CN107262831A - 沉割槽加工刀具和沉割槽加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沉割槽加工技术领域，特别涉及一种沉割槽加工刀具和沉割槽加工设备。本发明所提供的沉割槽加工刀具，包括具有刀柄的刀柄结构和安装承载于刀柄结构上并通过刀柄与机床驱动连接的刀头结构，刀头结构包括与刀柄结构连接的刀身和沿着内孔的轴向依次间隔设置在刀身上的至少两个刀头，在刀柄结构的作用下，至少两个刀头能够同步加工形成至少两个沉割槽。本发明能够一次性完成单个工件同一轴线上的至少两个沉割槽的加工，加工效率较高，各沉割槽间的尺寸一致性较好，有助于改善工件的质量和性能。

Description

沉割槽加工刀具和沉割槽加工设备

技术领域

本发明涉及沉割槽加工技术领域，特别涉及一种沉割槽加工刀具和沉割槽加工设备。

背景技术

在阀体等工件的内孔中，通常需要进一步加工沉割槽。沉割槽的加工质量直接影响着工件的性能，尤其对于沿同一轴线分布的多个沉割槽，其尺寸一致性要求较高，加工难度较大。

现有技术中的沉割槽加工刀具，通常只包括一个刀头且每次只能完成单个沉割槽的加工，当需要加工同一轴线上的多个沉割槽时，其只能逐个加工，需要多次对刀定位，不仅加工效率低下，且难以保证多个沉割槽的尺寸一致性，严重影响工件的质量和性能。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：现有技术中加工沿同一轴线分布的多个沉割槽时，只能逐个加工，加工效率较低，且多个沉割槽的尺寸一致性较差。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种沉割槽加工刀具，用于安装于机床上并在工件的内孔中加工沉割槽，其包括具有刀柄的刀柄结构和安装承载于刀柄结构上并通过刀柄与机床驱动连接的刀头结构，刀头结构包括与刀柄结构连接的刀身和沿着内孔的轴向依次间隔设置在刀身上的至少两个刀头，在刀柄结构的作用下，至少两个刀头能够同步加工形成至少两个沉割槽。

可选地，在机床的驱动作用下，刀柄结构能够使刀头结构轴向进给至加工位置，在加工位置，每个刀头均处于各自对应的待加工沉割槽所在的轴向位置；并且，在刀头结构轴向进给至加工位置后，刀柄结构还能够使刀头结构旋转并同时使刀头结构沿内孔的径向进给，以使至少两个刀头同步加工形成至少两个沉割槽。

可选地，在刀头结构轴向进给至加工位置之前，刀柄结构能够在机床的驱动作用下带动刀头结构一起沿着内孔的轴向进给；在刀头结构轴向进给至加工位置之后，刀柄结构能够在机床的驱动作用下带动刀头结构一起旋转并同时相对于刀头结构进行轴向进给，且随着刀柄结构相对于刀头结构的轴向进给，刀头结构沿内孔的径向进行进给。

可选地，刀身和刀柄结构中的一个上沿内孔的轴向间隔设有数个斜槽，刀身和刀柄结构中的另一个上设有与斜槽一一对应配合的连接孔，与斜槽数量相同的连接件一一对应地插入斜槽和对应的连接孔中实现刀身与刀柄结构的连接，当刀柄结构相对于刀头结构轴向进给时，在斜槽和连接件的配合作用下，刀头结构沿着内孔的径向进行进给。

可选地，斜槽设置在刀身上，连接孔设置在刀柄结构上。

可选地，斜槽为三角斜槽或螺旋斜槽。

可选地，刀柄结构还包括导套，导套与刀柄可同步运动地连接，且导套上设有安装槽，刀身安装并承载于安装槽内，在机床的驱动作用下，刀柄通过导套驱动刀头结构进行轴向进给、径向进给和旋转。

可选地，在内孔的轴向方向上，刀身的靠近刀柄的一端与安装槽的靠近刀柄的一端之间设有间隔。

可选地，至少两个刀头缩在安装槽内，直至刀柄结构相对于刀头结构轴向进给时，至少两个刀头才随着刀头结构沿着内孔的径向进给而伸出至安装槽外部，实现对至少两个沉割槽的加工。

可选地，刀头结构还包括设置在刀身上的至少两个支撑部，至少两个支撑部与至少两个刀头一一对应地设置，每个刀头均与刀身及对应的支撑部同时连接。

可选地，刀头焊接于刀身上。

可选地，沉割槽加工刀具还包括刀体，刀柄结构和刀头结构均可转动地设置于刀体内，且刀头结构可相对于刀体沿内孔的径向运动。

可选地，在内孔的轴向方向上，刀体与刀头结构可同步移动地设置，且刀柄结构相对于刀体可移动地设置。

可选地，沉割槽加工刀具还包括弹性件，弹性件设置于刀体内部并抵设于刀体的内壁与刀柄之间。

可选地，沉割槽加工刀具还包括限位定位结构，限位定位结构用于在刀头结构轴向进给至加工位置时阻止刀头结构继续轴向进给，以使每个刀头均保持于各自对应的待加工沉割槽所在轴向位置，并使刀柄结构能够相对于刀头结构轴向进给。

可选地，在刀头结构轴向进给至加工位置时，限位定位结构通过与工件抵接来阻止刀头结构继续轴向进给。

可选地，限位定位结构设置于沉割槽加工刀具的刀体内，且限位定位结构能够限制刀体与刀头结构之间沿内孔轴向的相对位移，以使刀体与刀头结构可沿内孔轴向同步运动。

可选地，刀身包括彼此连接的第一刀身部和第二刀身部，第一刀身部沿着内孔的轴向延伸，第二刀身部沿着内孔的径向延伸，各刀头均设置在第一刀身部上；在刀头结构轴向进给至加工位置时，限位定位结构通过限制第二刀身部沿轴向进给方向的位移来阻止刀头结构继续轴向进给。

可选地，限位定位结构包括设置于刀体轴向端部的定位套和设置于刀体内部的两个定位环，两个定位环沿着内孔的轴向设置在第二刀身部的两侧，定位套和刀体的内壁共同限制两个定位环的轴向位移，刀头结构轴向进给至工作位置时，定位套与工件抵接。

本发明另一方面还提供了一种沉割槽加工设备，其包括机床和本发明的沉割槽加工刀具。

本发明所提供的沉割槽加工刀具，能够一次性完成单个工件同一轴线上的至少两个沉割槽的加工，加工效率较高，各沉割槽间的尺寸一致性较好，有助于改善工件的质量和性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明一实施例的沉割槽加工刀具的结构示意图。

图2示出图1中工作结构的主视图。

图3示出图2的右视图。

图4示出图1中导套的剖视图。

图5示出图1中刀身与导套的组合结构示意图。

图6示出图5中销轴与斜槽配合处的局部放大示意图。

图中：

11、刀柄；12、导套；13、芯轴；14、销轴；15、弹簧；

121、安装槽；122、销孔；

21、刀身；22、刀头；23、支撑部；

211、第一刀身部；212、第二刀身部；21b、斜槽；

31、刀体；32、第一端盖；33、第二端盖；34、螺钉；

41、定位环；42、轴承；43、卡圈；44、定位套；

51、第一密封圈；52、第二密封圈；

A、工件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者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；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1-6示出了本发明沉割槽加工刀具的一个实施例。参照图1-6，本发明所提供的用于安装于机床上并在工件A的内孔中加工沉割槽的沉割槽加工刀具，包括具有刀柄11的刀柄结构和安装承载于刀柄结构上并通过刀柄11与机床驱动连接的刀头结构，刀头结构包括与刀柄结构连接的刀身21和沿着内孔的轴向依次间隔设置在刀身21上的至少两个刀头22，在刀柄结构的作用下，至少两个刀头22能够同步加工形成至少两个沉割槽。

本发明将沉割槽加工刀具设置为包括至少两个刀头22且这至少两个刀头22能够在刀柄结构的作用下同步完成至少两个沉割槽的加工，可以有效提高沉割槽的加工效率和加工精度，改善各个沉割槽尺寸的一致性，提升工件质量和性能。

为了方便整个沉割槽的加工过程，在本发明中，刀柄结构和刀头结构之间可以设置为：在机床的驱动作用下，刀柄结构能够使刀头结构轴向进给至加工位置，在加工位置，每个刀头22均处于各自对应的待加工沉割槽所在的轴向位置；并且，在刀头结构轴向进给至加工位置后，刀柄结构还能够使刀头结构旋转并同时使刀头结构沿内孔的径向进给，以使至少两个刀头22同步加工形成至少两个沉割槽。由于基于该设置，可以预先方便地实现刀头结构的轴向进给定位，使各刀头22一次性即轴向进行到位，且在轴向进给到位后各刀头22可以在刀柄结构的驱动作用下通过转动和径向进给而完成对各个沉割槽的加工，因此，，能够实现更高质量的沉割槽加工过程，且整个沉割槽的加工过程更加简单高效。

作为其中的一种实施方式，在刀头结构轴向进给至加工位置之前，刀柄结构能够在机床的驱动作用下带动刀头结构一起沿着内孔的轴向进给；在刀头结构轴向进给至加工位置之后，刀柄结构能够在机床的驱动作用下带动刀头结构一起旋转并同时相对于刀头结构进行轴向进给，且随着刀柄结构相对于刀头结构的轴向进给，刀头结构沿内孔的径向进行进给。

在该实施方式中，刀头结构与刀柄结构之间设置为在刀头结构到达加工位置之前二者可同步轴向运动且在刀头结构达到加工位置之后可相对轴向运动，且刀柄结构相对于刀头结构的轴向进给可以转化为刀头结构的径向进给，这样，在沉割槽加工过程中，机床可以先驱动刀柄结构轴向进给，使刀头结构随之轴向进给至加工位置，令各刀头22均处于各自对应的待加工沉割槽正下方，之后，机床再驱动刀柄结构旋转并同时沿轴向进给，使刀头结构边旋转边沿内孔径向进给，实现对各待加工沉割槽的同步加工，整个过程步骤较少，操作简单，使用方便，且刀头结构只需一次轴向进给定位，可有效消除二次进给误差，加工精度较高，更有利于提高各沉割槽尺寸的一致性。

其中，为了更准确地将刀头结构定位于加工位置，该实施方式的沉割槽加工刀具可以还包括限位定位结构，该限位定位结构用于在刀头结构轴向进给至加工位置时阻止刀头结构继续轴向进给。例如，该限位定位结构可以设置为在刀头结构轴向进给至加工位置时与工件抵接，通过与工件抵接来阻止刀头结构继续轴向进给。

通过设置限位定位结构，不仅可以使刀头结构的轴向定位过程更加简单高效，提高刀头结构的轴向定位精度，保证每个刀头22均能够准确地保持于各自对应的待加工沉割槽的正下方，还可以方便刀柄结构在刀头结构到达加工位置后产生相对于刀头结构的轴向进给，一旦刀头结构到达加工位置，只需由机床驱动刀柄结构继续轴向进给即可使刀柄结构产生相对于刀头结构的相对轴向进给，进而可以方便地使刀头结构产生径向进给，完成各个沉割槽的加工。

而在上述实施方式中，要将刀柄结构相对于刀头结构的轴向进给转化为刀头结构的径向进给，可以有多种实现方式，作为其中的一种，可以在刀身21和刀柄结构中的一个上沿内孔轴向间隔设置数个斜槽21b，并在刀身21和刀柄结构中的另一个上设置与斜槽21b一一对应配合的连接孔122，且利用与斜槽21b数量相同的连接件14一一对应地插入斜槽21b和对应的连接孔122中，使得当刀柄结构相对于刀头结构轴向进给时，在斜槽21b和连接件14的配合作用下，刀头结构沿着内孔的径向进行进给。

通过连接件14与斜槽21b和连接孔122的配合，可以实现刀身21与刀柄结构的连接，且当刀柄结构相对于刀头结构轴向进给时，在斜槽21b与连接件14的配合作用下，各刀头22可以在加工位置随着刀柄结构的相对轴向进给而径向进给，即，通过斜槽21b与连接件14的配合可以将刀柄结构相对于刀头结构的轴向进给转化为刀头结构的径向进给，传动简单，实现方便，且结构紧凑。其中，斜槽21b可以为三角斜槽或螺旋斜槽。

在本发明中，沉割槽加工刀具可以还包括刀体31，刀柄结构和刀头结构均可转动地设置于刀体31内，且刀头结构可相对于刀体31沿内孔的径向运动。由于刀体31可以对设置于其中的刀柄结构和刀头结构等起到一定的保护作用，因此，设置刀体31有助于进一步改善沉割槽加工刀具的性能，延长其使用寿命。

在设置刀体31的情况下，为了方便刀柄结构驱动刀头结构产生轴向进给、旋转和径向进给，可以在内孔的轴向方向上，将刀体31与刀头结构可同步移动地设置，并将刀柄结构相对于刀体31可移动地设置，即，刀体31与刀头结构设置为可沿内孔轴向同步运动的且刀柄结构与刀体31(刀头结构)之间设置为可相对轴向运动的。这样，在刀头结构轴向进给至加工位置之前，刀体31可以与刀头结构一起随着刀柄结构轴向进给，而一旦刀头结构到达加工位置，刀体31又可以与刀头结构一起保持于加工位置而不再继续轴向进给，方便刀头结构产生径向进给。并且，设置刀体31，也便于前述实施方式中限位定位结构的设置，例如，限位定位结构可以直接设置于刀体31内，这种情况下，该限位定位结构可以同时设置为能够限制刀体31与刀头结构之间沿内孔轴向的相对位移，以便于实现刀体31与刀头结构的轴向同步运动。

下面结合图1-6所示的实施例对本发明进行进一步地说明。为了描述方便，以下将内孔的轴向简称为轴向，将内孔的径向简称为径向。

如图1-6所示，在该实施例中，沉割槽加工刀具包括刀柄结构、刀头结构、刀体结构和限位定位结构，其中，刀体结构为刀头结构、刀柄结构和限位定位结构提供安装基体，刀头结构、刀柄结构和限位定位结构均安装于刀体结构内，刀柄结构用于与机床驱动连接并用于驱动刀头结构轴向进给、径向进给和旋转，刀头结构安装承载于刀柄结构上并用于在轴向进给至加工位置后通过旋转和径向进给完成多个沉割槽的同步加工，限位定位结构则用于实现刀头结构和刀体结构在加工位置的轴向定位。

如图1所示，该实施例的刀体结构形成整个沉割槽加工刀具的外壳，其包括刀体31、第一端盖32和第二端盖33，其中，刀体31上设有用于容纳限位定位结构等的容置腔室，第一端盖32设置在刀体31的第一端(在图1中即为右端)，第二端盖33则设置在刀体31的与第一端相对的第二端(在图1中即为左端)。具体地，第一端盖32与刀体31的第一端之间通过螺钉34连接；第二端盖33与刀体31的第二端则通过螺纹连接。第一端盖32和第二端盖33将容置腔室的相对两端封闭，使得刀体结构可以更有效地保护容置腔室中的其他零部件。不难理解，第一端盖32和第二端盖33与刀体31之间也可以采用螺钉连接或螺纹连接之外的其他连接方式。

该实施例的刀柄结构包括刀柄11和导套12，其中，刀柄11用于与机床驱动连接，导套12则连接于刀柄11上并用于承载刀头结构。具体地，由图1可知，刀柄11的第一端位于刀体31的容置腔室中并与导套12连接，刀柄11的与第一端相对的第二端经由第二端盖33伸出至刀体结构外部并用于与机床连接；导套12的第一端经由第一端盖32伸出至刀体结构外部，导套12的与第一端相对的第二端则与刀柄11的第一端通过芯轴13连接，这样导套12与刀柄11可同步运动地连接，使得导套12可以随着刀柄11一起旋转和轴向运动，便于刀柄11通过导套12驱动刀头结构轴向进给、径向进给和旋转。当然，要实现导套12与刀柄11之间可同步运动地连接，并不局限于利用芯轴13连接二者，例如，导套12还可以焊接于刀柄11上，或者导套12与刀柄11也可以直接一体成型。

该实施例的刀头结构包括刀身21和多个刀头22，其中，刀身21与刀柄结构连接，各个刀头22则沿着轴向依次间隔地设置于刀身21上。由图2可知，在该实施例中，刀头结构包括10个刀头22，但需要说明的是，刀头22的实际数量及位置可以根据待加工沉割槽的数量和位置确定。

刀头22与刀身21的连接，既可以是可拆卸连接，也可以是固定连接，但为了更好地保证刀头22与刀身21的连接强度，在该实施例中，刀头22焊接于刀身21上，这样刀头22与刀身21的连接更加牢固，方便刀头结构更加高效可靠地完成对沉割槽的加工。

而且，结合图1-3可知，为了进一步提高各个刀头22在刀身21上的连接强度，在该实施例中，刀头结构还包括设置在刀身21上的支撑部23，支撑部23的数量与刀头22的数量相同且一一对应地设置，每个刀头22均同时与刀身21和对应的支撑部23连接。由于支撑部23可以同时对刀头22形成支撑，且可以进一步增加刀头22的连接面积，因此，可以提高刀头22的连接牢固性。具体地，如图3所示，在该实施例中，每个刀头22的底面均与刀身21焊接，且每个刀头22的侧面均同时与各自对应的支撑部23的侧面焊接。相对于刀头22仅底面焊接的情况，该实施例的刀头22的焊接面积更大，且支撑部23可以同时对刀头22起到支撑加强作用，因此，刀头22的连接更加牢固，切削稳定性更高，工作可靠性更强。该实施例的支撑部23与刀身21为一体式结构，但在其他实施例中，支撑部23与刀身21也可以为分体结构并通过焊接等其他方式连接在一起。

在该实施例中，刀头结构通过与导套12连接而安装承载于刀柄结构上。如图1及图4-6所示，在该实施例中，导套12上设有安装槽121，且安装槽121内沿轴向间隔设有5个连接孔122；刀身21安装于安装槽121内，且刀身21上设有与5个连接孔122一一对应的斜槽21b；且5根连接件14一一对应地插入对应的斜槽21b和连接孔122中。具体地，刀身21包括彼此连接的第一刀身部211和第二刀身部212，第一刀身部211沿着内孔的轴向延伸，第二刀身部212沿着内孔的径向延伸，各刀头22均设置在第一刀身部211上；第一刀身部211容置于安装槽121中，第二刀身部212伸出至安装槽121外部，以便于与限位定位结构配合；斜槽21b设置在第一刀身部211上，为三角斜槽；连接件14为销轴；连接孔122为销孔。不难理解，连接孔122、斜槽21b和连接件14的具体数量可以根据实际需要进行设置。

通过利用连接件14插入对应的连接孔122和斜槽21b来实现刀身21与导套12的连接，可以使得刀头结构与刀柄结构在可同步转动的同时也可沿轴向相对移动，以便于刀柄结构在刀头结构到达加工位置后产生相对于刀头结构的轴向进给。而且，设置斜槽21b与连接件14配合，可以将刀柄结构相对于刀头结构的轴向进给转化为刀头结构的径向进给。

另外，该实施例设置连接孔122、斜槽21b和连接件14，可以实现刀头结构与刀柄结构的可拆卸连接，从而当需要加工不同分布情况(如不同孔径、不同数量及不同间隔位置)的沉割槽时，可以直接更换刀头结构，而刀柄结构及刀头结构等其他结构部件无需更换，进而可以提高沉割槽加工刀具的通用性和使用方便性，使其能够更加灵活地满足不同沉割槽结构的加工需求，效率更高，成本更低。

该实施例将斜槽21b设置在刀头结构上，并将连接孔122设置在刀柄结构，不仅加工更加方便，而且便于通过在不同规格刀头结构上设置不同尺寸或形状特征的斜槽21b来满足不同沉割槽结构对刀头22径向进给距离的不同要求。

而安装槽121的设置，不仅便于刀柄结构更有效地对因具有多个刀头22而具有较长轴向长度的刀头结构起到支撑作用，使刀头结构具有更稳定的切削可靠性，同时也便于刀头结构更加顺畅高效地进入及退出工件A的内孔。

其中，如图5和图6所示，在该实施例中，各个刀头22均缩在安装槽121内，直至刀柄结构相对于刀头结构轴向进给时，各个刀头22才随着刀头结构的径向进给而伸出至安装槽121外部。一方面，由于当刀柄结构与刀头结构未发生轴向进给时，各个刀头22均沉缩在安装槽121内，因此，在轴向进给定位及加工完成后的退刀过程中，可以有效避免刀头22与工件A内孔孔壁发生干涉等现象的发生，有利于使刀头结构更加顺利地进入及退出工件A的内孔，提高进刀和退刀过程的顺畅性，也防止因刀头22与工件A干涉而造成刀头22及工件A的损坏。另一方面，由于刀头22在安装槽121内的伸出与缩回均随着刀柄结构与刀头结构的相对轴向运动而实现，无需单独设置其他结构或采取其他措施，因此，整个加工过程及退刀过程实现更加简单，操作更加方便，效率更高。再一方面，各刀头22在非工作状态下均不伸出于安装槽121外部，还可以防止刀头22误伤操作人员等，提高使用安全性。

另外，如图1和图5所示，在该实施例中，在内孔的轴向方向上，刀身21的靠近刀柄11的一端与安装槽121的靠近刀柄11的一端之间设有间隔，具体地，在图1中，即为第二刀身部212的左端与安装槽121的左端之间具有轴向间隔。由于第二刀身部212的左端与安装槽121的左端之间未抵接在一起，而是留有轴向间隔，因此，一旦刀头结构到达加工位置并被限位定位结构限定于加工位置时，刀柄结构即可在机床的驱动作用下产生相对于刀头结构的轴向进给，从而可以避免刀头结构对刀柄结构相对其的轴向进给产生干涉，使得刀柄结构可以更方便地相对于刀头结构轴向进给。

在该实施例中，刀头结构通过限位定位结构与刀体31可同步轴向运动地连接，且限位定位结构可以在刀头结构轴向进给至加工位置时实现刀头结构和刀体结构的轴向定位。其中，如图1所示，刀身21的设有第二刀身部212的一端容置于刀体31的容置腔室中，而另一端则经由第一端盖32伸出至刀体结构外部，各刀头22均设置在刀身21(具体为第一刀身部211)的位于刀体结构外部的部分上，以便于实现对各沉割槽的加工；限位定位结构包括设置于刀体31轴向端部的定位套44和设置于刀体31内部的两个定位环41，两个定位环41沿着内孔的轴向设置在第二刀身部212的两侧，定位套44和刀体31的内壁共同限制两个定位环41的轴向位移，刀头结构轴向进给至工作位置时，定位套44与工件抵接。

基于该实施例的设置方式，限位定位结构能够限制刀体31与刀头结构之间沿内孔轴向的相对位移，从而使得刀体31与刀头结构可沿轴向同步运动；而且，当刀头结构到达加工位置时，定位套44与工件A抵接，且工件A所施加的阻力经由定位套44和定位环41等传递至第二刀身部212上，使得限位定位结构能够通过限制第二刀身部212沿轴向进给方向的位移来阻止刀头结构继续轴向进给，快速实现对刀头结构的轴向定位。可见，该限位定位结构在刀头结构到达加工位置时通过与工件抵接即可阻止刀头结构继续轴向进给，因此，结构更加简单，且定位速度更快，定位精度更高。不难理解，在该实施例中，加工位置即为定位套44与定位件A抵接时刀头结构所到达的轴向位置。

具体地，由图1可知，在该实施例中，定位套44的部分位于第一端盖32与刀体31中，其位于第一端盖32及刀体31外部的端面用于与工件A抵接，为刀头结构及刀体结构提供轴向定位基准；而且，该定位套44与定位环41之间还设有轴承42和卡圈43，定位套44通过轴承42与定位环41抵接，并通过轴承42及卡圈43实现轴向定位。

另外，为了便于刀柄结构在刀头结构到达加工位置之前带动刀头结构和刀体结构一起轴向进给，如图1所示，该实施例的沉割槽加工刀具还包括用作弹性件的弹簧15，该弹簧15设置于刀体31内部并抵设于刀体31的内壁与刀柄11之间。基于此，在刀头结构到达加工位置之前，刀柄轴向进给时可以通过弹簧15作用于刀体31上，驱动刀体31随之轴向进给，又由于刀体31与刀头结构之间轴向可同步运动，因此，刀体31又可以进一步驱动刀头结构一起轴向进给，从而使得刀柄结构能够驱动刀头结构和刀体结构一起轴向进给至加工位置。而且，在刀体31的内壁与刀柄11之间设置弹簧15等弹性件的好处还在于，一方面，弹性件可以为刀柄11提供轴向预紧力，起到稳定支撑的作用，另一方面，弹性件还可以在完成沉割槽加工后需要退刀时提供回复力，使得退刀过程中刀柄结构能够更加方便地相对于刀头结构轴向退回。

而且，如图1所示，该实施例中，在定位套44与第一端盖32之间还设有第一密封圈51，并且，在刀柄11与第二端盖33之间还设有第二密封圈52。设置第一密封圈51和第二密封圈52，可以更有效地保护刀体结构内部各零部件免受污染及损坏。

该实施例的沉割槽加工刀具，其工作过程简要说明如下：

首先，将沉割槽加工刀具和待加工工件A均装卡在机床上。然后，启动机床，驱动刀柄结构带动刀头结构及刀体结构一起轴向进给，直至定位套44外端面与工件A的端面接触，使刀头结构轴向进给至加工位置，此时，刀头结构和刀体结构无法再继续轴向进给，各刀头22位于各待加工沉割槽的正下方；之后，机床驱动刀柄11转动，由刀柄结构带动刀头结构一起旋转，并驱动刀柄结构继续轴向进给，由于此时刀头结构无法再继续轴向进给，因此，刀柄结构产生相对于刀头结构的轴向进给，于是在连接件14和斜槽21b的作用下，刀头结构进行径向进给，各刀头22伸出至安装槽121外部，完成对各沉割槽的同步加工。

待沉割槽加工结束后，刀柄结构停止旋转并相对于刀头结构轴向退回，刀头结构在斜槽21b与连接件14的作用下回缩至安装槽121内，之后由刀柄结构带动刀头结构和刀体结构一起轴向后退，完成退刀过程。

该实施例的沉割槽加工刀具，结构简单，成本较低；可实现同一轴线上多个沉割槽的同步加工，加工效率较高；且不必多次对刀及多次轴向进给定位，可消除二次定位及进给误差，加工精度较高，各个沉割槽尺寸的一致性较好，尤其适用于精度要求较高的具有多个沉割槽的工件的加工。经研究表明，其所加工的沉割槽轴向尺寸精度可达±0.1mm，径向尺寸精度可达±0.03mm。另外，对于不同工件的不同沉割槽加工需求，只需更换相应刀头结构即可满足，通用性较好。

本发明另一方面还提供了一种沉割槽加工设备，其包括机床和本发明的沉割槽加工刀具。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，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 (20)

1.一种沉割槽加工刀具，用于安装于机床上并在工件(A)的内孔中加工沉割槽，其特征在于，所述沉割槽加工刀具包括具有刀柄(11)的刀柄结构和安装承载于所述刀柄结构上并通过所述刀柄(11)与所述机床驱动连接的刀头装置，所述刀头结构包括与所述刀柄结构连接的刀身(21)和沿着所述内孔的轴向依次间隔设置在所述刀身(21)上的至少两个刀头(22)，在所述刀柄结构的作用下，所述至少两个刀头(22)能够同步加工形成至少两个沉割槽。

2.根据权利要求1所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，在所述机床的驱动作用下，所述刀柄结构能够使所述刀头结构轴向进给至加工位置，在所述加工位置，每个所述刀头(22)均处于各自对应的待加工沉割槽所在的轴向位置；并且，在所述刀头结构轴向进给至所述加工位置后，所述刀柄结构还能够使所述刀头结构旋转并同时使所述刀头结构沿所述内孔的径向进给，以使所述至少两个刀头(22)同步加工形成至少两个沉割槽。

3.根据权利要求2所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，在所述刀头结构轴向进给至所述加工位置之前，所述刀柄结构能够在所述机床的驱动作用下带动所述刀头结构一起沿着所述内孔的轴向进给；在所述刀头结构轴向进给至所述加工位置之后，所述刀柄结构能够在所述机床的驱动作用下带动所述刀头结构一起旋转并同时相对于所述刀头结构进行轴向进给，且随着所述刀柄结构相对于所述刀头结构的轴向进给，所述刀头结构沿所述内孔的径向进行进给。

4.根据权利要求3所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述刀身(21)和所述刀柄结构中的一个上沿所述内孔的轴向间隔设有数个斜槽(21b)，所述刀身(21)和所述刀柄结构中的另一个上设有与所述斜槽(21b)一一对应配合的连接孔(122)，与所述斜槽(21b)数量相同的连接件(14)一一对应地插入所述斜槽(21b)和对应的所述连接孔(122)中实现所述刀身(21)与所述刀柄结构的连接，当所述刀柄结构相对于所述刀头结构轴向进给时，在所述斜槽(21b)和所述连接件(14)的配合作用下，所述刀头结构沿着所述内孔的径向进行进给。

5.根据权利要求4所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述斜槽(21b)设置在所述刀身(21)上，所述连接孔(122)设置在所述刀柄结构上。

6.根据权利要求4所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述斜槽(21b)为三角斜槽或螺旋斜槽。

7.根据权利要求3所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述刀柄结构还包括导套(12)，所述导套(12)与所述刀柄(11)可同步运动地连接，且所述导套(12)上设有安装槽(121)，所述刀身(21)安装并承载于所述安装槽(121)内，在所述机床的驱动作用下，所述刀柄(11)通过所述导套(12)驱动所述刀头结构进行轴向进给、径向进给和旋转。

8.根据权利要求7所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，在所述内孔的轴向方向上，所述刀身(21)的靠近所述刀柄(11)的一端与所述安装槽(121)的靠近所述刀柄(11)的一端之间设有间隔。

9.根据权利要求7所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述至少两个刀头(22)缩在所述安装槽(121)内，直至所述刀柄结构相对于所述刀头结构轴向进给时，所述至少两个刀头(22)才随着所述刀头结构沿着所述内孔的径向进给而伸出至所述安装槽(121)外部，实现对至少两个沉割槽的加工。

10.根据权利要求1所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述刀头结构还包括设置在所述刀身(21)上的至少两个支撑部(23)，所述至少两个支撑部(23)与所述至少两个刀头(22)一一对应地设置，每个所述刀头(22)均与所述刀身(21)及对应的所述支撑部(23)同时连接。

11.根据权利要求1所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述刀头(22)焊接于所述刀身(21)上。

12.根据权利要求1所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述沉割槽加工刀具还包括刀体(31)，所述刀柄结构和所述刀头结构均可转动地设置于所述刀体(31)内，且所述刀头结构可相对于所述刀体(31)沿所述内孔的径向运动。

13.根据权利要求12所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，在所述内孔的轴向方向上，所述刀体(31)与所述刀头结构可同步移动地设置，且所述刀柄结构相对于所述刀体(31)可移动地设置。

14.根据权利要求13所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述沉割槽加工刀具还包括弹性件，所述弹性件设置于所述刀体(31)内部并抵设于所述刀体(31)的内壁与所述刀柄(11)之间。

15.根据权利要求3-14任一所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述沉割槽加工刀具还包括限位定位结构，所述限位定位结构用于在所述刀头结构轴向进给至所述加工位置时阻止所述刀头结构继续轴向进给，以使每个所述刀头(22)均保持于各自对应的待加工沉割槽所在轴向位置，并使所述刀柄结构能够相对于所述刀头结构轴向进给。

16.根据权利要求15所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，在所述刀头结构轴向进给至所述加工位置时，所述限位定位结构通过与所述工件抵接来阻止所述刀头结构继续轴向进给。

17.根据权利要求15所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述限位定位结构设置于所述沉割槽加工刀具的刀体(31)内，且所述限位定位结构能够限制所述刀体(31)与所述刀头结构之间沿所述内孔轴向的相对位移，以使所述刀体(31)与所述刀头结构可沿所述内孔轴向同步运动。

18.根据权利要求15所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述刀身(21)包括彼此连接的第一刀身部(211)和第二刀身部(212)，所述第一刀身部(211)沿着所述内孔的轴向延伸，所述第二刀身部(212)沿着所述内孔的径向延伸，各所述刀头(22)均设置在所述第一刀身部(211)上；在所述刀头结构轴向进给至所述加工位置时，所述限位定位结构通过限制所述第二刀身部(212)沿轴向进给方向的位移来阻止所述刀头结构继续轴向进给。

19.根据权利要求18所述的沉割槽加工刀具，其特征在于，所述限位定位结构包括设置于所述刀体(31)轴向端部的定位套(44)和设置于所述刀体(31)内部的两个定位环(41)，所述两个定位环(41)沿着所述内孔的轴向设置在所述第二刀身部(212)的两侧，所述定位套(44)和所述刀体(31)的内壁共同限制两个所述定位环(41)的轴向位移，所述刀头结构轴向进给至所述工作位置时，所述定位套(44)与所述工件抵接。

20.一种沉割槽加工设备，包括机床，其特征在于，还包括如权利要求1-19任一所述的沉割槽加工刀具。