CN105252040B - 一种圆锥孔镗孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种圆锥孔镗孔装置，包括电机、镗杆、支撑调节机构、动力传动系统、传动螺杆和走刀系统，本发明的圆锥孔镗孔装置不仅有效解决了现有锥孔加工装置存在刚性差、调节困难，加工出的锥孔的椭圆度较大等机械加工难题，而且加工精度高，能够获得稳定的加工质量；装夹调校简单，易于操作，可应用于现场加工，无需投入大型设备，更安全可靠，节约了加工费用；大大提高了锥孔加工过程的自动化程度，能够大幅降低作业人员劳动强度，有效解决了作业人员粉尘污染带来的身体伤害，提高生产效率，降低生产成本；与以往加工方法相比，无论从成本控制、产品质量、安全性能等都有不同程度的改善，生产效率大幅提高。

Description

一种圆锥孔镗孔装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种圆锥孔镗孔装置。

背景技术

对外形特殊或并不规则的工件，又或大型的零部件的内锥孔进行加工时，无法在现有车床上装夹加工，只能通过镗削的方法进行加工。但是现有普通镗床并不具备镗制锥孔的加工功能，如船舶舵叶的内锥孔的长径比大大超出了镗床镗杆的加工范围，所以亟需一套镗削锥孔的加工装置，利用镗床动力或其它动力装置加以完成。

由于工件待加工部位尺寸所限无法将镗杆的直径无限增大，如果为了进行内锥孔的加工，而人为增大镗杆的长径比，必然会导致镗杆强度、刚性的大幅削弱。现有镗孔装置的镗杆中分前、中、后三个轴承支撑及一个动力支撑。由于在如此细长规格的镗杆上加装了四个外力支撑点，无论哪一个外力支撑点在装夹校正时产生差异，都会导致镗杆弯曲变形，安装后镗杆的直线度难以得到保证，此时的镗杆处在一种弯曲变形的状态，镗杆一端需要装挂镗孔工装和刀架，因此进一步加大了镗杆的弯曲变形。经现场实地考察，镗杆一端端面处的第一道支撑轴承仅因螺栓松开后，镗杆轴线弯曲变形就达6.5mm之多，因此用现有镗孔装置加工的舵叶锥孔表面就会呈现波纹状、椭圆度、表面粗糙等质量问题。

为了消除加工后工件的上述质量问题，必须通过工人利用风动砂轮机对加工面进行修磨，以满足产品的质量要求。如此的修磨方法不但耗费大量人力且效率低下，两门舵叶的锥孔修磨至少需投入4～5人，耗时10～15天，不仅作业人员劳动强度大，而且长时间与砂轮粉尘接触，对作业人员的身体健康造成较大的危害。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种圆锥孔镗孔装置，不仅有效解决了现有锥孔加工装置存在刚性差、调节困难，加工出的锥孔的椭圆度较大等问题，而且装夹调校简单，易于操作，成本低廉，能够大幅降低作业人员劳动强度，有效解决了作业人员粉尘污染带来的身体伤害，提高生产效率，降低生产成本。

本发明通过以下技术方案实现该目的：

一种圆锥孔镗孔装置，包括：电机、镗杆、支撑调节机构、动力传动系统、传动螺杆和走刀系统；电机将动力传递到镗杆；镗杆的一端由轴承座I内的滚珠轴承I支撑，尾端由轴承座IV内的滚珠轴承IV支撑，轴承座I和轴承座IV由支撑调节机构支撑，支撑调节机构可支撑并调整镗杆中心线与带加工工件的中心线一致；镗杆的外圆开有一定倾斜角度的倾斜槽；传动螺杆位于镗杆的倾斜槽内，其一端由支撑轴承座支撑固定在倾斜槽的尾端，另一端由万向联轴器与动力传动系统连接，走刀系统安装在传动螺杆上；

动力传动系统包括：主齿轮、滚珠轴承I及轴承座I、滚珠轴承II及轴承座II、传动轴I、传动轴II；主齿轮与镗杆键槽配合，端部由螺母锁紧；镗杆由轴承座I内的滚珠轴承I支撑，端盖固定封住轴承座I；轴承座I由轴承座II内的滚珠轴承II支撑，由螺母锁紧固定轴承座II端部，轴承座II是一个双联齿轮，包括齿轮VI和齿轮VII；轴承座I上焊接固定轴承座III，传动轴I由轴承座III内的滚轴轴承III支撑，端盖固定封住轴承座III；传动轴I上安装从齿轮及齿轮V,主齿轮与从齿轮啮合，齿轮V与齿轮VI啮合；传动轴II由镗杆上倾斜槽端部固定的滑动轴承座内的滑动轴承支撑，一端安装齿轮VIII并由螺母锁紧，齿轮VIII与轴承座II上的齿轮VII啮合，传动轴II的另一端由万向联轴器与传动螺杆连接。

走刀系统包括：拖板座、拖板、移动螺母、刀架、刀具；拖板座固定在镗杆倾斜槽内底上，拖板座上开有长条形滑动槽，移动螺母位于此滑动槽内；移动螺母与拖板键槽配合，传动螺杆穿过移动螺母并与移动螺母内孔螺纹配合；刀具安装在刀架上，刀架固定在拖板上。

进一步地，所述主齿轮为一双联齿轮，包括齿轮I和齿轮II；从齿轮包括齿轮III和齿轮IV；齿轮I和齿轮III啮合，齿轮II与齿轮IV啮合；但齿轮I和齿轮III，齿轮II与齿轮IV不同时处于啮合状态，且齿轮I与齿轮VI之间、齿轮II与齿轮VI之间存在齿数差，且上述齿数差不相同，以获得不同的镗孔精度。

作为优选的，齿轮I与齿轮VI之间的齿数差为2、齿轮II与齿轮VI之间的齿数差为4。

进一步地，所述拖板为燕尾槽形滑动构件，拖板座具有与拖板配合滑动连接的燕尾形截面。

进一步地，拖板座与镗杆倾斜槽底部之间安装固定有不同角度的标准倾斜模板，以适应不同倾斜角度的圆锥孔角度。

进一步地，镗杆两端的支撑调节机构包括：支撑钢套、调节螺母，支撑钢套为一扁钢钢套，并支撑于工作平台上；调节螺母均布在支撑钢套上并与支撑钢套螺纹配合；调节螺母的底端抵触在镗杆一端的轴承座I上及镗杆尾端的轴承座IV上；调整调节螺母即可调整镗杆的中心线与工件的中心线一致。

本发明的圆锥孔镗孔装置的工作过程如下：

电机将动力传递到镗杆转动，镗杆上的主动齿轮带动传动轴I上的从动齿轮和齿轮V；由于齿轮V与轴承座II上的齿轮VI啮合，齿轮VI和齿轮VII为联动齿轮，从而可以带动镗杆上的传动轴II上的齿轮VIII转动，因此与之连接的传动螺杆获得旋转动力；走刀系统中的移动螺母与传动螺杆螺纹配合，传动螺杆的正反转就可以带动移动螺母上的刀架及刀具沿着镗杆倾斜槽前后运动，因此完成了圆锥孔的镗削加工。

其中，所述主动齿轮与齿轮VI之间的齿数差可令刀具活动不同的运动速度，从而实现不同的加工精度要求。

其中，所述镗杆倾斜槽中标准倾斜模板的使用可以令该装置加工不同锥度的圆锥孔。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

1、本发明的圆锥孔镗孔装置不仅有效解决了现有锥孔加工装置存在刚性差、调节困难，加工出的锥孔的椭圆度较大等机械加工难题，而且加工精度高，能够获得稳定的加工质量；

2、本发明的圆锥孔镗孔装置装夹调校简单，易于操作，可应用于现场加工，无需投入大型设备，更安全可靠，节约了加工费用；

3、本发明的圆锥孔镗孔装置大大提高了锥孔加工过程的自动化程度，能够大幅降低作业人员劳动强度，有效解决了作业人员粉尘污染带来的身体伤害，提高生产效率，降低生产成本。

4、本发明的圆锥孔镗孔装置结构简单，易于操作，制造成本极低(只需4000-5000元)，且能够使产品获得稳定的加工质量，与以往加工方法相比，无论从成本控制、产品质量、安全性能等都有不同程度的改善，生产效率大幅提高。

附图说明

图1为本发明的圆锥孔镗孔装置的结构示意图。

图2为图1中沿A-A线的剖视图。

图3为图1中沿B-B线的剖视图。

图4为拖板座的结构示意图。

图5为图4中沿C-C线的剖视图。

图6为拖板的结构示意图。

图7为图6中沿D-D线的剖视图。

图8为拖板与拖板座的装配示意图。

图9为标准倾斜模板与镗杆的装配示意图。

图中：1—镗杆；2—传动螺杆；3—轴承座I；4—滚珠轴承I；5—轴承座II；6—滚珠轴承II；7—轴承座III；8—滚珠轴承III；9—轴承座IV；10—滚珠轴承IV；11—支撑轴承座；12—万向联轴器；13—传动轴I；14—传动轴II；15—齿轮I；16—齿轮II；17—齿轮III；18—齿轮IV；19—齿轮V；20—齿轮VI；21—齿轮VII；22—齿轮VIII；23—滑动轴承座；24—滑动轴承；25—拖板座；26—拖板；27—移动螺母；28—刀架；29—刀具；30—标准倾斜模板；31—支撑钢套；32—调节螺母；33—螺母；34—端盖。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例1。

如图1-3所示，本实施例的一种圆锥孔镗孔装置，包括：电机、镗杆1、支撑调节机构、动力传动系统、传动螺杆2和走刀系统；其特征是：电机将动力传递到镗杆1；镗杆1的一端由轴承座I3内的滚珠轴承I4支撑，尾端由轴承座IV9内的滚珠轴承IV10支撑，轴承座I3和轴承座IV9由支撑调节机构支撑，支撑调节机构可支撑并调整镗杆1中心线与带加工工件的中心线一致；镗杆1的外圆开有一定倾斜角度的倾斜槽；传动螺杆2位于镗杆的倾斜槽内，其一端由支撑轴承座11支撑固定在倾斜槽的尾端，另一端由万向联轴器12与动力传动系统连接，走刀系统安装在传动螺杆2上。

动力传动系统包括：主齿轮、轴承座I3及滚珠轴承I4、轴承座II5及滚珠轴承II6、传动轴I13、传动轴II14；主齿轮与镗杆1键槽配合，端部由螺母33锁紧；镗杆1由轴承座I3内的滚珠轴承I4支撑，端盖34固定封住轴承座I3；轴承座I3由轴承座II5内的滚珠轴承II6支撑，由螺母33锁紧固定轴承座II5端部，轴承座II5是一个双联齿轮，包括齿轮VI20和齿轮VII21；轴承座I3上焊接固定轴承座III7，传动轴I13由轴承座III7内的滚轴轴承III8支撑，端盖34固定封住轴承座III7；传动轴I13上安装从齿轮及齿轮V19，主齿轮与从齿轮啮合，齿轮V19与齿轮VI20啮合；传动轴II14由镗杆1上倾斜槽端部固定的滑动轴承座23内的滑动轴承24支撑，一端安装齿轮VIII22并由螺母33锁紧，齿轮VIII22与轴承座II5上的齿轮VII21啮合，传动轴II14的另一端由万向联轴器12与传动螺杆2连接。

走刀系统包括：拖板座25、拖板26、移动螺母27、刀架28、刀具29；拖板座25固定在镗杆1倾斜槽内底上，拖板座25上开有长条形滑动槽，移动螺母27位于此滑动槽内；移动螺母27与拖板26键槽配合，传动螺杆2穿过移动螺母27并与移动螺母27内孔螺纹配合；刀具29安装在刀架28上，刀架28固定在拖板26上。

进一步地，主齿轮为一双联齿轮，包括齿轮I15和齿轮II16；从齿轮包括齿轮III17和齿轮IV18；齿轮I15和齿轮III17啮合，齿轮II16与齿轮IV18啮合；但齿轮I15和齿轮III17，齿轮II16与齿轮IV18不同时处于啮合状态，且齿轮I15与齿轮VI20之间、齿轮II16与齿轮VI20之间存在齿数差，且上述齿数差不相同，以获得不同的镗孔精度。

作为优选的，齿轮I15与VI20之间的齿数差为2、齿轮II16与齿轮VI20之间的齿数差为4。

如图4-8所示，所述拖板26为燕尾槽形滑动构件，拖板座25具有与拖板26配合滑动连接的燕尾形截面。

如图9所示，拖板座25与镗杆1倾斜槽底部之间安装固定有不同角度的标准倾斜模板30，以适应不同倾斜角度的圆锥孔角度。

进一步地，镗杆1两端的支撑调节机构包括：支撑钢套31、调节螺母32，支撑钢套31为一扁钢钢套，并支撑于工作平台上；调节螺母32均布在支撑钢套31上并与支撑钢套31螺纹配合；调节螺母32的底端抵触在镗杆1一端的轴承座I3上及镗杆1尾端的轴承座IV9上；调整调节螺母32即可调整镗杆1的中心线与工件的中心线一致。

本发明的圆锥孔镗孔装置的工作过程如下：

电机将动力传递到镗杆1转动，镗杆1上的主动齿轮带动传动轴I13上的从动齿轮和齿轮V19；由于齿轮V19与轴承座II5上的齿轮VI20啮合，齿轮VI20和齿轮VII21为联动齿轮，从而可以带动镗杆1上的传动轴II14上的齿轮VIII22转动，因此与之连接的传动螺杆2获得旋转动力；走刀系统中的移动螺母27与传动螺杆2螺纹配合，传动螺杆2的正反转就可以带动移动螺母27上的刀架28及刀具29沿着镗杆1倾斜槽前后运动，因此完成了圆锥孔的镗削加工。

其中，主动齿轮与齿轮VI20之间的齿数差可令刀具29活动不同的运动速度，从而实现不同的加工精度要求。

其中，镗杆1倾斜槽中标准倾斜模板30的使用可以令该装置加工不同锥度的圆锥孔。

由于该加工装置镗杆的直径为Φ150mm，总长为1.5米左右，整个装置只有两个轴承支撑，且轴承支撑点的距离为1.2米，改变了现有加工锥孔装置直径小只有Φ110mm，长度达6米，支点支撑有四点等诸多因素，无论从强度，刚度等均满足了使用要求。

以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种圆锥孔镗孔装置，包括电机、镗杆、支撑调节机构、动力传动系统、传动螺杆和走刀系统，其特征在于：

所述动力传动系统包括主齿轮、滚珠轴承I及轴承座I、滚珠轴承II及轴承座II、传动轴I、传动轴II，所述主齿轮与镗杆键槽配合连接，镗杆的一端由轴承座I内的滚珠轴承I支撑，另一端由轴承座IV内的滚珠轴承IV支撑，轴承座I由轴承座II内的滚珠轴承II支撑，轴承座II是一个双联齿轮，包括齿轮VI和齿轮VII，轴承座I上焊接固定轴承座III，传动轴I由轴承座III内的滚轴轴承III支撑，传动轴I上安装从齿轮及齿轮V，主齿轮与从齿轮啮合连接，齿轮V与齿轮VI啮合连接，传动轴II由设置于镗杆上的滑动轴承座内的滑动轴承支撑，一端安装齿轮VIII并由螺母锁紧，齿轮VIII与轴承座II上的齿轮VII啮合，传动轴II的另一端由万向联轴器与传动螺杆连接；

所述走刀系统包括拖板座、拖板、移动螺母、刀架、刀具，所述拖板座固定在镗杆倾斜槽内底上，拖板座上开有长条形滑动槽，所述移动螺母位于此滑动槽内，移动螺母与拖板键槽配合连接，传动螺杆穿过移动螺母并与移动螺母内孔螺纹配合连接，所述刀具安装在刀架上，刀架固定在拖板上；

所述电机与镗杆传动连接，轴承座I和轴承座IV由支撑调节机构支撑，支撑调节机构用于支撑并调整镗杆中心线与待加工的工件中心线保持一致；镗杆的外圆开有一定倾斜角度的倾斜槽；传动螺杆位于镗杆的倾斜槽内，其一端由支撑轴承座支撑固定在倾斜槽的尾端，另一端由万向联轴器与动力传动系统连接，走刀系统安装在传动螺杆上；

所述主齿轮为包括齿轮I和齿轮II的双联齿轮，所述从齿轮包括齿轮III和齿轮IV，其中，齿轮I和齿轮III啮合，齿轮II与齿轮IV啮合，所述齿轮I与齿轮III、齿轮II与齿轮IV非同时处于啮合状态，且齿轮I与齿轮VI之间存在齿数差、齿轮II与齿轮VI之间存在齿数差，且上述两齿数差不相同。

2.根据权利要求1所述的圆锥孔镗孔装置，其特征在于：所述齿轮I与齿轮VI之间的齿数差为2，齿轮II与齿轮VI之间的齿数差为4。

3.根据权利要求1所述的圆锥孔镗孔装置，其特征在于：所述拖板为燕尾槽形滑动构件，拖板座具有与拖板配合滑动连接的燕尾形截面。

4.根据权利要求1所述的圆锥孔镗孔装置，其特征在于：所述拖板座与镗 杆倾斜槽底部之间安装有用于适应不同倾斜角度的圆锥孔的标准倾斜模板。

5.根据权利要求1所述的圆锥孔镗孔装置，其特征在于：所述镗杆两端的支撑调节机构包括支撑钢套、用于调整镗杆的中心线与工件的中心线一致的调节螺母，所述支撑钢套为一扁钢钢套，并支撑于工作平台上，调节螺母均布在支撑钢套上并与支撑钢套螺纹配合连接，调节螺母的底端抵触在镗杆一端的轴承座I上及镗杆尾端的轴承座IV上。