统的可调整范围有限,各接口的功能尚不完备,加工效率、精度和稳定性还有较大的提升空间。
发明内容
本发明为了解决现有可调式刀具系统调整范围有限、功能性不足和稳定性差的技术问题,提供一种调整范围大、加工精度高、可靠性强的车床类带修光刃的大进给精加工可调刀具综合工具系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为:
车床类带修光刃的大进给精加工可调刀具综合工具系统,包括刀头子系统,刀杆子系统、夹持子系统及刀垫子系统,所述刀头子系统主体为刀头,刀头下端面上开设圆弧形调整面,刀头上设有圆弧形刀台、上压板和下压板,上压板和下压板通过压垫与刀头连接;所述上压板和下压板一端分别与上挡板和下挡板连接为矢量调整斜台,矢量调整斜台通过可调定位孔和刀头固定连接形成夹持子系统;上压板和圆弧形刀台间夹持有刀垫和可换位刀片组成刀垫子系统,可换位刀片通过定位销与刀垫固定,所述刀垫上设置有半圆钩套或对称圆弧钩套。
所述矢量调整斜台的上挡板和下挡板一端分别开设弧形球面挡板,上、下弧形球面挡板组成复合分动式挡板,复合分动式挡板整体呈弧形球面状,上挡板上对称设有两个弧形头直槽,下挡板上开设螺纹孔,直槽固定螺丝穿过弧形头直槽与螺纹孔连接;上挡板和下挡板上分别设有上调整螺柱和下调整螺柱。
所述上挡板上角对称设有两个弧形头直槽,分别为左弧形头直槽和右弧形头直槽,两槽夹角D=30°~50°,其中左弧形头直槽的槽长为8~10mm,右弧形头直槽的槽长为6~10mm。
所述圆弧形刀台圆弧面的夹角A=210°~240°,圆弧半径为5-9mm;刀垫上的安装旋转孔与圆弧形刀台上的定位孔同心,刀垫前端伸出圆弧形刀台圆弧面,伸出矢量为1-2mm。
所述刀头与刀杆子系统的刀杆固定连接,刀杆由夹持套、空心内套、圆柱空心短套和锥形空心套组成,圆柱空心短套上设有拼接内螺纹,拼接内螺纹与锥形空心套前端连接,锥形空心套后端与空心内套前端对接形成封闭空气压缩空腔;空心内套后端设有密封内螺纹,密封内螺纹与螺纹堵销连接。
所述压垫下端为弧面,上压板沿压垫弧面转动,上压板的转动调整角B=2°~5°。
所述刀垫倾斜角C=6°~9°,厚度为7~9mm。
所述复合分动式挡板球面半径R=23~28mm,上压板厚6~10mm和下压板厚6~8mm。
所述矢量调整斜台上调整螺柱的进给量△δ1=1~2mm,下调整螺柱的进给量△δ2=1.5~3.2mm。
所述刀杆的旋转中心到夹持基准面垂线和圆弧形调整面圆心到夹持基准面连线间错开角E=6°~7°。
本发明具有以下优点:
1、我国至今尚未形成车削类工具系统,而欧美国家都已经建立了完备的车削类工具系统。但上述工具系统均是针对刀柄工作特性建立的,工具系统庞大建立较为困难,明显与我国企业发展不符。本发明的刀头、刀杆、刀套、刀垫及可转位刀片均可调整,仅需少量刀具便可以建立完备的工具系统,适用范围广,特别适合企业推广使用。
2、本发明在现有工具系统的基础上,增设圆弧形刀台,圆弧形刀台圆弧面的圆心角A=210°~240°,圆弧半径5-9mm,加工时与工件预留出更大的调整空间,可加工范围明显增大,方便对刀和排屑。
3、上挡板和下挡板一端分别开设弧形球面挡板,上下弧形球面挡板组成复合挡板,上挡板和下挡板上分别设有上调整螺柱和下调整螺柱,上调整螺柱的进给量△δ1=1~2mm,下调整螺柱的进给量△δ2=1.5~3.2mm,通过增设上、下调整螺柱调整上、下挡板的位置,上压板6厚6~10mm和下压板8厚4~6mm,使得复合分动式挡板与上、下压板更好的贴合,提高夹持的稳定性,便于精度和效率的提高。
4、矢量调整斜台通过可调定位孔和刀头固定连接,可设置多个可调定位孔,方便矢量调整斜台调整刀片位置,可以调整大进给刀片的安放尺寸,与更加合理的刃口几何参数,夹持更加稳定牢固。
5、压垫下端为弧面,上压板沿压垫弧面转动,上压板的横向转动调整角B=2°~5°,下压板可装卸数种可转位刀片,可夹持80°菱形、55°菱形、35°菱形等各种形状刀片,此外还可调整修光刃前角与刃倾角,进一步提高加工精度。刀垫倾斜角C=6°~9°,厚度为7~9mm,使得刀头更加稳定进行对刀操作。
6、刀杆的旋转中心到夹持基准面垂线和圆弧形调整面圆心到夹持基准面连线间错开角E=6°~7°,螺纹堵销安装后会使封闭空气压缩空腔内产生一定压力,压力会使刀头和刀杆内发生不规则形变,错开一定角度后不规则形变作用在圆弧形调整面上,可以与夹持基准面更加紧密的贴合,有助于减少颤动,提高加工精度。
综上所述,本发明可多方位、多角度的调整刀具夹持位置,调整进给量大范围广,可换装不同类型的刀具,配置少量的刀具便能形成精细化、系统化刀具系统, 此外不仅可以配装修光刃,而且还可通过对普通刀具进行精细调整形成修光刃,大大减低了修光刃的购买、使用成本,加工精度也显著提升。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的俯视图;
图3为图2的C-C剖视图;
图4是图2圆弧形刀台的A-A剖视图;
图5是图2的加持套E-E剖视图;
图6是图2的复合分动式挡板B-B剖视图;
图7 为复合分动式挡板的俯视图;
图8 为圆弧形调整槽的结构示意图;
图9为刀头夹持示意图;
图10为图9的G-G剖视图;
图11为图10的侧视图;
图12为刀垫的半圆钩套结构示意图。
图中:1、刀头,2、圆弧形刀台,3、刀垫,4、可换位刀片,5、定位销,6、上压板,7、压垫,8、下压板,9、直槽固定螺丝,10、上挡板,11、下挡板,12、圆弧形调整面,13、复合分动式挡板,14、右弧形头直槽,15、上调整螺柱,16、下调整螺柱,17、夹持套,18、空心内套,19、密封内螺纹,20、螺纹堵销,21、锥形空心套,22、圆柱空心短套,23、拼接内螺纹,24、可调定位孔,25、左弧形头直槽,26、矢量调整斜台,27、封闭空气压缩空腔,28、压垫固定螺母。
具体实施方案
如图1和2所示车床类带修光刃的大进给精加工可调刀具综合工具系统,包括刀头子系统,刀杆子系统、夹持子系统及刀垫子系统,所述刀头子系统主体为刀头1,刀头1下端面上开设圆弧形调整面12,刀头1上设有圆弧形刀台2、上压板6和下压板8,上压板6和下压板8通过压垫7与刀头1连接;所述上压板6和下压板8一端分别与上挡板10和下挡板11连接为矢量调整斜台26,矢量调整斜台26通过可调定位孔24和刀头1固定连接形成夹持子系统;上压板6和圆弧形刀台2间夹持有刀垫3和可换位刀片4组成刀垫子系统,可换位刀片4通过定位销5与刀垫3固定,所述刀垫3上设置有半圆钩套或对称圆弧钩套。
如图3、5所示的矢量调整斜台26的上挡板10和下挡板11一端分别开设弧形球面挡板,上、下弧形球面挡板组成复合分动式挡板13,复合分动式挡板13整体呈弧形球面状,上挡板10上对称设有两个弧形头直槽,下挡板11上开设螺纹孔,直槽固定螺丝9穿过弧形头直槽与螺纹孔连接;上挡板10和下挡板11上分别设有上调整螺柱15和下调整螺柱16。所述上挡板10上角对称设有两个弧形头直槽,分别为左弧形头直槽25和右弧形头直槽14,两槽夹角D=30°~50°,其中上弧形头直槽25的槽长为8~10mm,下弧形头直槽14的槽长为6~10mm。此外所述复合分动式挡板13球面半径R=23~28mm,上压板6厚6~10mm和下压板8厚6~8mm。矢量调整斜台26上调整螺柱15的进给量△δ1=1~2mm,下调整螺柱16的进给量△δ2=1.5~3.2mm。
如图4所示圆弧形刀台2圆弧面的夹角A=210°~240°,圆弧半径为5-9mm;刀垫3上的安装旋转孔与圆弧形刀台2上的定位孔同心,刀垫3前端伸出圆弧形刀台2圆弧面,伸出矢量为1~2mm。
如图2所示刀头1与刀杆子系统的刀杆固定连接,刀杆由夹持套17、空心内套18、圆柱空心短套22和锥形空心套21组成,圆柱空心短套22上设有拼接内螺纹23,拼接内螺纹23与锥形空心套21前端连接,锥形空心套21后端与空心内套18前端对接形成封闭空气压缩空腔27;空心内套18后端设有密封内螺纹19,密封内螺纹19与螺纹堵销20连接。
如图6所示所述压垫7下端为弧面,上压板6沿压垫7弧面转动,上压板6的转动调整角B=2°~5°。
如图4和图8所示刀垫3倾斜角C=6°~9°,厚度为7~9mm。刀杆的旋转中心到夹持基准面垂线和圆弧形调整面12圆心到夹持基准面连线间错开角E=6°~7°。
使用时,先根据夹持刀具类型沿复合分动式挡板13圆弧调整圆弧形刀台2角度和伸出位置,将矢量调整斜台26固定连接在可调定位孔24上,可调定位孔24之间间隔15°~20°。调整上调整螺柱15和下调整螺柱16位置,使得复合分动式挡板与上、下压板更好的贴合,将右弧形头直槽14和左弧形头直槽25上的直槽固定螺丝9拧紧;再根据加工需要,旋转上压板6角度,通过压垫固定螺母28上紧压垫7,稳定夹持刀具即可,调整时还需注意刀台高度为sinγog·sinλSg·L。,其中 L。为刀台倾斜长度,刀台高度与刀片高度之和在16.5mm~19mm的范围内,与代加工件留出调节间隙方便调整。
如图9、图12所示刀台后倾角F为58~68°,设置后倾角可有效控制刀头长度,加工时不会遮挡代加工件。使用80°菱形刀片CNU MM12016或CNU MM12019刀片时,刀垫3上选用半圆钩套,刀身和水平线呈48°夹角,将刀台前角γog调整为0°,固定牢固即可。 更换相应的菱形刀片时不需要调整刀台角度和位置。
如图9所示,使用螺纹刀具时,刀体水平布设,将刀垫3换用对称圆弧钩套,适当调整刀具角度和位置便可加工。
如图10、图11所示,精细加工时需要使用修光刃,可直接配装高价的修光刃刀片,也可通过本工具系统使用普通刀片修磨出的修光刃,刀具参数选用(刀片前角γnt=15—20°、αnt=15°、λSt=15°),通过刀垫3、压垫7、复合分动式挡板13和矢量调整斜台26的配合,可使刀片γo、λS均能调整25~30°,而刀片在刀台斜面向上旋转,使得刀具后角αnt调整至7~10°,在不调整主偏角的情况下,便能进行修光刃大刃倾角精切削加工。在调整主偏角的情况下 ,须对刀具的偏角进行一定修磨即可继续进行精切削加工。