CN105215427B - 镗孔自动让刀装置 - Google Patents

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    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
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Abstract

本发明属于机械加工领域的刀具安装结构，具体涉及一种镗孔自动让刀装置，包括固定刀架和旋转刀架，所述固定刀架安装在刀杆上，所述旋转刀架通过销轴与固定刀架铰接，刀具安装在所述旋转刀架上，当旋转刀架绕销轴转动时，会使所述刀具的刀尖靠近或远离待加工孔的孔壁，所述旋转刀架和固定刀架之间设有限位部，当旋转刀架在轴向切削力的作用下产生旋转时，限位部能够相互贴合，用于阻止旋转刀架进一步转动，从而对旋转刀架提供轴向支撑。镗孔完成退刀时，刀具将轴向力传递到旋转刀架，使旋转刀架围绕销轴逆向摆动一定角度，刀尖所受工件抗力大幅减小，因此可有效避免拉伤工件和刀尖崩刃。

Description

镗孔自动让刀装置
技术领域
本发明属于机械加工领域的刀具安装结构，具体涉及一种镗孔自动让刀装置。
背景技术
工件内孔一般采用镗孔工艺加工，然而采用镗孔工艺加工盲孔时，往往存在以下缺陷：由于工件是盲孔，因此镗孔完成后，刀具必须原路返回，为增加镗杆刚性，镗杆一般要在工件孔内加径向支承，但加支承后刀杆便无法径向移动，刀具系统在加工过程中因受力作用发生弹性变形而从与工件接触的理论位置退让，该弹性变形在镗孔完成后，会使刀头与孔内壁之间产生较大的应力，进而出现刀杆退出工件时工件扎刀和刀具崩刃现象，因此为保证加工质量需要留足够大的浮镗余量，这样以来会使加工效率大大降低。然而，如不在工件孔内加支承，虽然可以实现在加工完内孔刀杆退回前，先径向退刀，再沿轴向退回刀杆，避免扎刀和损坏刀具，但又会使刀杆刚性大大降低，其加工质量和效率难以保证，甚至无法完成加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够在镗孔完成退刀时减小孔壁对刀尖抗力的镗孔自动让刀装置。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种镗孔自动让刀装置，包括固定刀架和旋转刀架，所述固定刀架安装在一中心位置固定的刀杆上，所述旋转刀架通过销轴与固定刀架铰接，且销轴的轴线与所述刀杆的轴线垂直，刀具安装在所述旋转刀架上，且刀具的长度方向与销轴的轴线垂直，当旋转刀架绕销轴转动时，会使所述刀具的刀尖靠近或远离待加工工件的孔壁，所述旋转刀架和固定刀架之间设有限位部，当旋转刀架在轴向切削力的作用下产生旋转时，限位部能够相互贴合，用于阻止旋转刀架进一步转动，从而对旋转刀架提供轴向支撑；
所述固定刀架上设有一凹槽，所述旋转刀架上设有与所述凹槽配合的凸块，所述凹槽和凸块均靠近待加工孔的孔壁设置，所述销轴穿过凹槽的槽壁和凸块，使旋转刀架和固定刀架构成所述铰接。
本发明的技术效果在于：镗孔完成退刀时，刀具将轴向力传递到旋转刀架，使旋转刀架围绕销轴逆向摆动一定角度，刀尖所受工件抗力大幅减小，因此可有效避免拉伤工件和刀尖崩刃。
附图说明
图1是本发明的爆炸视图；
图2是本发明位于初始工位或切削进刀状态的立体结构示意图；
图3是本发明位于退刀状态的立体结构示意图；
图4是本发明的固定刀架立体结构示意图；
图5是本发明的旋转刀架立体结构示意图；
图6是本发明实施例1的切削进刀状态局部剖视图；
图7是本发明实施例1的退刀状态局部剖视图；
图8是本发明实施例2的切削进刀状态局部剖视图。
具体实施方式
现结合附图1-8对本发明的具体实施方式作进一步详细说明：
如图1-3所示，一种镗孔自动让刀装置，包括固定刀架20和旋转刀架30，所述固定刀架20安装在一中心位置固定的刀杆10上，所述旋转刀架30通过销轴21与固定刀架20铰接，且销轴21的轴线与所述刀杆10的轴线垂直，刀具40安装在所述旋转刀架30上，且刀具40的长度方向与销轴21的轴线垂直，当旋转刀架30绕销轴21转动时，会使所述刀具40的刀尖靠近或远离待加工工件50的孔壁，所述旋转刀架30和固定刀架20之间设有限位部，当旋转刀架30在轴向切削力的作用下产生旋转时，限位部相互贴合，用于阻止旋转刀架30进一步转动，从而对旋转刀架30提供轴向支撑。本发明在镗孔完成退刀时，刀具40将轴向力传递到旋转刀架30，使旋转刀架30围绕销轴21逆向摆动一定角度，刀尖所受工件抗力大幅减小，因此可有效避免拉伤工件和刀尖崩刃。
进一步的，所述旋转刀架30和固定刀架20之间还设有弹性复位单元，当刀具40位于初始工位时，弹性复位单元的弹性力能够使限位部相互贴合，进而确保刀具40位于初始工位时保持与切削进刀时相同的姿态，以便于刀具从正确的位置开始进刀。
优选的，如图4、5所示，所述固定刀架20上设有一凹槽22，所述旋转刀架30上设有与所述凹槽22配合的凸块31，所述凹槽22和凸块31均靠近待加工孔的孔壁设置，所述销轴21穿过凹槽22的槽壁和凸块31，使旋转刀架30和固定刀架20构成所述铰接。
进一步的，所述固定刀架20的凹槽22上方还设有一限位槽23，所述旋转刀架30的凸块31上方设有一与限位槽23相配合的凸台32，所述凸台32插在限位槽23内，并且当刀具40位于切削进刀状态时，凸台32与限位槽23的槽底之间存在间隙，该间隙是为了给旋转刀架30提供摆动空间。
上述技术特征使固定刀架20和旋转刀架30整体构成嵌套式结构，结构紧凑且稳定性较好，能够大幅度提高镗孔的加工精度。
优选的，所述旋转刀架30上与固定刀架20相背的一侧设有用于安装刀具40的条槽33，所述条槽33的其中一侧槽壁上设有螺纹孔37，所述螺纹孔37内设有紧定螺栓。
优选的，所述固定刀架20上与旋转刀架30相背的一侧设有用于连接刀杆10的连接部25，所述连接部25与刀具40的刀柄形状、尺寸相同。连接部25与刀具40的刀柄结构尺寸完全相同，因此该让刀装置能够直接安装在原有的刀杆10上，无需对刀杆10进行特殊加工。
实施例1
如图6、7所示，作为本发明的优选实施例，所述凸块31上远离待加工孔壁的侧壁34以及该侧壁34对应的凹槽22的槽壁即构成所述限位部。
所述凸块31的前端靠近待加工孔壁的一侧设有一截延伸部35，所述延伸部35上设有一垂直于待加工孔壁的第一通孔36，所述凹槽22的槽壁上设有与第一通孔36同轴的第二通孔24，所述第一、第二通孔36、24内穿插有一拉伸弹簧26，所述拉伸弹簧26的两端分别固定在第一、第二通孔36、24外端设置的堵头38、27上，该拉伸弹簧26即构成所述的弹性复位单元。
实施例2
如图8所示，作为本发明的另一实施例，所述凸块31前端与待加工孔壁垂直的侧壁39以及该侧壁39对应的凹槽22的槽壁即构成所述限位部。
所述旋转刀架30的凸块31上方设有第一盲孔301，所述固定刀架20的凹槽22上方设有第二盲孔201，所述第一、第二盲孔301、201内设有一压缩弹簧202，所述压缩弹簧202即构成所述弹性复位单元。
除上述两种实施例外，本发明中的限位部和弹性复位单元还可以采用本领域普通技术人员掌握的其他结构形式，只要能够达到与上述实施例相同的技术效果即可。
本发明合理利用车刀切削和退刀过程受力形式，有效避免加工过程中刀杆振动和退刀时刀具所受冲击力。其工作原理简洁、实用，首次应用于车(镗)加工内孔。旋转刀架30角度、旋转刀架30与固定刀架20间隙、弹簧参数、销轴21间隙均经过精确计算和反复实验验证。
与加支承的镗孔相比，由于避免了退刀时扎刀，其加工质量明显提高，加工余量大大减小(约为前者的30％至50％)，因此加工效率也得到提高(约为前者的1.5至2倍)。刀具寿命长(约为前者的2至3倍)，降低加工费用。
与不加支承的镗孔相比，可加工工件深度大大提高，加工范围更广、加工质量更好、加工余量更小。

Claims (9)

1.一种镗孔自动让刀装置，其特征在于：包括固定刀架(20)和旋转刀架(30)，所述固定刀架(20)安装在一中心位置固定的刀杆(10)上，所述旋转刀架(30)通过销轴(21)与固定刀架(20)铰接，且销轴(21)的轴线与所述刀杆(10)的轴线垂直，刀具(40)安装在所述旋转刀架(30)上，且刀具(40)的长度方向与销轴(21)的轴线垂直，当旋转刀架(30)绕销轴(21)转动时，会使所述刀具(40)的刀尖靠近或远离待加工工件(50)的孔壁，所述旋转刀架(30)和固定刀架(20)之间设有限位部，当旋转刀架(30)在轴向切削力的作用下产生旋转时，限位部相互贴合，用于阻止旋转刀架(30)进一步转动，从而对旋转刀架(30)提供轴向支撑；
所述固定刀架(20)上设有一凹槽(22)，所述旋转刀架(30)上设有与所述凹槽(22)配合的凸块(31)，所述凹槽(22)和凸块(31)均靠近待加工孔的孔壁设置，所述销轴(21)穿过凹槽(22)的槽壁和凸块(31)，使旋转刀架(30)和固定刀架(20)构成所述铰接。
2.根据权利要求1所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于，所述旋转刀架(30)和固定刀架(20)之间还设有弹性复位单元，当刀具(40)位于初始工位时，弹性复位单元的弹性力能够使限位部相互贴合。
3.根据权利要求2所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于：所述凸块(31)上远离待加工孔壁的侧壁(34)以及该侧壁(34)对应的凹槽(22)的槽壁即构成所述限位部。
4.根据权利要求2所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于：所述凸块(31)前端与待加工孔壁垂直的侧壁(39)以及该侧壁(39)对应的凹槽(22)的槽壁即构成所述限位部。
5.根据权利要求2所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于：所述固定刀架(20)的凹槽(22)上方还设有一限位槽(23)，所述旋转刀架(30)的凸块(31)上方设有一与限位槽(23)相配合的凸台(32)，所述凸台(32)插在限位槽(23)内，并且当刀具(40)位于切削进刀状态时，凸台(32)与限位槽(23)的槽底之间存在间隙。
6.根据权利要求2所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于：所述凸块(31)的前端靠近待加工孔壁的一侧设有一截延伸部(35)，所述延伸部(35)上设有一垂直于待加工孔壁的第一通孔(36)，所述凹槽(22)的槽壁上设有与第一通孔(36)同轴的第二通孔(24)，所述第一、第二通孔(36、24)内穿插有一拉伸弹簧(26)，所述拉伸弹簧(26)的两端分别固定在第一、第二通孔(36、24)外端设置的堵头(38、27)上，该拉伸弹簧(26)即构成所述的弹性复位单元。
7.根据权利要求2所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于：所述旋转刀架(30)的凸块(31)上方设有第一盲孔(301)，所述固定刀架(20)的凹槽(22)上方设有第二盲孔(201)，所述第一、第二盲孔(301、201)内设有一压缩弹簧(202)，所述压缩弹簧(202)即构成所述弹性复位单元。
8.根据权利要求1所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于：所述旋转刀架(30)上与固定刀架(20)相背的一侧设有用于安装刀具(40)的条槽(33)，所述条槽(33)的其中一侧槽壁上设有螺纹孔(37)，所述螺纹孔(37)内设有紧定螺栓。
9.根据权利要求1所述的镗孔自动让刀装置，其特征在于：所述固定刀架(20)上与旋转刀架(30)相背的一侧设有用于连接刀杆(10)的连接部(25)，所述连接部(25)与刀具(40)的刀柄形状、尺寸相同。
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