CN104646730A - 自纠偏深孔加工刀具系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械行业深孔加工技术领域，具体涉及自纠偏深孔加工刀具系统，解决现有深孔加工过程因刀具工艺系统刚性差发生偏斜的问题。其包括切削部分、刀杆部分、圆锥套、动压部分、凸起部分。圆锥套与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙，动压部分的凸起部分与已加工孔内壁形成收敛的间隙。本发明的有益效果：使深孔加工刀具系统受到液力的作用，自动纠偏，保持于正确的位置，防止刀具发生偏离，提高深孔制造质量。

Description

自纠偏深孔加工刀具系统

技术领域

本发明属于机械行业深孔加工技术领域，具体涉及自纠偏深孔加工刀具系统。

背景技术

深孔加工的特点是：第一，难以直接观察到刀具的切削情况。目前只能凭经验，通过听声音、看切屑、观察机床及压力表、触摸振动等外观现象来判断切削过程是否正常。第二，工艺系统刚性差。孔的长径比较大，刀杆细而长，刚性差，易产生振动，孔易走偏。

通常情况下切削工具中的刀杆部分为圆柱形。深孔加工过程中向圆形刀杆(钻杆)与已加工孔之间的环形间隙中输入具有一定压力的油液，油液流过环形间隙后流入切削区，然后从钻杆中心的孔流出，液体流出的同时带走铁屑和热量。

发明内容

本发明的目的：使深孔加工刀具系统实现良好定心，稳定于正确的位置，提高所加工孔的质量。

本发明采用如下的技术方案实现：

自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分、刀杆部分、圆锥套。包括圆锥套在内的上述各个部分均有内孔。自纠偏深孔加工刀具系统还可以包括动压部分、凸起部分，其中凸起部分位于动压部分上。

加工过程中，自纠偏深孔加工刀具系统的圆锥套、动压部分、切削部分、刀杆部分、凸起部分在通常情况下，位于已加工的深孔孔内。加工过程中，从理论上讲，自纠偏深孔加工刀具系统的中心线与所加工孔的中心线重合。油液流过自纠偏深孔加工刀具系统的外部，流向切削部位，冷却切削部位，并带着铁屑沿刀具系统内部的孔流出。现有技术中切削刀具中的刀杆部分为圆柱形，切削部分的后部也为圆柱形，圆柱形与已加工孔之间形成的间隙是圆环形间隙，从理论上讲，间隙大小处处相等。

本发明带有圆锥套，自纠偏深孔加工刀具系统的圆锥套与已加工孔的内壁形成环形间隙，圆锥为顺锥，即液体从大的环形间隙流向小的环形间隙，(相反，如果锥体为倒锥，液体从小的环形间隙流向大的环形间隙)。沈兴全主编《液压传动与控制》及其它流体力学书籍介绍了液压卡紧现象。液压传动研究了液体流过锥体与孔的内壁所形成的间隙时的特性。对于顺锥，当锥体相对于孔有偏心时，液体的液压力会自动纠正锥体的偏斜，对于倒锥，当锥体相对于孔有偏心时，液体的液压力会使锥体的偏心加大，使锥体被卡住，叫作液压卡紧。液压卡紧的相关理论主要用于防止滑阀被卡住，减少液压卡紧对于液压系统的不良影响。本发明将其原理应用于深孔加工过程的自动纠偏。

自纠偏深孔加工刀具系统的圆锥套可以制作成一个独立的零件，与现有的切削部分和刀杆部分配套使用，自纠偏深孔加工刀具系统的圆锥套也可以与切削部分做成一体，或将圆锥套与刀杆部分做成一体。

本发明中，还有动压部分，动压部分上有凸起部分。凸起部分还可位于刀杆部分上，或切削部分的后部，凸起部分与已加工孔之间形成的间隙不是圆环形间隙，其间隙由大变小，然后又由小变大。切削工具与工件之间存在相对运动，液体被带动，在间隙内运动。当液体流过从大到小的间隙时将形成动压油膜或动压油层，收敛的间隙所对应部分的液体压力将增加，对切削工具产生一个作用力。凸起部分与已加工内孔之间形成两个或两个以上收敛的间隙，各个收敛间隙内的液体压力分别作用于切削工具，犹如车床的三爪卡盘夹持工件，防止切削工具偏离正确位置。

本发明中所述的动压部分及其凸起部分可制作为一个独立的零件，将其安装于切削部分与圆锥套之间，或可将其安装于圆锥套与刀杆部分之间。也可将动压部分及其凸起部分与切削部分做成一体，或将动压部分及其凸起部分与刀杆部分做成一体。

深孔加工过程中往往有几根刀杆，刀杆部分相互连接，从而可以加工深孔，这种情况下刀杆部分刚度小，容易变形，影响孔的加工质量。为了防止刀杆部分变形，可以将本发明中的动压部分及其凸起部分安装于两刀杆部分之间，即通过动压部分将两刀杆部分连接起来。动压部分上有凸起部分，凸起部分与已加工孔之间的液体的作用力使凸起部分自动定心，稳定于准确位置，因而，可以减少刀杆部分的下垂和其它形式的弯曲变形，减少孔加工误差。

凸起部分的最大尺寸应小于孔的尺寸。凸起部分的凸起数量可以为2个或3个或大于3个。当凸起数量为1个时，应该注意凸起部分所放置的方位，由该凸起部分所产生的液压力，最好指向深孔刀具的导向条(又称支撑块)所在部位，防止因为凸起部分的存在破坏深孔加工自导向功能。凸起的轮廓可以是圆、椭圆、渐开线、斜线或其它线型。凸起部分与已加工孔的内壁可以形成收敛的间隙。

本发明涉及多种具体技术方案，各有特点，分别阐述如下：

1.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分、刀杆部分、圆锥套，其特征在于：圆锥套是一个独立零件，有内孔，圆锥套与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙，圆锥套大端与切削部分相连，小端与刀杆部分相连。

2.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分、刀杆部分、圆锥套，其特征在于：圆锥套有内孔，圆锥套与切削部分或刀杆部分制作成一体，或圆锥套、切削部分、刀杆部分三者制作成一体，圆锥套与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙。

3.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分、刀杆部分、圆锥套、动压部分，其特征在于：圆锥套、动压部分均为独立零件，或者圆锥套、动压部分被制作为一体，成为一个独立零件，圆锥套有内孔，与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙；动压部分上有凸起部分，凸起部分的最大尺寸小于孔的尺寸，凸起部分与已加工孔的内壁形成收敛的间隙。

4.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分、刀杆部分、圆锥套、动压部分，其特征在于：圆锥套有内孔，与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙；动压部分上有凸起部分，凸起部分的最大尺寸小于孔的尺寸，凸起部分与已加工孔的内壁形成收敛的间隙；

切削部分、刀杆部分、圆锥套、动压部分的排列顺序为切削部分、动压部分、圆锥套、刀杆部分或者切削部分、圆锥套、动压部分、刀杆部分。

5.自纠偏深孔加工刀具系统，根据需要，切削部分、刀杆部分、圆锥套、动压部分分别是独立的零件，或者四者被制作为整体，成为一个零件。

6.自纠偏深孔加工刀具系统，根据需要，切削部分、刀杆部分、圆锥套、动压部分四者中相邻的2个或3个被制作为整体，成为一个零件，与其余零件装配。

7.自纠偏深孔加工刀具系统，根据需要，所述的凸起部分的轮廓是圆、椭圆、渐开线、斜线或其它线型。

8.自纠偏深孔加工刀具系统，根据需要，所述的动压部分位于两刀杆部分之间，两端分别与两刀杆部分相连。

本发明的有益效果：使深孔加工刀具系统受到液力的作用，自动纠偏，保持于正确的位置，防止因为振动、切削力不均匀、切削工具自身重量等原因使切削工具发生偏离。本发明将提高深孔制造质量。

附图说明

自纠偏深孔切削工具

图1为自纠偏深孔加工刀具系统示意图。

图2为圆锥套位置一示意图。

图3为圆锥套位置二示意图。

图4为动压部分结构一的示意图。

图5为动压部分结构二的示意图。

图6为动压部分结构三的示意图。

图7为动压部分连接两刀杆部分的示意图。

图中：1-切削部分，2-刀杆部分，3-圆锥套，4-动压部分，5-凸起部分，6-工件。

具体实施方式

以下为结合附图对本发明实施方式的进一步说明，具体实施方式是用来说明本发明的，不对本发明做任何限制。

具体实施方式1：

自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分1、刀杆部分2、圆锥套3，所述的零部件均带有内孔。圆锥套3是自纠偏深孔加工刀具系统的一个独立零件，其大端与切削部分1相连，其小端与刀杆部分2相连。

具体实施方式2：

自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分1、刀杆部分2、圆锥套3，所述的零部件均带有内孔。圆锥套3与切削部分制作成一体，其小端与刀杆部分2相连。

具体实施方式3：

自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分1、刀杆部分2、圆锥套3，所述的零部件均带有内孔。圆锥套3与刀杆部分制作成一体，其大端与切削部分1相连。

具体实施方式4：

自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分1、刀杆部分2、圆锥套3，动压部分4、凸起部分5，其中凸起部分5位于动压部分4上。圆锥套3大端与动压部分4相连，其小端与刀杆部分2相连。凸起部分5的最大尺寸应小于孔的尺寸。凸起部分5的凸起数量可以为2个或3个或大于3个。凸起部分的轮廓可以是圆、椭圆、渐开线、斜线或其它线型。凸起部分的一侧与已加工孔的内壁形成收敛的间隙。

具体实施方式5：

自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分1、刀杆部分2、圆锥套3，动压部分4、凸起部分5，其中凸起部分5位于动压部分4上。圆锥套3大端与切削部分1相连，其小端与动压部分4相连。凸起部分5的最大尺寸应小于孔的尺寸。凸起部分5的凸起数量可以为2个或3个或大于3个。凸起部分的轮廓可以是圆、椭圆、渐开线、斜线或其它线型。凸起部分的一侧与已加工孔的内壁形成收敛的间隙。

具体实施方式6：

自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分1、刀杆部分2、圆锥套3，动压部分4、凸起部分5，其中凸起部分5位于动压部分4上。圆锥套3与切削部分1或动压部分4制作为一体。凸起部分5的最大尺寸应小于孔的尺寸。凸起部分5的凸起数量可以为1个或大于1个。凸起部分的轮廓可以是圆、椭圆、渐开线、斜线或其它线型。凸起部分的一侧与已加工孔的内壁形成收敛的间隙。

Claims (8)

1.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分(1)、刀杆部分(2)、圆锥套(3)，其特征在于：圆锥套(3)是一个独立零件，有内孔，圆锥套(3)与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙，圆锥套(3)大端与切削部分(1)相连，小端与刀杆部分(2)相连。

2.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分(1)、刀杆部分(2)、圆锥套(3)，其特征在于：圆锥套(3)有内孔，圆锥套(3)与切削部分(1)或刀杆部分(2)制作成一体，或圆锥套(3)、切削部分(1)、刀杆部分(2)三者制作成一体，圆锥套(3)与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙。

3.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分(1)、刀杆部分(2)、圆锥套(3)、动压部分(4)，其特征在于：圆锥套(3)、动压部分(4)均为独立零件，或者圆锥套(3)、动压部分(4)被制作为一体，成为一个独立零件，圆锥套(3)有内孔，与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙；动压部分(4)上有凸起部分(5)，凸起部分(5)的最大尺寸小于孔的尺寸，凸起部分(5)与已加工孔的内壁形成收敛的间隙。

4.自纠偏深孔加工刀具系统包括切削部分(1)、刀杆部分(2)、圆锥套(3)、动压部分(4)，其特征在于：圆锥套(3)有内孔，与已加工孔的内壁形成环形间隙，液体从大的环形间隙流向小的环形间隙；动压部分(4)上有凸起部分(5)，凸起部分(5)的最大尺寸小于孔的尺寸，凸起部分(5)与已加工孔的内壁形成收敛的间隙；

切削部分(1)、刀杆部分(2)、圆锥套(3)、动压部分(4)的排列顺序为切削部分(1)、动压部分(4)、圆锥套(3)、刀杆部分(2)或者切削部分(1)、圆锥套(3)、动压部分(4)、刀杆部分(2)。

5.根据权利要求4所述的自纠偏深孔加工刀具系统，其特征在于：切削部分(1)、刀杆部分(2)、圆锥套(3)、动压部分(4)分别是独立的零件，或者四者被制作为整体，成为一个零件。

6.根据权利要求4所述的自纠偏深孔加工刀具系统，其特征在于：切削部分(1)、刀杆部分(2)、圆锥套(3)、动压部分(4)四者中相邻的2个或3个被制作为整体，成为一个零件，与其余零件装配。

7.根据权利要求3、4所述的自纠偏深孔加工刀具系统，其特征在于：所述的凸起部分(5)的轮廓是圆、椭圆、渐开线、斜线或其它线型。

8.根据权利要求3、4所述的自纠偏深孔加工刀具系统，其特征在于：所述的动压部分(4)位于两刀杆部分(2)之间，两端分别与两刀杆部分(2)相连。