CN106541160A - 一种可旋转径向伸缩刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可旋转径向伸缩刀具，属于孔加工技术领域，解决两端小中间大中部带有圆柱面、清圆角R或倒角C等异形深孔零件加工难题。该刀具包括刀头组件、推拉旋转机构、镗刀体、手柄锁紧结构和夹持杆等。刀头组件采用可更换模块化；滑动圆柱销通过过盈配合装入推拉杆前端后与刀头旋转座上两个螺旋方槽组成配合的螺旋副，巧妙地将直线移动转变成旋转运动，将推拉杆和刀头旋转座安装在镗刀体上的两个具有一定偏心量e的偏心台阶孔内，实现刀头旋转过程中的径向伸长和缩短；整个刀具可通过夹持杆或与之配合的刀柄装夹在普车、普铣、加工中心上。能够用于履带板的加工。结构简单、巧妙实用，在使用时要求所述功能齐全。

Description

一种可旋转径向伸缩刀具

技术领域

本发明属于孔加工技术领域，涉及一种异形孔加工中解决两端小孔中部大孔加工或清中部圆角R、倒角C等问题的专用刀具技术。

背景技术

孔加工在机械加工领域中及其普遍，常见孔加工技术已经很成熟，但对于异形孔来说加工存在一定难度，特别是两端小、加工中部大孔或清中部圆角R、倒角C等问题，目前市场上传统刀具都是采用细长刀杆上安装一定径向长度的刀头、大悬臂加工，刀具刚性大大消弱、动平衡性能也不好，导致切削效率受限、加工质量也不高。当加工长径比超多五倍以上此类深孔时，刚性严重不足、“让刀”现象突出，刀具又不能很好的径向伸缩调整，无法进入内部空腔加工，一般设计人员都尽可能回避此类孔加工问题。在军工领域因特殊需求无法避免，此类孔加工问题一直不能有效解决，成为一大瓶颈。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种可旋转径向伸缩刀具，解决一种类似某军用履带板内侧倒角无法高效加工的专用刀具，特别是用来解决两端小中间大中部带有圆柱面、清圆角R或倒角C等异形深孔零件加工难题更具独特优势。

本发明的技术方案是：一种可旋转径向伸缩刀具，包括刀头组件、推拉旋转机构、镗刀体、手柄锁紧结构和夹持杆；所述的刀头组件包括刀片、刀头体、刀头压板；刀片位于刀头体的对应刀槽中，刀头压板压紧刀片并通过螺钉紧固在刀头体上；刀头组件可拆卸安装紧固在刀头旋转座上；所述的推拉旋转机构包括推拉杆、滑动圆柱销、刀头旋转座；所述的镗刀体为圆柱筒，其内具有一中心孔以及偏心台阶孔内，推拉杆前端具有偏心孔以及偏心台阶；推拉杆的偏心台阶与镗刀体与偏心台阶配合，使推拉杆后段能够在镗刀体的中心孔内移动；刀头旋转座位于推拉杆偏心孔前端；刀头旋转座上具有两个螺旋槽；滑动圆柱销径向装入推拉杆前端的偏心孔壁内；滑动圆柱销与刀头旋转座上的两个螺旋槽配合组成螺旋副；所述的手柄锁紧结构包括手柄杆；所述的夹持杆为空心杆，其前端与镗刀体尾部连接，手柄杆穿过夹持杆上的长圆槽口与推拉杆固定。

优选地，止动销通过过盈配合安装在镗刀体前端。

优选地，刀片可以为A型刀片和B型刀片，其为可转位硬质合金涂层刀片。

优选地，A型刀片和B型刀片通过十字槽沉头螺钉安装在刀头体的对应刀槽中，再将刀头压板通过内六角圆柱头螺钉紧固在刀头体上。

优选地，A型刀片和B型刀片装配后，两刀尖位于整个刀具同一直径平面上。

优选地，手柄锁紧结构进一步限定为：还包括三个挡环、间隔环、锁紧圆螺母；三个挡环、间隔环、锁紧圆螺母依次安装在夹持杆外周上，手柄杆一端拧上球头把手，手柄杆另一端穿过夹持杆上的椭圆槽口拧入推拉杆后端螺纹孔内。

优选地，推动球头把手并转动挡环能够转动0°、90°、180°三种角度。

优选地，刀头旋转座上对称布置两个螺旋槽为两大导程精密螺旋方槽，螺旋升角β在12°～30°取值且螺旋方向为右旋。

优选地，镗刀体上两偏心台阶孔和推拉杆上两偏心凸台偏心量均为e。

优选地，夹持杆上椭圆槽长与刀头旋转座上两螺旋方槽导程相匹配，刀头旋转座能够在0°～180°内的角度旋转。

本发明的技术效果是：：

由于该刀具利用偏心旋转机理实现刀头径向自动伸缩，刀具结构巧妙，连接可靠，使得加工两端小中间大中部带有圆柱面、圆角R或倒角C等异形深孔变得切实可行；刀头组件模块化设计，根据加工不同形面需求灵活跟换，功能进一步拓展延伸；手柄锁紧结构使得实际操作使用便捷灵敏。

有效解决并高效加工两端小中间大异形深孔零件内腔大孔加工、清圆角R或倒角C等难题。结构简单、巧妙实用，在使用时要求所述功能齐全。

刀头组件采用可更换模块化设计思想，大大拓展了刀具的附加功能；滑动圆柱销通过过盈配合装入推拉杆前端后与刀头旋转座上两个大导程精密螺旋方槽组成配合的螺旋副，巧妙地将直线移动转变成旋转运动，将推拉杆和刀头旋转座安装在镗刀体上的两个具有一定偏心量e的偏心台阶孔内，实现刀头旋转过程中的径向伸长和缩短；手柄锁紧结构采用便捷实用的挡环固化利用刀头旋转过程中三个状态：0°(刀尖收缩状态，用来安全进退刀)、90°(最佳切削状态，旋转过程中径向进给量最大、刀具前后角变化小)、180°(刀尖最大伸出状态，切削补偿段)；整个刀具可通过夹持杆或与之配合的刀柄装夹在普车、普铣、加工中心上。本发明的排屑方式设计为外排屑。

附图说明

图1为本发明的三维视图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的左视图；

图5为图4的A_A向视图；

图6为图5的B-B向示意图；

图7为图5的C-C向示意图；

图8为图5的D-D向示意图；

图9为本发明的几种刀头组件模块中单片刀垂直安装图；

图10为本发明的几种刀头组件模块中单片到齐边安装图；

图11为本发明的几种刀头组件模块中成形圆弧刀片垂直安装图；

图12为本发明中某履带板加工样图。

其中，1、刀头压板，2、内六角圆柱头螺钉，3、刀头体，4、十字槽沉头螺钉，5、A型刀片，6、B型刀片，7、内螺纹圆柱销，8、刀头旋转座，9、镗刀体，10、滑动圆柱销，11、推拉杆，12、锁紧圆螺母，13、间隔环，14、莫氏挡环，15、夹持杆，16、端盖，17、端盖螺钉，18、止转销，19、止动销，20、球头把手，21、手柄杆

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细地描述。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明的一种基于某军用履带板高效加工的可旋转径向伸缩刀具，包括刀头组件、推拉旋转机构、镗刀体9、莫氏手柄锁紧结构和夹持杆。

所述的刀头组件包括刀片、刀头体、刀头压板；刀片位于刀头体的对应刀槽中，刀头压板压紧刀片并通过螺钉紧固在刀头体上。刀头组件可拆卸安装紧固在刀头旋转座8上。通过内螺纹圆柱销7将刀头组件安装在刀头旋转座8上。

进一步地，如图5、8所示，刀片可以同时为A型刀片5、B型刀片6两种，A型刀片5和B型刀片6为硬质合金涂层刀片。

所述的推拉旋转机构包括推拉杆11、滑动圆柱销10、刀头旋转座8；将推拉杆11安装在镗刀体9上的具有一定偏心量e的偏心台阶孔内，刀头旋转座位8位于推拉杆前端；刀头旋转座8上具有两个螺旋槽；滑动圆柱销径向装入推拉杆前端的(偏心)孔壁内；滑动圆柱销与刀头旋转座上的两个螺旋槽配合组成螺旋副。

进一步限定，如图5所示，镗刀体9为圆柱筒，其内具有一中心孔以及偏心台阶孔内，推拉杆11前端具有偏心孔以及偏心台阶；推拉杆11的偏心台阶与镗刀体与偏心台阶配合，使推拉杆11后段能够在镗刀体9的中心孔内移动；刀头旋转座8位于座推拉杆偏心孔前端。

这样在推拉旋转机构在推拉杆11前后移动下，通过螺旋机构(刀头旋转座的两个螺旋槽和滑动圆柱销)驱动刀头组件在镗刀体9上偏心旋转，实现刀尖的径向伸缩；

进一步地，将整个刀头组件通过内螺纹圆柱销7安装紧固在刀头旋转座上，

进一步地，止动销19通过过盈配合安装在镗刀体前端。止动销19通过过盈配合安装在镗刀体9前端，保护刀头旋转座8灵活转动而不窜动；起防止推拉杆11在前后移动过程中转动并起到限位保护作用。

将夹持杆15拧紧在镗刀体9尾部手柄杆21穿过夹持杆15上的长圆槽口与推拉杆11固定。进一步地，将手柄杆21穿过夹持杆15上的长圆槽口拧入推拉杆11尾部螺纹孔内，将球头把手20装在手柄杆21另一端。

进一步地，如图5所示，三个带缺口的挡环14、间隔环13、锁紧圆螺母12依次(从上倒下)套在夹持杆15下端外周，手柄杆15一端拧上球头把手另一端穿过夹持杆上的长圆槽口拧入推拉杆后端螺纹孔内组成手柄锁紧结构；

推动球头把手并转动挡环14即可快捷调整控制刀具0°、90°、180°三种使用状态。

进一步地，端盖16通过四个端盖螺钉17安装固定在夹持杆15尾部，

进一步地，可转位硬质合金涂层A型刀片5和B型刀片6通过十字槽沉头螺钉4安装在刀头体3的对应刀槽中，再将刀头压板1通过内六角圆柱头螺钉2紧固在刀头体3上，这样构成了整个刀头组件。

进一步地，所述的可转位硬质合金涂层A型刀片和B型刀片装配后，两刀尖保证在整个刀具同一直径平面上。

进一步地，所述的刀头旋转座上对称布置两大导程精密螺旋方槽，螺旋升角β在12°～30°取值且螺旋方向为右旋。

进一步地，所述的镗刀体上偏心台阶孔和推拉杆上偏心凸台偏心量均为e且满足配合要求。

手柄锁紧结构能精确控制刀头0°、90°、180°三种旋转状态，使用时便捷实用、能快速调整锁紧。

所述的夹持杆上椭圆槽长与刀头旋转座上两精密螺旋方槽导程相匹配，保证在0°～180°范围内调整自如、转动灵活。

进一步地，滑动圆柱销10通过过盈配合装入推拉杆11内，然后整体装在镗刀体9圆柱孔内，

所述的夹持杆为空心杆，其前端与镗刀体尾部连接，手柄杆穿过夹持杆上的长圆槽口与推拉杆固定。夹持杆的外周具有阶梯台阶，夹持杆的小直径端与镗刀体尾部连接，三个挡环、间隔环、锁紧圆螺母从后到前依次安装在夹持杆外周的小直径端，三个挡环的后端挡环与台阶面接触。

本发明的装配过程是：

可转位硬质合金涂层A型刀片5和B型刀片6通过十字槽沉头螺钉4安装在刀头体3的对应刀槽中，再将刀头压板1通过内六角圆柱头螺钉2紧固在刀头体3上，这样构成了整个刀头组件。

滑动圆柱销10通过过盈配合装入推拉杆11内，然后整体装在镗刀体9圆柱孔内，此时将止转销18装入镗刀体9内并对正推拉杆11上的滑动槽口，在将刀头旋转座8插入镗刀体9前端的偏心台阶孔内，边前后拉动推拉杆11边转动刀头旋转座8使滑动圆柱销10滑入刀头旋转座8上的两个螺旋方槽内，然后调整到位后装入止动销19，这样整个推拉旋转机构安装好了；此时通过内螺纹圆柱销7将刀头组件安装在刀头旋转座8上；然后将夹持杆15拧紧在镗刀体9尾部；将手柄杆21穿过夹持杆15上的椭圆槽口拧入推拉杆11尾部螺纹孔内，将球头把手20装在手柄杆21另一端；将三个莫氏挡环14、间隔环13和锁紧圆螺母12依次装入夹持杆15内；最后将端盖16通过四个端盖螺钉17安装固定在夹持杆15尾部，整个刀具装配连接完毕。

Claims (10)

1.一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，包括刀头组件、推拉旋转机构、镗刀体(9)、手柄锁紧结构和夹持杆(15)；

所述的刀头组件包括刀片、刀头体、刀头压板；刀片位于刀头体的对应刀槽中，刀头压板压紧刀片并通过螺钉紧固在刀头体上；刀头组件可拆卸安装紧固在刀头旋转座(8)上；

所述的推拉旋转机构包括推拉杆(11)、滑动圆柱销(10)、刀头旋转座(8)；

所述的镗刀体(9)为圆柱筒，其内具有一中心孔以及偏心台阶孔内，推拉杆(11)前端具有偏心孔以及偏心台阶；推拉杆(11)的偏心台阶与镗刀体与偏心台阶配合，使推拉杆(11)后段能够在镗刀体(9)的中心孔内移动；刀头旋转座(8)位于推拉杆(11)偏心孔前端；刀头旋转座(8)上具有两个螺旋槽；滑动圆柱销径向装入推拉杆前端的偏心孔壁内；滑动圆柱销与刀头旋转座上的两个螺旋槽配合组成螺旋副；

所述的手柄锁紧结构包括手柄杆(21)；

所述的夹持杆(15)为空心杆，其前端与镗刀体(9)尾部连接，手柄杆(21)穿过夹持杆(15)上的长圆槽口与推拉杆(11)固定。

2.根据权利要求1所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，止动销(19)通过过盈配合安装在镗刀体(9)前端。

3.根据权利要求1所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，刀片可以为A型刀片和B型刀片，其为可转位硬质合金涂层刀片。

4.根据权利要求3所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，A型刀片和B型刀片通过十字槽沉头螺钉安装在刀头体的对应刀槽中，再将刀头压板通过内六角圆柱头螺钉紧固在刀头体上。

5.根据权利要求3所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，A型刀片和B型刀片装配后，两刀尖位于整个刀具同一直径平面上。

6.根据权利要求1所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，手柄锁紧结构进一步限定为：还包括三个挡环、间隔环、锁紧圆螺母；三个挡环、间隔环、锁紧圆螺母依次安装在夹持杆(15)外周上，手柄杆(21)一端拧上球头把手，手柄杆(21)另一端穿过夹持杆上的椭圆槽口拧入推拉杆后端螺纹孔内。

7.根据权利要求6所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，推动球头把手并转动挡环能够转动0°、90°、180°三种角度。

8.根据权利要求1所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，刀头旋转座上对称布置两个螺旋槽为两大导程精密螺旋方槽，螺旋升角β在12°～30°取值且螺旋方向为右旋。

9.根据权利要求1所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，镗刀体上两偏心台阶孔和推拉杆上两偏心凸台偏心量均为e。

10.根据权利要求1所述的一种可旋转径向伸缩刀具，其特征在于，夹持杆上椭圆槽长与刀头旋转座上两螺旋方槽导程相匹配，刀头旋转座能够在0°～180°内的角度旋转。