CN106312787A - 珩磨刀具以及加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种珩磨刀具以及加工中心，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在孔的加工精度低的技术问题。该珩磨刀具包括刀柄以及阶梯珩磨头，其中：刀柄与阶梯珩磨头驱动连接，刀柄为自定心刀柄；通过摩擦力驱动刀柄转动的过程中，刀柄能为阶梯珩磨头提供使阶梯珩磨头的中心线趋近被加工孔的中心线的定心力；阶梯珩磨头沿背离刀柄的方向至少包括依此相连的精珩磨部分、半精珩磨部分以及粗珩磨兼导向部分。该加工中心包括转轴以及本发明提供的珩磨刀具。本发明用于提高孔的加工精度和加工效率。

Description

珩磨刀具以及加工中心

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种珩磨刀具以及设置该珩磨刀具的加工中心。

背景技术

阀体阀芯孔的传统制造工艺是加工中心半精加工阀体阀芯孔、珩磨机精加工阀体阀芯孔。阀体阀芯孔的传统制造工艺存在以下缺点：

第一，工件需多次装夹，精度一致性差；

第二，需要投入两台设备，加工成本高；

第三，所需刀具较多，增加了加工成本。

为了提升阀芯孔的加工精度、降低加工成本，在阀体加工方法、相关刀具设计方面开展一定的研究工作显得十分重要。通过研究表明，珩磨头设计方面的研究工作是最为重要的工作之一。

现有技术中，国内一些学者提出了铰孔、珩磨孔一体化的解决方案，但本申请人发现：现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术中对机床精度要求较高、刀具结构复杂，相应地增加了加工成本。另外，国内外学者对珩磨机床用刀具进行了创新设计，但是也只停留在改进原有珩磨刀具结构阶段，并且未取得完全创新，不能从实质上提升加工精度、降低加工成本。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种珩磨刀具以及设置该珩磨刀具的加工中心，解决了现有技术存在孔的加工精度低的技术问题。

本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明实施例提供的珩磨刀具，包括刀柄以及阶梯珩磨头，其中：所述刀柄与所述阶梯珩磨头驱动连接，所述刀柄为自定心刀柄；

通过摩擦力驱动所述刀柄转动的过程中，所述刀柄能为所述阶梯珩磨头提供使所述阶梯珩磨头的中心线趋近被加工孔的中心线的定心力；所述阶梯珩磨头沿背离所述刀柄的方向至少包括依此相连的精珩磨部分、半精珩磨部分以及粗珩磨兼导向部分。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述自定心刀柄包括自定心功能部以及与自定心功能部固定连接的刀具连接套，其中：所述自定心功能部为旋转体状，且其周向外表面为锥面；

所述刀具连接套与所述阶梯珩磨头固定连接。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述阶梯珩磨头呈旋转体状，且在背离所述刀柄的方向上，所述精珩磨部分至少背离所述刀柄的区段、所述半精珩磨部分以及所述粗珩磨兼导向部分各自的横截面的外轮廓尺寸逐渐缩小；

所述粗珩磨兼导向部分的最大外径小于所述半精珩磨部分的最小外径；

所述半精珩磨部分的最大外径小于所述精珩磨部分的最小外径。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述半精珩磨部分与所述粗珩磨兼导向部分通过倒角状的平滑连接部相连。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述精珩磨部分与所述半精珩磨部分之间通过外径小于所述半精珩磨部分的最大外径的连接杆体相连，所述连接杆体与所述精珩磨部分、所述半精珩磨部分三者之间的间隙形成容屑槽。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述阶梯珩磨头还包括装夹部分，所述刀柄通过夹紧所述装夹部分的方式与所述精珩磨部分固定连接。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述装夹部分与所述精珩磨部分之间通过外径小于所述精珩磨部分的最大外径的连接柱体相连，所述连接柱体与所述装夹部分、所述精珩磨部分三者之间的间隙形成容屑槽。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述粗珩磨兼导向部分背离所述刀柄的端头的边棱设置有倒角。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案的进一步优化，所述珩磨刀具的轴向方向上的尺寸与所述珩磨刀具的最大外径的比值为5～10。

本发明实施例提供的加工中心，包括转轴以及本发明任一技术方案提供的珩磨刀具，其中：所述转轴与所述刀柄驱动连接。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

由于本发明中珩磨刀具的刀柄为自定心刀柄，通过摩擦力驱动刀柄转动的过程中，刀柄能为阶梯珩磨头提供使阶梯珩磨头的中心线趋近被加工孔的中心线的定心力，该定心力可以实现珩磨刀具随被加工的孔的走向进行微量浮动调整，进而能使阶梯珩磨头在珩磨加工孔的过程中位置不易跑偏，从而提高了孔的加工精度，解决了现有技术存在孔的加工精度低的技术问题。此外，本发明可以实现半精珩磨、精珩磨一体化，实现了孔加工的工艺集成，减少了设备投入，降低了加工成本，提高了加工效率。

本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案与现有技术相比，能产生至少以下技术效果：

1、具有自定心刀柄，通过加工中心珩磨阀芯孔时，珩磨头具不易跑偏，加工精度更高；

2、珩磨头具有阶梯结构，可以实现半精珩磨、精珩磨一体化，提高了加工效率、降低了加工成本；

3、珩磨头具有容屑槽，易于排屑，提升阀芯孔加工精度，降低了表面粗糙度；

4、刀柄、珩磨头结构制造工艺简单，易于实现产业化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的珩磨刀具的示意图；

附图标记：1、刀柄；11、自定心功能部；12、刀具连接套；2、阶梯珩磨头；20、装夹部分；21、精珩磨部分；22、半精珩磨部分；23、粗珩磨兼导向部分；31、连接杆体；32、连接柱体。

具体实施方式

下面可以参照附图图1以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

本发明实施例提供了一种孔的加工精度高、可以实现半精珩磨、精珩磨一体化、易于排屑、结构简单且易于实现产业化的珩磨刀具以及设置该珩磨刀具的加工中心。

下面结合图1对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1所示，本发明实施例所提供的珩磨刀具，包括刀柄1以及阶梯珩磨头2，其中：刀柄1与阶梯珩磨头2驱动连接，刀柄1为自定心刀柄；(加工中心或其他珩磨设备的动力输出轴)通过摩擦力驱动刀柄1转动的过程中，刀柄1能为阶梯珩磨头2提供使阶梯珩磨头2的中心线趋近被加工孔的中心线的定心力；该定心力可以实现珩磨刀具随被加工的孔的走向进行微量浮动调整。

阶梯珩磨头2沿背离刀柄1的方向至少包括三部分，该三部分包括依此相连的精珩磨部分21、半精珩磨部分22以及粗珩磨兼导向部分23(粗珩磨兼导向部分23不仅具有粗珩磨的功能，而且具有导向功能)。

由于本发明中珩磨刀具的刀柄1为自定心刀柄，通过摩擦力驱动刀柄1转动的过程中，刀柄1能为阶梯珩磨头2提供使阶梯珩磨头2的中心线趋近被加工孔的中心线的定心力，该定心力可以实现珩磨刀具随被加工的孔的走向进行微量浮动调整，进而能使阶梯珩磨头2在珩磨加工孔的过程中位置不易跑偏，从而提高了孔的加工精度。

此外，本发明可以实现半精珩磨、精珩磨一体化，实现了孔加工的工艺集成，减少了设备投入，降低了加工成本，提高了加工效率。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，自定心刀柄包括自定心功能部11以及与自定心功能部11固定连接的刀具连接套12，其中：

自定心功能部11为旋转体状，且其周向外表面为锥面(该锥面沿背离阶梯珩磨头2的方向外轮廓尺寸逐渐缩小)；刀具连接套12与阶梯珩磨头2固定连接。自定心功能部11的锥面与为自定心功能部11提供旋转驱动力的驱动装置的锥面摩擦连接，驱动装置可以通过摩擦力驱动自定心功能部11转动并通过自定心功能部11带动整个刀柄1转动以实现对被加工孔的珩磨。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，阶梯珩磨头2呈旋转体状，且在背离所述刀柄的方向上，精珩磨部分21至少背离刀柄1的区段、半精珩磨部分22以及粗珩磨兼导向部分23各自的横截面的外轮廓尺寸逐渐缩小；粗珩磨兼导向部分23的最大外径小于半精珩磨部分22的最小外径；半精珩磨部分22的最大外径小于精珩磨部分21的最小外径。精珩磨部分21优选为接近刀柄1的区段为圆柱状即在轴向方向上各处的横截面的外轮廓尺寸一致，仅背离刀柄1的区段的横截面的外轮廓尺寸逐渐缩小。

上述结构可以在满足精度要求的前提下，可靠地实现粗珩磨、半精珩磨以及精珩磨的一体化。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，半精珩磨部分22与粗珩磨兼导向部分23通过倒角状的平滑连接部相连。平滑连接部不仅具有连接、导向作用，而且可以减少刀具进给时的阻力，提高加工精度与加工效率。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，精珩磨部分21与半精珩磨部分22之间通过外径小于半精珩磨部分22的最大外径的连接杆体31相连，连接杆体31与精珩磨部分21、半精珩磨部分22三者之间的间隙形成容屑槽。

该容屑槽可以将精珩磨部分21以及半精珩磨部分22(尤其是半精珩磨部分22)珩磨作业产生的磨屑存储起来，避免了磨屑堵塞在被加工孔与珩磨刀具之间，而造成珩磨刀具的转动阻力增加、表面质量下降。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，阶梯珩磨头2还包括装夹部分20，刀柄1通过夹紧装夹部分20的方式与精珩磨部分21固定连接。

装夹部分20不仅延长了珩磨刀具的长度，增加了珩磨刀具可以加工的孔的深度和类型，而且装夹部分20为刀柄1提供了连接点，其可以将由刀柄1输出的转动动力以及定心力传递给精珩磨部分21乃至整个珩磨刀具。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，装夹部分20与精珩磨部分21之间通过外径小于精珩磨部分21的最大外径的连接柱体32相连，连接柱体32与装夹部分20、精珩磨部分21三者之间的间隙形成容屑槽。

该容屑槽可以将精珩磨部分21珩磨作业产生的磨屑存储起来，避免了磨屑堵塞在被加工孔与精珩磨部分21之间，而造成珩磨刀具的转动阻力增加、表面质量下降。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，粗珩磨兼导向部分23背离刀柄1的端头的边棱设置有倒角。倒角不仅可以避免粗珩磨兼导向部分23的边棱处出现应力集中而磨损，而且可以减小珩磨刀具进给过程中的阻力，有利于提高加工效率。

作为本发明任一技术方案的可选实施方式，珩磨刀具的轴向方向上的尺寸与珩磨刀具的最大外径的比值为5～10。

上述尺寸的珩磨刀具不仅可以实现对大部分阀体阀芯孔的切削加工，而且由于珩磨刀具的轴向方向上的尺寸较大，珩磨刀具自身具有一定弹性，该弹性所产生的弹性力可以在对孔进行加工的过程中转化为自定心力，由此可以进一步提高孔的加工精度。

本发明实施例提供的加工中心，包括转轴(或称：动力输出轴)以及本发明任一技术方案提供的珩磨刀具，其中：转轴与刀柄1驱动连接。加工中心适宜采用本发明以提高其对孔的加工精度以及加工效率。当然，本发明任一技术方案提供的珩磨刀具也可以应用于其他切削加工设备上。

综上所述，本发明优选技术方案的优点为：具有自定心刀柄，可以通过加工中心珩磨阀芯孔，实现孔加工的工艺集成，减少设备投入，降低加工成本；珩磨头具有阶梯结构，可以实现半精珩磨、精珩磨一体化，提高加工效率；珩磨头具有容屑槽，易于排屑，提升阀芯孔加工精度与光洁度(或称:表面粗糙度)；刀柄、珩磨头结构制造工艺简单，易于实现产业化。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的珩磨刀具或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种珩磨刀具，其特征在于，包括刀柄以及阶梯珩磨头，其中：所述刀柄与所述阶梯珩磨头驱动连接，所述刀柄为自定心刀柄；

通过摩擦力驱动所述刀柄转动的过程中，所述刀柄能为所述阶梯珩磨头提供使所述阶梯珩磨头的中心线趋近被加工孔的中心线的定心力；所述阶梯珩磨头沿背离所述刀柄的方向至少包括依此相连的精珩磨部分、半精珩磨部分以及粗珩磨兼导向部分。

2.根据权利要求1所述的珩磨刀具，其特征在于，所述自定心刀柄包括自定心功能部以及与自定心功能部固定连接的刀具连接套，其中：所述自定心功能部为旋转体状，且其周向外表面为锥面；

所述刀具连接套与所述阶梯珩磨头固定连接。

3.根据权利要求1所述的珩磨刀具，其特征在于，所述阶梯珩磨头呈旋转体状，且在背离所述刀柄的方向上，所述精珩磨部分至少背离所述刀柄的区段、所述半精珩磨部分以及所述粗珩磨兼导向部分各自的横截面的外轮廓尺寸逐渐缩小；

所述粗珩磨兼导向部分的最大外径小于所述半精珩磨部分的最小外径；

所述半精珩磨部分的最大外径小于所述精珩磨部分的最小外径。

4.根据权利要求1所述的珩磨刀具，其特征在于，所述半精珩磨部分与所述粗珩磨兼导向部分通过倒角状的平滑连接部相连。

5.根据权利要求1所述的珩磨刀具，其特征在于，所述精珩磨部分与所述半精珩磨部分之间通过外径小于所述半精珩磨部分的最大外径的连接杆体相连，所述连接杆体与所述精珩磨部分、所述半精珩磨部分三者之间的间隙形成容屑槽。

6.根据权利要求1所述的珩磨刀具，其特征在于，所述阶梯珩磨头还包括装夹部分，所述刀柄通过夹紧所述装夹部分的方式与所述精珩磨部分固定连接。

7.根据权利要求6所述的珩磨刀具，其特征在于，所述装夹部分与所述精珩磨部分之间通过外径小于所述精珩磨部分的最大外径的连接柱体相连，所述连接柱体与所述装夹部分、所述精珩磨部分三者之间的间隙形成容屑槽。

8.根据权利要求1所述的珩磨刀具，其特征在于，所述粗珩磨兼导向部分背离所述刀柄的端头的边棱设置有倒角。

9.根据权利要求1所述的珩磨刀具，其特征在于，所述珩磨刀具的轴向方向上的尺寸与所述珩磨刀具的最大外径的比值为5～10。

10.一种加工中心，其特征在于，包括转轴以及权利要求1－9任一所述的珩磨刀具，其中：所述转轴与所述刀柄驱动连接。