CN106001687B - 一种用于深孔加工的镗杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于深孔加工的镗杆装置，包括镗杆浮动夹头装置、镗杆支承导向装置、设于镗杆上且与镗杆径向有夹角的用于安装镗刀的镗刀安装孔，浮动夹头装置包括接套轴、螺纹盖、与接套轴同轴的筒状的尾柄、同轴套于尾柄外圆周表面的连接套，连接套同轴安装于镗床主轴，支承导向装置包括套于镗杆周向表面的内套、套于内套外圆周表面的套筒、间隙配合于套筒外圆周表面且固定于镗床的导套。浮动夹头装置可实现镗杆的微量浮动，支承导向装置可增大镗杆伸长量，减小镗杆自然挠性，提高镗杆装置的支承刚性。本发明结构简单、刚性好、操作灵活、便于维护，适用于大型零件内部的深孔镗削，可以提高深孔加工的加工质量、可靠性和加工效率。

Description

一种用于深孔加工的镗杆装置

技术领域

本发明涉及一种用于深孔加工的镗杆装置，属于机械加工技术领域。

背景技术

在大批量生产制造中，高精度镗孔是重要的孔精加工手段。大型构件内部的深孔，如大型模具上的导柱孔、机床的滑枕内孔、箱体的内孔等，主轴无法直接进行加工。现有的加工方法中，多使用超长悬伸刀具进行镗削加工，镗杆处于悬伸状态，极易造成镗杆刚性不足、引起振动等；当机床主轴中心线与夹具导套孔中心线偏移或有偏转角时，必然会造成加工精度的下降，这些不利因素极大地制约了深孔的加工质量和加工效率的提高。因此，需要设计专用的深孔加工的镗杆装置，以提高数控机床的加工能力和深孔的加工精度。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于深孔加工的镗杆装置，结构简单、刚性好、操作灵活、便于维护，适用于大型零件内部的深孔镗削，可以提高深孔加工的加工质量、可靠性和加工效率。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于深孔加工的镗杆装置，安装于镗床，包括镗杆浮动夹头装置，镗杆浮动夹头装置包括接套轴、螺纹盖、与接套轴同轴的筒状的尾柄、同轴套于尾柄外圆周表面的连接套，连接套同轴安装于镗床主轴，在接套轴的一端设有同轴的套孔，镗杆的头部同轴配合于套孔内，镗杆通过连接键一与接套轴连接，在接套轴的径向设有与镗杆连接的螺钉一，接套轴的另一端位于尾柄内，在接套轴的另一端的端部螺纹连接有平头螺钉，在平头螺钉的头部与尾柄的端面之间设有套于平头螺钉的蝶形弹簧，连接套与尾柄之间通过连接键二连接，沿连接套的径向设有与尾柄连接的螺钉二，螺纹盖位于镗杆与连接套之间，螺纹盖套于接套轴周向表面，螺纹盖与尾柄螺纹连接，在尾柄与螺纹盖的连接处设有尾柄沉孔，在螺纹盖与尾柄之间设有套于接套轴周向表面且位于螺纹盖内的定位块，沿接套轴的周向表面设有圆锥面，定位块与接套轴的圆锥面相配合，在定位块与尾柄之间设有位于尾柄沉孔内且套于接套轴周向表面的钢珠圈，钢珠圈包括钢珠和钢珠支撑圈，在钢珠支撑圈上沿周向至少均布有三个钢珠，钢珠的两端分别与定位块及尾柄沉孔的底部相接触，在螺纹盖与连接套之间至少设有一个与尾柄的周向表面螺纹连接且抵于连接套端面的限位螺母，沿镗杆的尾部轴向表面的一侧至少设有一个轴线与镗杆径向有夹角的镗刀安装孔，镗刀安装孔的轴线与镗杆径向间的夹角为10°～45°，在镗刀安装孔内安装有镗刀，镗刀通过沉头螺钉固定于镗杆，在镗杆的尾部轴向表面另一侧设有轴线与镗刀安装孔的轴线平行且数量与镗刀安装孔的数量相同的螺钉安装孔，各螺钉安装孔分别与各镗刀安装孔相通，在螺钉安装孔内螺纹连接有调整螺钉，镗刀的端部与调整螺钉相接触。

还包括镗杆支承导向装置，镗杆支承导向装置包括套于镗杆周向表面的内套、套于内套外圆周表面的套筒、间隙配合于套筒外圆周表面且固定于镗床的导套，在套筒的两端分别设有套于镗杆外圆周表面的端盖，端盖与套筒的内圆周螺纹连接，在两个端盖与内套之间分别设有一对支撑于镗杆与套筒之间的轴承，沿套筒的径向设有圆锥管螺纹油塞，在套筒的一端的端盖与镗杆之间设有螺纹连接于镗杆周向表面的压盖，在压盖的端部设有螺纹连接于镗杆周向表面的锁紧螺母，导套与套筒之间通过定向键连接。

内套、套筒、导套皆与镗杆同轴，套筒与导套的配合间隙在0.006～0.012mm范围内。

接套轴包括轴径依次减小且同轴的轴段一、轴段二、轴段三，套孔设于轴段一的一端，螺纹盖套于轴段二的周向表面，圆锥面设于轴段二与轴段三的连接处，钢珠支撑圈套于轴段三的周向表面，轴段三位于尾柄内。

在尾柄的一端部设有凸缘，螺纹盖与尾柄的凸缘螺纹连接，尾柄沉孔设于凸缘上。

在镗杆的周向表面设有卡槽一，螺钉一的端部卡于卡槽一内，在尾柄的周向表面设有卡槽二，螺钉二的端部卡于卡槽二内。

钢珠数量为10～12个，限位螺母的数量为两个。

在内套的内圆周表面设有凹槽。

在导套的内圆周表面沿轴向设有键槽孔，定向键一部分配合于键槽孔内，定向键另一部分嵌于套筒表面。

在螺纹盖与轴段二之间设有密封圈一，在轴段三与尾柄之间设有密封圈二。

在套筒的一端的端盖与压盖之间及套筒的另一端的端盖与镗杆之间分别设有密封毡圈。

本发明在深孔镗削加工过程中，当机床主轴中心线与夹具导套孔中心线偏移或偏转时，镗杆浮动夹头装置通过接套轴、定位块、钢珠圈（包括钢珠支撑圈和钢珠）、尾柄、蝶形弹簧、平头螺钉，可实现镗杆的微量浮动，起到自动调节作用，提高镗孔的加工质量。

镗杆支承导向装置可增大镗杆伸长量，减小镗杆自然挠性，提高镗杆装置的支承刚性。前后支承都采用了一对角接触球轴承串联配置，有较好的抗震性。轴承间装有调整垫圈，可对轴承调整间隙、施加预加载荷，因而导向精度和刚性都较好，可以保证镗杆在深孔加工时不发生变形。套筒上装有定向键，导套内侧与定向键对应处设有键槽孔，定向键在键槽孔内移动，这样可以保证套筒在导套内只有相对移动而无相对转动，可以有效消除套筒与导套之间的不同轴度偏差，从而保证镗刀对于工件的正确位置，有利于保证加工精度的稳定性。

用沉头螺钉将可调镗刀压紧在镗杆的镗刀安装孔中，在镗刀的后面设有调整螺钉，通过旋动调整螺钉，即可推动镗刀沿镗刀安装孔移动，可实现镗刀调节的精确性和可靠性。镗刀可以根据需要装一把或多把，以便同时完成多道工序的加工。

本发明结构简单、刚性好、操作灵活、便于维护，适用于大型零件内部的深孔镗削，可以提高深孔加工的加工质量、可靠性和加工效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A的放大结构示意图。

图3为图1中B的放大结构示意图。

图中：镗杆1，卡槽一1-1，镗刀安装孔1-2，螺钉安装孔1-3，左端盖2，垫圈3，轴承4，套筒5，定向键6，圆锥管螺纹油塞7，右端盖8，压盖9，锁紧螺母10，螺钉一11，螺纹盖12，定位块13，限位螺母14，螺钉二15，连接套16，蝶形弹簧17，平头螺钉18，密封圈二19，连接键二20，尾柄21，卡槽二21-1，凸缘21-2，尾柄沉孔21-3，钢珠22，钢珠支撑圈23，密封圈一24，接套轴25，轴段一25-1，轴段二25-2，轴段三25-3，套孔25-4，圆锥面25-5，连接键一26，密封毡圈27，调整垫圈一28，调整垫圈二29，导套30，键槽孔30-1，内套31，凹槽31-1，调整螺钉32，沉头螺钉33，镗刀34。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：

在实施例1中，见图1～图3，一种用于深孔加工的镗杆装置，安装于镗床，包括镗杆浮动夹头装置，镗杆浮动夹头装置包括接套轴25、螺纹盖12、与接套轴25同轴的筒状的尾柄21、同轴套于尾柄21外圆周表面的连接套16，连接套16同轴安装于镗床主轴。

接套轴25包括轴径依次减小且同轴的轴段一25-1、轴段二25-2、轴段三25-3，在轴段一25-1的一端设有同轴的套孔25-4，镗杆1的头部同轴配合于套孔25-4内，镗杆1与接套轴25通过连接键一26连接传递扭矩，两个螺钉一11穿过接套轴25轴段一25-1上的螺纹孔，端部伸入镗杆1上的卡槽一1-1中，可以防止镗杆1与接套轴25相对转动。连接套16通过连接键二20，可以将主轴的扭矩传递到尾柄21。螺钉二15穿过连接套16上的螺纹孔，端部伸入尾柄21上的卡槽二21-1中，可以防止尾柄21与连接套16相对转动。尾柄21的外圆柱面加工有外螺纹，与两个限位螺母14的内螺纹旋合，可以对连接套16进行限位。螺纹盖12套于轴段二25-2的周向表面，圆锥面25-5设于轴段二25-2与轴段三25-3的连接处，钢珠支撑圈23套于轴段三25-3的周向表面，轴段三25-3位于尾柄21内。钢珠支撑圈23上均布的钢珠22的数量为10～12个，钢珠支撑圈23用来支撑钢珠22。定位块13的左端加工有锥孔，与接套轴25的圆锥面25-5配合，定位块13的右端顶紧在钢珠22的左端，钢珠22的右端顶紧在尾柄21左端凸缘21-2的尾柄沉孔21-3的底部，通过摩擦可以将主轴的扭矩由尾柄21传递到接套轴25。螺纹盖12右端内孔加工有内螺纹，与尾柄21左端的凸缘21-2的外螺纹旋合，通过旋动螺纹盖12，可以调整螺纹盖12与定位块13之间的轴向间隙。接套轴25的右端通过蝶形弹簧17和平头螺钉18将接套轴25与尾柄21连接在一起。当机床主轴中心线与夹具导套孔中心线偏移或偏转时，镗杆1通过接套轴25、定位块13、钢珠22、钢珠支撑圈23、尾柄21、蝶形弹簧17、平头螺钉18可以实现微量浮动，起到自动调节作用，提高镗孔的加工质量。通过平头螺钉18，可以控制浮动量的大小。在螺纹盖12与轴段二25-2之间设有O形密封圈一24，在轴段三25-3与尾柄21之间设有O形密封圈二19，防止灰尘等的进入。

沿镗杆1的尾部轴向表面的一侧设有两个轴线与镗杆1径向有夹角的镗刀安装孔1-2，本实施例中，镗刀安装孔1-2的轴线与镗杆1径向间的夹角α为15°，在镗刀安装孔1-2内安装有镗刀34，镗刀34通过沉头螺钉33固定于镗杆1，在镗杆1的尾部轴向表面另一侧设有两个轴线与镗刀安装孔1-2的轴线平行的螺钉安装孔1-3，各螺钉安装孔1-3分别与各镗刀安装孔1-2相通，在螺钉安装孔1-3内螺纹连接有调整螺钉32，镗刀34的端部与调整螺钉32相接触。通过旋动调整螺钉32，即可推动镗刀34沿镗刀安装孔1-2移动，可实现镗刀34调节的精确性和可靠性。

还包括镗杆支承导向装置，镗杆支承导向装置包括套于镗杆1周向表面的内套31、套于内套31外圆周表面的套筒5、间隙配合于套筒5外圆周表面且固定于镗床的导套30，在套筒5的左右两端分别设有套于镗杆1外圆周表面的左端盖2、右端盖8，套筒5左、右两端各有一对轴承4，轴承4选用角接触球轴承，为了保证镗杆1的轴向稳定性，两对轴承4在轴的两端采用串联配置，对置安装。装配时在各轴承4处装满润滑脂，便于轴承的润滑。两对轴承4间均装有两个调整垫圈一28和调整垫圈二29，修磨调整垫圈一28和调整垫圈二29以调整轴承4的轴向间隙，左端盖2与套筒5之间、右端盖8与套筒5之间分别设有垫圈3，修磨左侧的垫圈3以保证左端盖2压紧左侧的轴承4，修磨右侧的垫圈3以保证右端盖8压紧右侧的轴承4。右端盖8内装有压盖9，压盖9内圆柱面上加工有内螺纹，与镗杆1的外螺纹旋合，从而将轴承4轴向压紧。为了保证螺纹连接可靠，通过锁紧螺母10压紧压盖9，以防压盖9松脱。左端盖2的右侧外圆柱面和右端盖8的左侧外圆柱面均加工有外螺纹，分别与套筒5两端的内螺纹旋合。左端盖2和右端盖8内均装有密封毡圈27，以达到密封的目的。在内套31内侧加工有凹槽31-1。在套筒5上装有圆锥管螺纹油塞7，可以防止杂质进入套筒5内，拧下即可注油。套筒5与导套30为间隙配合，装配后磨削套筒5的外圆，保证套筒5与导套30的配合间隙为0.006～0.012mm。套筒5上装有定向键6，导套30内侧与定向键6对应处设有键槽孔30-1，定向键6在键槽孔30-1内移动，这样可以保证套筒5在导套30内只有相对移动而无相对转动，可以有效消除套筒5与导套30之间的不同轴度偏差，从而保证镗刀34对于工件的正确位置，有利于保证加工精度的稳定性。通过支承和导向装置，可以保证镗刀34对于工件的正确位置，提高镗杆装置的支承刚性。

以上所述仅为本发明的较佳实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于深孔加工的镗杆装置，安装于镗床，其特征在于：包括镗杆浮动夹头装置，镗杆浮动夹头装置包括接套轴、螺纹盖、与接套轴同轴的筒状的尾柄、同轴套于尾柄外圆周表面的连接套，连接套同轴安装于镗床主轴，在接套轴的一端设有同轴的套孔，镗杆的头部同轴配合于套孔内，镗杆通过连接键一与接套轴连接，在接套轴的径向设有与镗杆连接的螺钉一，接套轴的另一端位于尾柄内，在接套轴的另一端的端部螺纹连接有平头螺钉，在平头螺钉的头部与尾柄的端面之间设有套于平头螺钉的蝶形弹簧，连接套与尾柄之间通过连接键二连接，沿连接套的径向设有与尾柄连接的螺钉二，螺纹盖位于镗杆与连接套之间，螺纹盖套于接套轴周向表面，螺纹盖与尾柄螺纹连接，在尾柄与螺纹盖的连接处设有尾柄沉孔，在螺纹盖与尾柄之间设有套于接套轴周向表面且位于螺纹盖内的定位块，沿接套轴的周向表面设有圆锥面，定位块与接套轴的圆锥面相配合，在定位块与尾柄之间设有位于尾柄沉孔内且套于接套轴周向表面的钢珠圈，钢珠圈包括钢珠和钢珠支撑圈，在钢珠支撑圈上沿周向至少均布有三个钢珠，钢珠的两端分别与定位块及尾柄沉孔的底部相接触，在螺纹盖与连接套之间至少设有一个与尾柄的周向表面螺纹连接且抵于连接套端面的限位螺母，沿镗杆的尾部轴向表面的一侧至少设有一个轴线与镗杆径向有夹角的镗刀安装孔，镗刀安装孔的轴线与镗杆径向间的夹角为10°～45°，在镗刀安装孔内安装有镗刀，镗刀通过沉头螺钉固定于镗杆，在镗杆的尾部轴向表面另一侧设有轴线与镗刀安装孔的轴线平行且数量与镗刀安装孔的数量相同的螺钉安装孔，各螺钉安装孔分别与各镗刀安装孔相通，在螺钉安装孔内螺纹连接有调整螺钉，镗刀的端部与调整螺钉相接触。

2.根据权利要求1所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：还包括镗杆支承导向装置，镗杆支承导向装置包括套于镗杆周向表面的内套、套于内套外圆周表面的套筒、间隙配合于套筒外圆周表面且固定于镗床的导套，在套筒的两端分别设有套于镗杆外圆周表面的端盖，端盖与套筒的内圆周螺纹连接，在两个端盖与内套之间分别设有一对支撑于镗杆与套筒之间的轴承，沿套筒的径向设有圆锥管螺纹油塞，在套筒的一端的端盖与镗杆之间设有螺纹连接于镗杆周向表面的压盖，在压盖的端部设有螺纹连接于镗杆周向表面的锁紧螺母，导套与套筒之间通过定向键连接。

3.根据权利要求2所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：内套、套筒、导套皆与镗杆同轴，套筒与导套的配合间隙在0.006～0.012mm范围内。

4.根据权利要求1所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：接套轴包括轴径依次减小且同轴的轴段一、轴段二、轴段三，套孔设于轴段一的一端，螺纹盖套于轴段二的周向表面，圆锥面设于轴段二与轴段三的连接处，钢珠支撑圈套于轴段三的周向表面，轴段三位于尾柄内。

5.根据权利要求4所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：在尾柄的一端部设有凸缘，螺纹盖与尾柄的凸缘螺纹连接，尾柄沉孔设于凸缘上。

6.根据权利要求1所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：在镗杆的周向表面设有卡槽一，螺钉一的端部卡于卡槽一内，在尾柄的周向表面设有卡槽二，螺钉二的端部卡于卡槽二内。

7.根据权利要求1所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：钢珠数量为10～12个，限位螺母的数量为两个。

8.根据权利要求3所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：在内套的内圆周表面设有凹槽。

9.根据权利要求3所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：在导套的内圆周表面沿轴向设有键槽孔，定向键一部分配合于键槽孔内，定向键另一部分嵌于套筒表面。

10.根据权利要求4所述的用于深孔加工的镗杆装置，其特征在于：在螺纹盖与轴段二之间设有密封圈一，在轴段三与尾柄之间设有密封圈二。