CN109352027B - 一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置与加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了锥孔加工技术领域内的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置与加工方法，包括机床座、镗杆一和镗杆二，所述机床座上侧固定设有轴承座，镗杆一和镗杆二均为锥形，镗杆一的粗的一端和镗杆二的粗的一端分别可转动地连接在轴承座上，机床座上可滑动地设有移动平台，所述移动平台的上侧设有用于夹持待加工工件的夹具和用于支撑镗杆一和镗杆二的支撑座，所述镗杆一和镗杆二分别朝着待加工工件在前后方向上的中心所在方向倾斜；本发明实现普通车床一次性加工出双联长锥孔，效率高，精度高。

Description

一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置与加工方法

技术领域

本发明属于锥孔加工技术领域，特别涉及一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置与加工方法。

背景技术

目前，一般的双联锥孔加工使用数控机床加工，在数控机床的尾座内安装加工刀具，如钻头，扩孔钻，铰刀等，这种孔加工方法无法均匀的自动进刀，加工的精度和扩孔的尺寸无法精密控制。并且，大型配件的长锥孔的加工，一般的数控机床都很难加工。在我国的机械加工行业中，尚没有发现有效的用普通车床加工双联长锥孔的装置和方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于解决上述现有技术中无法用普通车床加工双联长锥孔的技术问题，提供一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置与加工方法，本发明实现普通车床一次性加工出双联长锥孔，效率高，精度高。

本发明的目的是这样实现的：一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置与加工方法，包括机床座、镗杆一和镗杆二，所述机床座上侧固定设有轴承座，所述镗杆一和镗杆二均为锥形，镗杆一的粗的一端和镗杆二的粗的一端分别可转动地连接在轴承座上，机床座上可滑动地设有移动平台，所述移动平台的上侧设有用于夹持待加工工件的夹具和用于支撑镗杆一和镗杆二的支撑座，所述镗杆一和镗杆二分别朝着待加工工件在前后方向上的中心所在方向倾斜，所述夹具设置在轴承座和支撑座之间。

为了进一步减小单层刀片切削时的切削力，所述镗杆一和镗杆二的结构相同，所述镗杆一的外周上排布有至少一组正切削刀组，所述正切削刀组包括正长刀片一、正长刀片二和正长刀片三，所述正长刀片一和正长刀片二的上部分别排布有若干梯形刀齿；所述镗杆二的外周上排布有至少一组反切削刀组，所述反切削刀组包括反长刀片一、反长刀片二和反长刀片三，所述反长刀片一和正长刀片一的结构相同，反长刀片二和正长刀片二的结构相同，反长刀片三和正长刀片三的结构相同；此设计中，通过组合式多层刀片的设计，减少单层刀片切削时的切削力，提高切削的稳定性；所述反切削刀组和正切削刀组的安装位置错开分布；此设计避免正切削刀组和反切削刀组旋转切削时发生碰撞。

作为本发明的进一步改进，在轴向方向上，所述正长刀片一上的梯形刀齿和正长刀片二上的梯形刀齿错开设置，所述反长刀片一上的梯形刀齿和反长刀片二上的梯形刀齿错开设置；所述正长刀片一、正长刀片二和正长刀片三依次对待加工工件进行镗孔，所述反长刀片一、反长刀片二和反长刀片三依次对待加工工件进行镗孔；此设计中，正长刀片一上的梯形刀齿和正长刀片二上的梯形刀齿错开设置，弥补正长刀片一和正长刀片二之间的轴向间隙，正长刀片二上的梯形刀齿切削正长刀片一上的梯形刀齿没有切削的位置，正长刀片三采用光齿长刀片提高切削光洁度。

为了进一步方便正切削刀组和反切削刀组的拆装，所述镗杆一的外周开有安装槽和压块槽，正切削刀组经安装槽安装在镗杆一上，所述镗杆一经压块槽连接有将正切削刀组压紧在镗杆一上的压块，压块槽的底侧高于安装槽的顶侧，所述压块的顶侧低于正切削刀头三；此设计中，依次正长刀片一、正长刀片二和正长刀片三分别放置到安装槽内，正长刀片一、正长刀片二和正长刀片三刚好置于安装槽内，将压块压紧在正长刀片三上后，压块经压块槽与镗杆一连接；需要更换刀片时，只需拆下压块，更换对应的刀片即可；镗杆二上反切削刀组的拆装方法与镗杆一上的正切削刀组的方法相同，不再赘述。

为了进一步减小镗孔时的振动，所述镗杆一朝着夹具的一侧设有支撑杆一，所述镗杆二朝着夹具的一侧设有支撑杆二，所述支撑座上开有刚好让支撑杆一和支撑杆二穿过的支撑孔；

为了实现镗杆一和镗杆二的转动，所述机床座的外侧固连有驱动装置，所述驱动装置驱动镗杆一转动，所述轴承座内的镗杆一上连接有主动齿轮，所述镗杆二上连接有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿轮和从动齿轮的尺寸相同。

为了进一步提高镗杆一和镗杆二安装结构的可靠性，所述镗杆一由轴承座两端分别设置的一个轴承支撑，所述镗杆二由轴承座两端分别设置的一个轴承支撑，轴承座朝外的两侧分别设有轴承端盖，轴承端盖的一侧抵触在轴承上，轴承端盖的另一侧与轴承座固连。

为了进一步夹紧待加工工件，所述夹具包括前夹具和后夹具，所述前夹具和后夹具的结构相同，前夹具包括下夹持座和上夹持座，所述上夹持座可拆卸地连接在下夹持座上，所述下夹持座固连在移动平台上，在长度方向上，所述前夹具用于夹紧待加工工件的一端，后夹具用于夹紧待加工工件的另一端。

使用带尾座支撑的双联长锥孔加工装置加工双联长锥孔的方法，包括以下步骤：

（1）将工件的一端放置在前夹具的下夹持座上，工件的另一端放置在后夹具的下夹持座上，将上夹持座放置在工件顶侧，使得上夹持座和下夹持座上的紧固孔对准，使用紧固螺栓穿过紧固孔将工件夹紧在上夹持座和下夹持座之间；

（2）控制移动平台移动，当支撑杆一和支撑杆二刚好卡在支撑孔内，镗杆一和镗杆二同时伸进工件内，控制移动平台停下；

（3）控制驱动装置开始动作，控制移动平台朝着轴承座所在方向移动，镗杆一和镗杆二转动，当工件与正切削刀组和反切削刀组开始接触时，镗杆一和镗杆二同时对工件进行镗孔，当镗孔的深度达到设定的深度时，控制移动平台停止移动，等待1-3s，控制移动平台反向移动，控制驱动装置停止动作，当移动平台返回至镗孔前的位置时，镗孔结束；否则，控制移动平台继续往轴承座所在方向移动。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果，本发明中镗杆一和镗杆二的倾斜设置，并将镗杆一和镗杆二可靠地装夹在机床座上，镗杆一和镗杆二的同步转动，移动平台带动待加工工件的轴向进给运动，实现双联长锥孔的一次成型，效率高，加工精度高；切削刀片采用三层长刀片，减小单层长刀片切削时的切削力，最后一层长刀片采用光齿长刀片切削，进一步提高长锥孔的光洁度；可应用于加工双联长锥孔的工作中。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明中显示镗杆一和镗杆二切削工件时的位置关系的结构示意图。

图3为图2中A处的局部放大图。

图4为本发明的俯视图。

图5为图4中B处的局部放大图。

其中，1机床座，2转动丝杆，3电机，4驱动装置，5轴承座，6镗杆一，7夹具，701前夹具，701a上夹持座，701b下夹持座，702后夹具，8预加工孔，9工件，10支撑杆一，11支撑孔，12支撑座，13移动平台，14滑动座，15正切削刀组，1501正长刀片一，1502正长刀片二，1503正长刀片三，16反切削刀组，1601反长刀片三，1602反长刀片二，1603反长刀片一，17压块，18压块槽，19安装槽，20压紧螺钉，21轴承，22轴承端盖，23镗杆二，24支撑杆二，25主动齿轮，26从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1～图5所示的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置与加工方法，包括机床座1、镗杆一6和镗杆二23，机床座1上侧固定设有轴承21座5，镗杆一6和镗杆二23均为锥形，镗杆一6的粗的一端和镗杆二23的粗的一端分别可转动地连接在轴承21座5上，实现镗杆一6和镗杆二23转动的结构具体的为，机床座1的外侧固连有驱动装置4，驱动装置4驱动镗杆一6转动，轴承21座5内的镗杆一6上连接有主动齿轮25，镗杆二23上连接有从动齿轮26，主动齿轮25与从动齿轮26啮合，主动齿轮25和从动齿轮26的尺寸相同，主动齿轮25和从动齿轮26均为圆锥齿轮；驱动装置4为液压马达或驱动电机3；镗杆一6由轴承21座5两端分别设置的一个轴承21支撑，镗杆二23由轴承21座5两端分别设置的一个轴承21支撑，轴承21座5朝外的两侧分别设有轴承端盖22，轴承端盖22的一侧抵触在轴承21上，轴承端盖22的另一侧与轴承21座5固连；机床座1上侧设有导轨，移动平台13沿着导轨滑动，移动平台13的外侧固连有滑动座14，机床座1的外侧安装有电机3，电机3上传动连接有转动丝杆2，转动丝杆2与滑动座14螺纹配合，转动丝杆2转动时带动滑动座14的移动，滑动座14带动移动平台13沿着导轨滑动；移动平台13的上侧设有用于夹持待加工工件9的夹具7和用于支撑镗杆一6和镗杆二23的支撑座12，夹具7包括前夹具701和后夹具702，前夹具701和后夹具702的结构相同，前夹具701包括下夹持座701b和上夹持座701a，上夹持座701a可拆卸地连接在下夹持座701b上，下夹持座701b固连在移动平台13上，在长度方向上，前夹具701用于夹紧待加工工件9的一端，后夹具702用于夹紧待加工工件9的另一端；镗杆一6和镗杆二23分别朝着待加工工件9在前后方向上的中心所在方向倾斜，镗杆一6和镗杆二23的中心轴线相交；镗杆一6朝着夹具7的一侧设有支撑杆一10，镗杆二23朝着夹具7的一侧设有支撑杆二24，支撑座12上开有刚好让支撑杆一10和支撑杆二24穿过的支撑孔11，支撑杆一10和支撑杆二24可轻松穿过工件9上开有的预加工孔8。

为了进一步减小单层刀片切削时的切削力，镗杆一6和镗杆二23的结构相同，镗杆一6的外周上排布有至少一组正切削刀组15，正切削刀组15包括正长刀片一1501、正长刀片二1502和正长刀片三1503，正长刀片一1501和正长刀片二1502的上部分别排布有若干梯形刀齿；镗杆二23的外周上排布有至少一组反切削刀组16，反切削刀组16包括反长刀片一1603、反长刀片二1602和反长刀片三1601，反长刀片一1603和正长刀片一1501的结构相同，反长刀片二1602和正长刀片二1502的结构相同，反长刀片三1601和正长刀片三1503的结构相同；反切削刀组16和正切削刀组15的安装位置错开分布；在轴向方向上，正长刀片一1501上的梯形刀齿和正长刀片二1502上的梯形刀齿错开设置，反长刀片一1603上的梯形刀齿和反长刀片二1602上的梯形刀齿错开设置；正长刀片一1501、正长刀片二1502和正长刀片三1503依次对待加工工件9进行镗孔，反长刀片一1603、反长刀片二1602和反长刀片三1601依次对待加工工件9进行镗孔；为了进一步方便正切削刀组15和反切削刀组16的拆装，镗杆一6的外周开有安装槽19和压块槽18，正切削刀组15经安装槽19安装在镗杆一6上，镗杆一6经压块槽18连接有将正切削刀组15压紧在镗杆一6上的压块17，压块槽18的底侧高于安装槽19的顶侧，压块17的顶侧低于正切削刀头三；安装正切削刀组15和压块17的动作为，依次正长刀片一1501、正长刀片二1502和正长刀片三1503分别放置到安装槽19内，正长刀片一1501、正长刀片二1502和正长刀片三1503刚好置于安装槽19内，将压块17压紧在正长刀片三1503上后，使用压紧螺钉20将压块17和镗杆一6连接在一起；需要更换刀片时，只需松开压紧螺钉20，拆下压块17，更换对应的刀片即可；镗杆二23上反切削刀组16的拆装方法与镗杆一6上的正切削刀组15的方法相同，不再赘述；待加工工件9上开有的预加工孔8的母线倾斜角度小于镗杆一6的母线的倾斜角度，当镗杆一6的外侧抵触在工件9内壁上时，镗杆一6和镗杆二23被夹紧，提高镗孔时的稳定性。

使用带尾座支撑的双联长锥孔加工装置加工双联长锥孔的方法，包括以下步骤：

（1）将工件9的一端放置在前夹具701的下夹持座701b上，工件9的另一端放置在后夹具702的下夹持座701b上，将上夹持座701a放置在工件9顶侧，使得上夹持座701a和下夹持座701b上的紧固孔对准，使用紧固螺栓穿过紧固孔将工件9夹紧在上夹持座701a和下夹持座701b之间；

（2）控制移动平台13移动，当支撑杆一10和支撑杆二24刚好卡在支撑孔11内，镗杆一6和镗杆二23同时伸进工件9内，控制移动平台13停下；

（3）控制驱动装置4开始动作，控制移动平台13朝着轴承21座5所在方向移动，镗杆一6和镗杆二23转动，当工件9与正切削刀组15和反切削刀组16开始接触时，镗杆一6和镗杆二23同时对工件9进行镗孔，当镗孔的深度达到设定的深度时，控制移动平台13停止移动，等待1-3s，控制移动平台13反向移动，控制驱动装置4停止动作，当移动平台13返回至镗孔前的位置时，镗孔结束；否则，控制移动平台13继续往轴承21座5所在方向移动。

步骤（2）中，控制移动平台13停下时，此时，镗杆一6和镗杆二23快要接触到工件9内壁（镗杆一6或者镗杆二23的外侧与工件9内壁间的间隙为0-1cm）。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果，本发明中镗杆一6和镗杆二23的倾斜设置，并将镗杆一6和镗杆二23可靠地装夹在机床座1上，镗杆一6和镗杆二23的同步转动，移动平台13带动待加工工件9的轴向进给运动，实现双联长锥孔的一次成型，效率高，加工精度高；切削刀片采用三层长刀片，减小单层长刀片切削时的切削力，最后一层长刀片采用光齿长刀片切削，进一步提高长锥孔的光洁度；支撑座12的设置提高镗杆一6和镗杆二23的刚度，减小镗孔时产生的振动，进一步提高加工精度；可应用于加工双联长锥孔的工作中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置，其特征在于，包括机床座、镗杆一和镗杆二，所述机床座上侧固定设有轴承座，所述镗杆一和镗杆二均为锥形，镗杆一的粗的一端和镗杆二的粗的一端分别可转动地连接在轴承座上，机床座上可滑动地设有移动平台，所述移动平台的上侧设有用于夹持待加工工件的夹具和用于支撑镗杆一和镗杆二的支撑座，所述镗杆一和镗杆二分别朝着待加工工件在前后方向上的中心所在方向倾斜，所述夹具设置在轴承座和支撑座之间；所述镗杆一和镗杆二的结构相同，所述镗杆一的外周上排布有至少一组正切削刀组，所述正切削刀组包括正长刀片一、正长刀片二和正长刀片三，所述正长刀片一和正长刀片二的上部分别排布有若干梯形刀齿；所述镗杆二的外周上排布有至少一组反切削刀组，所述反切削刀组包括反长刀片一、反长刀片二和反长刀片三，所述反长刀片一和正长刀片一的结构相同，反长刀片二和正长刀片二的结构相同，反长刀片三和正长刀片三的结构相同；所述反切削刀组和正切削刀组的安装位置错开分布。

2.根据权利要求1所述的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置，其特征在于，在轴向方向上，所述正长刀片一上的梯形刀齿和正长刀片二上的梯形刀齿错开设置，所述反长刀片一上的梯形刀齿和反长刀片二上的梯形刀齿错开设置；所述正长刀片一、正长刀片二和正长刀片三依次对待加工工件进行镗孔，所述反长刀片一、反长刀片二和反长刀片三依次对待加工工件进行镗孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置，其特征在于，所述镗杆一的外周开有安装槽和压块槽，正切削刀组经安装槽安装在镗杆一上，所述镗杆一经压块槽连接有将正切削刀组压紧在镗杆一上的压块，压块槽的底侧高于安装槽的顶侧，所述压块的顶侧低于正切削刀组的顶侧所在高度。

4.根据权利要求1所述的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置，其特征在于，所述镗杆一朝着夹具的一侧设有支撑杆一，所述镗杆二朝着夹具的一侧设有支撑杆二，所述支撑座上开有刚好让支撑杆一和支撑杆二穿过的支撑孔。

5.根据权利要求1所述的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置，其特征在于，所述机床座的外侧固连有驱动装置，所述驱动装置驱动镗杆一转动，所述轴承座内的镗杆一上连接有主动齿轮，所述镗杆二上连接有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，主动齿轮和从动齿轮的尺寸相同。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置，其特征在于，所述镗杆一由轴承座两端分别设置的一个轴承支撑，所述镗杆二由轴承座两端分别设置的一个轴承支撑，轴承座朝外的两侧分别设有轴承端盖，轴承端盖的一侧抵触在轴承上，轴承端盖的另一侧与轴承座固连。

7.根据权利要求1所述的一种带尾座支撑的双联长锥孔加工装置，其特征在于，所述夹具包括前夹具和后夹具，所述前夹具和后夹具的结构相同，前夹具包括下夹持座和上夹持座，所述上夹持座可拆卸地连接在下夹持座上，所述下夹持座固连在移动平台上，在长度方向上，所述前夹具用于夹紧待加工工件的一端，后夹具用于夹紧待加工工件的另一端。

8.使用权利要求5所述的带尾座支撑的双联长锥孔加工装置加工双联长锥孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将工件的一端放置在前夹具的下夹持座上，工件的另一端放置在后夹具的下夹持座上，将上夹持座放置在工件顶侧，使得上夹持座和下夹持座上的紧固孔对准，使用紧固螺栓穿过紧固孔将工件夹紧在上夹持座和下夹持座之间；

（2）控制移动平台移动，当支撑杆一和支撑杆二刚好卡在支撑孔内，镗杆一和镗杆二同时伸进工件内，控制移动平台停下；

（3）控制驱动装置开始动作，控制移动平台朝着轴承座所在方向移动，镗杆一和镗杆二转动，当工件与正切削刀组和反切削刀组开始接触时，镗杆一和镗杆二同时对工件进行镗孔，当镗孔的深度达到设定的深度时，控制移动平台停止移动，等待1-3s，控制移动平台反向移动，控制驱动装置停止动作，当移动平台返回至镗孔前的位置时，镗孔结束；否则，控制移动平台继续往轴承座所在方向移动。

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