CN104475782A - 一种反镗刀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反镗刀，属于机械加工刀具技术领域，包括刀杆(1)和刀体、滑阀(2)、顶杆(4)、堵盖(5)、弹簧(6)和销轴(8)；刀杆尾部设有高压冷却液通孔(101)，中部设有容纳滑阀的腔体(102)、容纳刀体的腔体(103)，头部设有容纳顶杆、弹簧和堵盖的腔体(104)，用于安装销轴(8)的孔；所述滑阀安装于腔体(102)内，可延刀杆轴向滑动，刀体通过销轴安装于腔体(103)中，可在腔体内以销轴为轴自由转动，顶杆和弹簧安装于腔体(104)中，顶杆可沿刀杆轴向滑动，堵盖与刀杆固定连接。本发明反镗刀解决了现有反镗刀结构复杂，制造成本高，耐用度低，需要在工作时附加降温设备的问题。

Description

一种反镗刀
技术领域
本发明涉及一种反镗刀，属于机械加工刀具技术领域。
背景技术
传统反向沉孔的加工通常采用刀杆穿过已加工通孔，从反方向手动装入镗刀的方法，这种方法一方面加工效率低，另一方面有时还受装夹位置、零件内腔尺寸等因素影响致使无法手动装刀。随着刀具设计技术的发展，陆续出现了各种形式的反镗刀具，具有了正向进刀、刀夹自动打开闭合的功能，使反向沉孔的加工能力不断提高，实现了高效率加工。如发明201010127220.2公开了一种利用刀柄反方向和正方向的旋转实现刀体的回收和打开的反镗刀。但是此类反镗刀设计一方面需要增加相应机构来实现刀夹自动打开闭合功能，另一方面受到刀柄使用空间的限制不得不以降低刀具刚度来换取使用的方便性，使得刀具结构复杂，制造成本增高，耐用度降低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有反镗刀结构复杂，制造成本高，耐用度低的问题，提出一种反镗刀，该反镗刀适用于具有主轴内冷功能的数控机床。
本发明所述的一种反镗刀，通过高压冷却液压力来开启刀夹，当冷却液关闭时，通过弹簧压力闭合刀夹。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种反镗刀，包括：刀杆、滑阀、刀体、顶杆、堵盖、弹簧和销轴；所述刀杆尾部设有高压冷却液通孔，中部设有容纳滑阀的腔体、容纳刀体的腔体，头部设有容纳顶杆、弹簧和堵盖的腔体，用于安装销轴的孔；所述滑阀安装于腔体内，可延刀杆轴向前后滑动，所述刀体通过销轴安装于腔体中，可在腔体内以销轴为轴自由转动，所述顶杆和弹簧安装于腔体中，顶杆可沿刀杆轴向滑动，堵盖与刀杆固定连接。
较优的，所述刀杆容纳滑阀的腔体内还设有安装定位螺钉的孔，所述滑阀外圆底部设有相配合的定位槽，二者配合实现滑阀的周向定位。
较优的，所述刀杆头部还设有内螺纹，堵盖设有外螺纹，二者配合实现堵盖和刀杆的固定连接。
较优的，所述滑阀尾部中心设有冷却液孔和通向切削刃处的若干冷却液通孔。
较优的，所述滑阀外圆面设有至少1个用于安装O型密封圈的环形沟槽。
较优的，所述滑阀头部与刀体接触部分采用圆弧设计，以减小摩擦阻力。
较优的，所述滑阀头部与刀体接触部分的上平面低于所述刀体的刀刃，避免滑阀在运动过程中损伤刀刃。
较优的，所述刀体由刀夹和刀片组成，二者通过压紧螺钉紧固连接。
较优的，所述滑阀滑阀头部采用圆弧设计并使其上平面低于刀片的底平面，保证其仅与刀夹侧面接触，避免了滑阀在运动过程中损伤刀片。
较优的，所述顶杆头部外圆面直径略宽于底部外圆面直径，便于底部穿过弹簧中空部分以头部抵住弹簧，增强顶杆及弹簧的稳定性。
较优的，所述顶杆头部与刀体接触部分采用圆弧设计，以减小滑动阻力。有益效果
本发明所述的反镗刀，使用时可以直接从正面加工，尤其适合于狭小或无法用传统方法进行反向沉孔加工的场合，有效降低了操作成本和零件加工成本。
本发明所述的反镗刀，利用机床高压冷却液压力和弹簧力实现刀夹开启闭合，可通过调整冷却液压力和弹簧力来保证刀夹启闭的可靠稳定，便于在主轴停转时进行刀夹启闭状态和刀具状态检查。
本发明所述的反镗刀，通过在滑阀尾部中心设冷却液孔和通向切削刃处的若干冷却液通孔实现反镗刀工作状态时以冷却液对切削刃降温，省却了反镗刀工作时附加降温设备的使用，节约了资源，降低了能耗。
本发明所述的反镗刀，刀夹通过高压冷却液产生的压力紧靠在腔体的侧平面，其上下平面与腔体上下平面紧密贴合，确保刀夹定位可靠、加工过程稳定。
本发明所述的反镗刀，通过将刀体分成刀夹和刀片两部分，一方面有利于在刀片损伤时仅更换刀片，另一方面有利于反镗刀的标准化设计以及在不改变刀杆结构的情况下通过对刀夹和刀片的再次设计实现各种形状沉孔的加工。
本发明所述的反镗刀，通过刀夹绕销轴在腔体内旋转，实现刀夹3的开启闭合，有效利用了刀杆内部空间，与利用离心力原理打开刀夹方式的刀杆相比，刀杆危险截面的有效面积增大，最大限度提高了刀杆的刚度。
本发明所述的反镗刀，滑阀、顶杆头部圆弧设计，使其与刀夹两侧面构成高副摩擦副，降低了摩擦阻力，使刀夹开启闭合灵活，提高了动作可靠性。
本发明所述的反镗刀，其刀杆和刀夹选用优质炮用合金钢，通过热处理获得高强度高韧性的力学性能，有效得高了刀具的刚度。
本发明所述的反镗刀具有结构简单，易于加工、安装及使用，制造成本低，耐用度高的特点。
附图说明
图1为本发明实施例一种反镗刀刀夹打开状态时的轴向剖视图；
图2为本发明实施例一种反镗刀刀夹闭合状态时的轴向剖视图；
图3为A-A剖视图；
图4为B-B剖视图；
图5为刀杆1轴向剖视图；
图6为滑阀2轴向剖视图。
附图标记：1-刀杆，2-滑阀，3-刀夹，4-顶杆，5-堵盖，6-弹簧，7-压紧螺钉，8-销轴，9-O型密封圈，10-刀片，11-定位螺钉，101-高压冷却液通孔，102-容纳滑阀2的腔体，103-容纳刀夹3的腔体，104-容纳顶杆和弹簧的腔体，105-螺纹，106-螺钉孔，201-冷却液孔，202-冷却液通孔，203-滑阀上平面，204-定位槽，205-环形沟槽。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明加以详细说明，同时也叙述了本发明技术方案解决的技术问题及有益效果，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，为基于本发明发明内容的一种反镗刀示例，包括刀杆1、滑阀2、刀夹3、顶杆4、堵盖5、弹簧6、压紧螺钉7、销轴8、O型密封圈9、刀片10、定位螺钉11，所述刀杆1尾部设有高压冷却液通孔101；中部设有容纳滑阀2的腔体102、容纳刀夹3的腔体103，腔体内设有安装定位螺钉11的孔106；头部设有容纳顶杆4和弹簧6的腔体104、用于装配堵盖5的内螺纹105。
如图6、图3所示滑阀2尾部中心设有冷却液孔201和通向切削刃处的若干冷却液通孔202，外圆面装有数个O型密封圈9的环形沟槽205，外圆底部设有定位槽204，通过定位螺钉11实现滑阀2周向定位，滑阀头部采用圆弧设计并使其上平面203低于刀片10的底平面，保证其仅与刀夹侧面接触，避免了滑阀在运动过程中损伤刀片。
刀片10通过压紧螺钉7与刀夹3连接。刀杆1与刀夹3通过销轴8连接。
本发明的反镗刀的使用方法：
如图2所示，使用时，反镗刀从正面通孔进至反向沉孔加工位；数控机床输出开启冷却液命令，高压冷却液经刀杆1尾部通液孔101作用至滑阀2尾部，滑阀2在高压冷却液作用下克服弹簧6的弹力沿孔102滑移，推动刀夹3绕销轴8顺时针旋转，直至刀夹另一侧面紧靠在刀杆1内腔103的侧平面，如图1所示，此时滑阀2周向通液孔202打开，冷却液喷至切削刃处；在切削过程中，刀夹3在高压冷却液压力、弹簧力、切削力共同作用下紧靠在刀杆1内腔103的侧平面，定位稳定可靠；加工结束后，数控机床输出关闭冷却液命令，刀夹3在弹簧6和顶杆4的推力作用下绕销轴8逆时针旋转复位，同时刀夹3推动滑阀2滑移，直至滑阀2到刀杆1内腔102尾部限位平面，此时刀夹3完全收回，如图2所示。此时弹簧6仍处于压缩状态，使刀夹3在弹簧6作用下保持闭合状态的稳定；反镗刀从正面通孔收回至待工位进行下一个工作循环。
本发明的反镗刀根据反向沉孔和通孔直径进行设计，刀杆与通孔的间隙在0.5mm左右，刀夹打开后其刀尖回转直径等于反向沉孔直径，切削刃位于反镗刀杆的径向平面内。
本发明的反镗刀可根据相关标准进行系列化设计制造，通过对刀夹3的二次设计和更换刀片，可适用不同反向沉孔直径和不同形状沉孔的加工。
本发明的反镗刀在反向沉孔加工中，切削过程稳定，加工精度、切削刃耐用度较利用离心力原理打开刀体的刀具有明显提高，尤其对无磁不锈钢等难加工材料的加工，在同等材质情况下，切削刃耐用度提高效果更加明显。
本发明的反镗刀，通过更换刀杆和刀体材质，如选用优质炮用合金钢，通过热处理获得高强度高韧性的力学性能，可以进一步提高本发明反镗刀的刚度，扩大其加工材料范围，提高切削刃耐用度。
试验数据表明，采用本发明反镗刀与同等大小、同等材质的利用惯性力打开刀夹的反镗刀承载能力提高近1倍，主要原因是利用惯性力打开刀夹的反镗刀易于在危险截面处断裂，且刀具稳定性较差。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换和替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种反镗刀，包括刀杆(1)和刀体，其特征在于：还包括滑阀(2)、顶杆(4)、堵盖(5)、弹簧(6)和销轴(8)；所述刀杆(1)尾部设有高压冷却液通孔(101)，中部设有容纳滑阀(2)的腔体(102)、容纳刀体的腔体(103)，头部设有容纳顶杆(4)、弹簧(6)和堵盖(5)的腔体(104)，用于安装销轴(8)的孔；所述滑阀(2)安装于腔体(102)内，可延刀杆(1)轴向前后滑动，所述刀体通过销轴(8)安装于腔体(103)中，可在腔体内以销轴(8)为轴自由转动，所述顶杆(4)和弹簧(6)安装于腔体(104)中，顶杆(4)可沿刀杆(1)轴向滑动，堵盖(5)与刀杆(1)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述刀杆(1)容纳滑阀(2)的腔体(102)内还设有安装定位螺钉(11)的孔(106)，所述滑阀(2)外圆底部设有相配合的定位槽(204)，二者配合实现滑阀(2)的周向定位。
3.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述刀杆(1)头部还设有内螺纹(105)，堵盖(5)设有外螺纹，二者配合实现堵盖(5)和刀杆(1)的固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述滑阀(2)尾部中心设有冷却液孔(201)和通向切削刃处的若干冷却液通孔(202)，用于切削刃工作时的降温冷却。
5.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述滑阀(2)外圆面设有至少1个用于安装O型密封圈(9)的环形沟槽(205)，用于滑阀(2)与刀杆(1)间的密封固位。
6.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述滑阀(2)和所述顶杆(4)头部与刀体接触部分采用圆弧设计，以减小摩擦阻力。
7.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述滑阀(2)头部与刀体接触部分的上平面(203)低于所述刀体的刀刃，避免滑阀在运动过程中损伤刀刃。
8.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述刀体由刀夹(3)和刀片(10)组成，二者通过压紧螺钉(7)紧固连接。
9.根据权利要求8所述的一种反镗刀，其特征在于：所述滑阀(2)滑阀头部采用圆弧设计并使其上平面(203)低于刀片(10)的底平面，保证其仅与刀夹(3)侧面接触，避免滑阀(2)在运动过程中损伤刀片(10)。
10.根据权利要求1所述的一种反镗刀，其特征在于：所述顶杆(4)头部外圆面直径略宽于底部外圆面直径，便于底部穿过弹簧(6)中空部分以头部抵住弹簧(6)，增强顶杆(4)及弹簧(6)的稳定性。
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