CN106363202A - 一种用于系列深盲孔车削加工的刀杆机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，包括：与机床固定连接的尾座；伸缩杆，其设置在本体上的轴向上的通孔中且贯穿尾座本体上的通孔后伸出至加工前端，尾座本体在伸缩杆伸出的端面上设置有第一夹紧机构；同轴套装在伸缩杆的通孔中并伸出至加工端的刀杆，用于进行镗孔操作，伸缩杆在刀杆伸出的端面上设置有第二夹角机构，用于锁紧该刀杆；以及平衡油缸，用于储存或排出油以进行配重，以匹配平衡伸缩杆和/或刀杆在轴向上的伸缩而导致的刀杆机构在轴向上的失衡。本发明的刀杆机构可以实现刀杆的长度快速调整，提高工装刀杆的刚性，避免加工中因刀杆振动对盲孔加工精度的影响，同时可自动实现刀杆重量精确平衡。

Description

一种用于系列深盲孔车削加工的刀杆机构

技术领域

本发明涉及车削加工领域，尤其涉及一种用于盲孔车削加工的刀杆机构。

背景技术

盲孔加工是机械切削加工中常见的一种加工方式，特别是对于某些大型零件，通过需要进行多个大型深盲孔的加工，其中的盲孔直径大小可以从深度可以达到800～2500mm。

对于盲孔加工，通过车床切削加工是一种常见方式。加工时，一种方案是采用图1所示结构的刀杆机构装夹刀具进行加工，如图1所示，刀杆3通过支座2支撑，一端设置有配重体1保证刀杆在支座2上受力平衡，刀具装夹在刀杆3另一端的气动快换机构4上，用于工件深盲孔的在线检测和加工。该方法中，通过气动快换机构4上刀具的转换，一定程度上可以满足各种刀具和检测装置的快速转换。

但是，该方案应用时需要根据不同的内孔设计不同直径的刀杆，装夹在相同的刀杆加工不同深度时，需要对刀杆装夹位置进行调整，尽量保证刀杆悬出长度短，使加工时刀杆受力刚性尽量好。且刀杆固定后，为避免机床拖板受力损坏，需要以固定在拖板上的固定点为支点调整配重体质量进行配重以保证支点前后刀杆重量尽量平衡。另外，由于刀杆采用两半模机械夹紧方式，夹紧时装夹时间长，使得每次加工的生产准备时间长，而加工时往往因为工装不合适，加工质量不高，加工效率极低；特别是，机械夹紧刀杆时因加工精度问题，夹紧装置与刀杆为线接触，夹紧力不够，加工时刀杆易产生振动，这对盲孔加工精度具有较大影响，会使得盲孔加工精度出现较大误差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种针对不同直径和深度的系列深盲孔进行车削加工的加工刀杆机构，其通过优化的结构设计，可以实现刀杆的长度快速调整，提高工装刀杆的刚性，从而避免加工中因刀杆振动对盲孔加工精度的影响，同时可自动实现刀杆重量精确平衡，使得不同工装的安装调整时间有效降低。

为实现上述目的，按照本发明一个方面，提供一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，其可实现对系列大型深盲孔的车削加工，其特征在于，该刀杆机构包括：

与机床固定连接的尾座，其本体上开设有轴向上的通孔；

伸缩杆，其为轴向开有通孔的中空杆体，该伸缩杆设置在所述本体上的轴向上的通孔中且贯穿所述尾座本体上的通孔后伸出至加工前端，其可在所述尾座本体上的通孔中相对移动，所述尾座本体在所述伸缩杆伸出的端面上设置有第一夹紧机构，用于在所述伸缩杆在伸缩到位后锁紧该伸缩杆；

刀杆，其同轴套装在所述伸缩杆的通孔中并伸出至加工端，其刀杆伸出端设置有刀具，用于进行镗孔操作，该刀杆可被驱动在所述伸缩杆的通孔中相对其往复移动，从而适应不同孔深的孔洞加工，所述伸缩杆在所述刀杆伸出的端面上设置有第二夹角机构，用于在所述刀杆移动到位后锁紧该刀杆；以及

平衡油缸，其包括设置在所述尾座后端并与其密封连接的缸体，该平衡油缸与外部油管连通，用于储存或排出油以进行配重，以匹配平衡所述伸缩杆和/或刀杆在轴向上的伸缩而导致的刀杆机构在轴向上的失衡。

作为本发明的进一步优选，所述本体通孔内壁上设置有密封环，其用于与所述伸缩杆外周面密封接触，以进行密封。

作为本发明的进一步优选，所述伸缩杆内壁面上设置有密封环，其用于与所述刀杆外周面密封接触，以进行密封。

作为本发明的进一步优选，所述伸缩杆在位于所述尾座通孔中的部分其轴向两端均设置有台阶，其分别与相应的通孔内壁间形成液压油腔，通过该两液压油腔中油压的变化，可实现对所述伸缩杆在轴向上的伸缩移动。

作为本发明的进一步优选，所述尾座在沿所述导杆轴向方向上的两端部上设置有压力传感器，用于感测所述刀杆机构在轴向上的失衡，以此控制所述平衡油缸中的储油量实现平衡控制。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的刀杆机构，通过设置两级伸缩机构，可以实现对系列深盲孔的加工，无需频繁更换刀具或导杆机构；

(2)本发明的刀杆机构，其中两级伸缩结构中每一级长度不长，可以很好地克服加工深盲孔中过长刀杆导致的加工中的震颤或不稳定，同时其中设置的夹紧机构以及密封部件可以有效控制伸缩机构的伸缩精度，保证深盲孔加工中的精度。

(3)本发明的刀杆机构，其中设置平衡油缸，可以实时精确控制由于刀杆或伸缩杆伸缩导致的两端不平衡的补偿，有效减小加工过程中的失衡或不稳定，提高加工精度。

附图说明

图1是现有技术中的一种用于深盲孔加工的专用刀杆示意图；

图2是本发明实施例的刀杆机构的结构示意图；

图3是本发明实施例的刀杆机构在一个视角下的立体结构示意图；

图4是本发明实施例的刀杆机构在另一个视角下的立体结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-刀杆、2-小夹紧环、3-伸缩杆、4-大夹紧环、5-密封圈Ⅰ、6-尾座、7-导正销、8-密封圈II、9-油缸、10-密封圈Ⅲ、11-密封圈Ⅳ、12-液压软管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

按照本发明的一个实施例所构建的一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，用于对系列大型深盲孔进行车削加工，该刀杆机构可以适应不同孔深和孔径的系列大型深盲孔的持续加工。

如图2-4所示，该刀杆机构包括尾座6、伸缩杆3、刀杆1和平衡油缸9，其中，尾座7与机床固定连接，其用于支撑刀杆1。尾座7本体上开设有沿轴向贯通的通孔。

伸缩杆3为轴向开有通孔的中空杆体，伸缩杆3贯穿尾座7本体上的通孔后伸出至加工端。伸缩杆3可在所述尾座本体上的通孔中相对移动。如图2、3和4所示，伸缩杆3在位于尾座7本体上的通孔中的部分，其轴向两端均设置有台阶，即形成变径，其该部分之外的两端部分的伸缩杆直径均小于该部分的直径，从而使得该台阶部分与尾座通孔之间形成有空腔，其与外部油管分别连通，用于通入液压油，伸缩杆3在轴向上的伸缩移动通过两端的该空腔作为液压油腔的压力变化而实现。

尾座6本体在伸缩杆3伸出处的端面上设置有第一夹紧机构，用于在伸缩杆3伸缩到位后锁紧该伸缩杆3。如图2-4所示，第一伸缩夹紧机构包括第一夹紧环，其具有可变形的薄壁，其在液压力作用下变形进而夹紧薄壁之间的伸缩杆3。

本实施例的刀杆机构还可以包括导正销7以及密封圈5和8，导正销7用于在伸缩杆3的伸缩过程中的导向，密封圈5和8用于液压密封，

刀杆1同轴套装在伸缩杆3的通孔中并伸出至加工端，其刀杆伸出端设置有刀具，用于进行镗孔操作。刀杆可被驱动在伸缩杆3的通孔中往复移动，从而适应不同孔深的孔洞加工。

伸缩杆3在刀杆伸出的端面上设置有第二伸缩夹紧机构，用于在所述刀杆移动到位后锁紧该刀杆。该第二伸缩夹紧机构优选与第一伸缩夹紧机构结构相同，具体可以包括第二夹紧环，其具有可变形的薄壁，其在液压力作用下变形进而夹紧薄壁之间的刀杆1实现夹紧。

在所述尾座7后端设置有并与其密封连接的平衡油缸9，平衡油缸与外部油管连通，用于储存或排出油以进行配重，以匹配平衡伸缩杆以及刀杆在轴向上的伸缩而导致的刀杆机构在轴向上的失衡。

如图2-4所示，在一个实施例中，需要调整刀杆长度时，进油口B进油，伸缩缸前伸，进油口A进油，伸缩缸后退，进油口F进油，刀杆缸前伸，进油口G进油，刀杆后退。在需要锁紧刀杆和伸缩杆3时，进油口C、D进油，锁紧伸缩缸两端，进油口E进油，锁紧刀杆两端

本实施例中，还可以在尾座7两端设置压力传感器，以检测前后两端所受压力并判断其是否失衡，以此可用于控制平衡油缸的进油或出油，实现平衡控制。具体地，如图2所示，压力传感器分别设置在尾座上的n、m两点处，当n点处的压力值大于m点处的压力值时，油缸内的油通过进油口H流出，反之油缸外的油通过进油口H流入，在两点处的压力值相等时，此处为平衡状态，油缸开关关闭。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，其可实现对系列大型深盲孔的车削加工，其特征在于，该刀杆机构包括：

与机床固定连接的尾座，其本体上开设有轴向上的通孔；

伸缩杆，其为轴向开有通孔的中空杆体，该伸缩杆设置在所述本体上的轴向上的通孔中且贯穿所述尾座本体上的通孔后伸出至加工前端，其可在所述尾座本体上的通孔中相对移动，所述尾座本体在所述伸缩杆伸出的端面上设置有第一夹紧机构，用于在所述伸缩杆在伸缩到位后锁紧该伸缩杆；

刀杆，其同轴套装在所述伸缩杆的通孔中并伸出至加工端，其刀杆伸出端设置有刀具，用于进行镗孔操作，该刀杆可被驱动在所述伸缩杆的通孔中相对其往复移动，从而适应不同孔深的孔洞加工，所述伸缩杆在所述刀杆伸出的端面上设置有第二夹角机构，用于在所述刀杆移动到位后锁紧该刀杆；以及

平衡油缸，其包括设置在所述尾座后端并与其密封连接的缸体，该平衡油缸与外部油管连通，用于储存或排出油以进行配重，以匹配平衡所述伸缩杆和/或刀杆在轴向上的伸缩而导致的刀杆机构在轴向上的失衡。

2.根据权利要求1所述的一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，其中，所述本体通孔内壁上设置有密封环，其用于与所述伸缩杆外周面密封接触，以进行密封。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，其中，所述伸缩杆内壁面上设置有密封环，其用于与所述刀杆外周面密封接触，以进行密封。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，其中，所述伸缩杆在位于所述尾座通孔中的部分其轴向两端均设置有台阶，其分别与相应的通孔内壁间形成液压油腔，通过该两液压油腔中油压的变化，可实现对所述伸缩杆在轴向上的伸缩移动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种用于盲孔车削加工的刀杆机构，其中，所述尾座在沿所述导杆轴向方向上的两端部上设置有压力传感器，用于感测所述刀杆机构在轴向上的失衡，以此控制所述平衡油缸中的储油量实现平衡控制。