CN109396504A - 数控机床用沉孔自动反锪刀及其加工工件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控机床用沉孔自动反锪刀及其加工工件的方法，属于机床领域。采用的技术方案为：刀柄的端部连接刀杆套，刀杆套中间为通孔并在内部安装滑杆，滑杆的顶部设有处于刀杆套内的弹簧，滑杆上部设穿过滑杆的滑动轴，滑动轴的两端穿过刀杆套的上部设有的上部轴向对称键槽，最后端部嵌入导向凸轮套的凸轮槽内，滑动轴沿导向凸轮套的凸轮槽滑动，导向凸轮套单向离合器外圈固定连接，单向离合器内圈和刀杆套通过键连接。由于这种结构，由交替挤压撞杆带动滑杆沿导向凸轮套的导向槽周期性往复滑动，以实现刀体的可靠周期性往复摆动；并且由于采用单向离合器，可使导向凸轮套沿固定方向旋转不能反转，可有效保证刀具按照固定的周期摆转循环。

Description

数控机床用沉孔自动反锪刀及其加工工件的方法

技术领域

本发明涉及一种数控机床用沉孔自动反锪刀及其加工工件的方法，属于机床领域。

背景技术

在零部件螺钉连接结构中，为保证螺钉可靠的连接强度，其安装孔固定面需要锪平加工，针对内腔类安装孔固定面的加工，一般采用反锪刀加工。

现阶段常用的反锪刀多采用手动安装反锪刀头、手动辅助打开反锪刀头及靠离心力甩开反锪刀头。手动安装反锪刀头的方式存在刀头不方便安装、装卸刀头时间长的问题。手动辅助打开反锪刀头的方式存在需要人工辅助，当加工孔数量较多时也需要人员频繁参与。

以上两种方式，均需要人员参与，加工效率低且有一定的安全隐患。靠离心力甩开反锪刀头的方式，只有在刀具达到一定转速状态下才能使刀头克服摩擦力甩开，自动频繁加工状态下，不能有效确认刀头一定处于打开或完全打开状态，加工面直径尺寸不能确定，存在加工质量的不可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种数控机床用沉孔自动反锪刀及其加工工件的方法，解决锪刀安装及锪刀的开启不能实现自动工作的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

数控机床用沉孔自动反锪刀，包括刀柄，刀柄的端部连接刀杆套，刀杆套中间为通孔并在内部安装滑杆，滑杆的顶部设有处于刀杆套内的弹簧，滑杆上部设穿过滑杆的滑动轴，滑动轴的两端穿过刀杆套的上部设有的上部轴向对称键槽，最后端部嵌入导向凸轮套的凸轮槽内，凸轮槽绕凸轮套的一周，滑动轴沿导向凸轮套的凸轮槽滑动，

导向凸轮套单向离合器外圈固定连接，单向离合器内圈和刀杆套通过键连接，滑杆在中部设穿过滑杆的撞杆，撞杆的两端穿过刀杆套的中部轴向对称键槽，刀杆套的下端设锪刀。

作为优选，滑杆下部末端铰接安装连杆，连杆另一端铰接连接摆动刀体的边缘，摆动刀体在摆动中心与刀杆套之间铰链连接，刀体上通过螺钉固定安装锪刀。

作为优选，滑杆在刀杆套上下移动带动刀体摆动，刀体摆动范围为从竖直到水平间摆动，刀体水平时锪刀处于刀体的上侧面。

作为优选，刀杆套的中部侧面设有向外侧的凸台，凸台上安装耐磨垫套在刀杆套上，耐磨垫上部同刀杆套间隙配合安装导向凸轮套。

作为优选，导向凸轮套外部安装固定套，固定套上部安装单向离合器，导向凸轮套和固定套固定连接，固定套和单向离合器外圈固定连接，单向离合器内圈和刀杆套通过键连接，单向离合器内圈上部沿轴向方向设有止动垫圈固定。

作为优选，弹簧上部安装调整螺钉，调整螺钉和刀杆套的孔顶部位置螺纹连接，调整螺钉在弹簧上部对弹簧进行定位。

作为优选，导向凸轮套的凸轮槽由多组规则的槽孔组成，每组槽孔包括最低点A、两组最高点B和中间点C，中间点C处于两最高点B之间，四点之间为贯通槽孔串联。

作为优选，所述刀柄的底部侧面开孔安装所述的刀杆套，滑杆的端部为阶梯轴，弹簧下端套在阶梯轴上。

数控机床用沉孔自动反锪刀加工工件的方法，包括以下步骤：

1）.初始进刀，刀体摆转处于竖直状态，机床主轴连接刀柄并带动整个刀具向下运动，使刀体连同刀杆套一同穿过工件已加工好的通孔，

2）.摆刀，当撞杆同工件上表面接触时，滑杆停止向下运动，刀杆套及刀体继续向下运动，连杆顶部连接于滑杆，连杆下部连接于刀体，连杆驱动刀体使其围绕刀杆套上的铰链点摆转至水平，同时弹簧开始压缩，滑动轴沿导向凸轮套的导向槽内的最低点A移动至最高点B，此时滑动轴相对工件无运动，导向凸轮套在滑动轴推动下以凸轮曲线上下运动同时绕刀杆套转动，单向离合器控制导向凸轮套只能单方向旋转；

3）.90度回刀，主轴带动刀具反方向向上运动，撞杆脱离工件，弹簧被压缩的弹力同时被释放，推动滑杆相对刀杆套向下运动，带动连杆驱动刀体垂直于刀杆套轴线摆正，滑动轴沿导向凸轮套的凸轮槽的最高点B滑动到中间点C，

4）.反锪加工，主轴带动刀具继续反方向向上运动，撞杆完全脱离工件并留有一定安全距离时，启动主轴加工旋转，主轴带动刀具切削旋转同时反向进给切入工件进行反锪加工，待加工到锪平深度时，反锪加工结束；

5）.反向摆刀，反锪加工结束后，主轴停止旋转，同时主轴带动刀具向下运动，当撞杆同工件上表面接触时，滑杆停止向下运动，刀杆套及刀体继续向下运动，连杆驱动刀体使其围绕刀杆套上的铰链点摆转，上部弹簧开始压缩，滑动轴沿导向凸轮套的凸轮槽的中间点C相对滑动另一最高点B，此时刀体摆转处于大于90度的状态且刀体处在被加工工件以外；

6）.刀体回正，主轴带动刀具反方向向上运动，撞杆脱离工件，上部弹簧被压缩的弹力同时被释放，推动滑杆相对刀杆套向下运动，带动连杆驱动刀体摆动至初始的竖直状态，滑动轴沿导向凸轮套的凸轮槽由另一最高点B滑动到另一组相连槽孔的最低点A，主轴带动刀具持续后退直至刀具完全脱离被加工工件并到安全高度，此时一个反锪加工完成。

本发明的优点效果在于：由于本发明的这种结构，由交替挤压撞杆带动滑杆沿导向凸轮套的导向槽周期性往复滑动，以实现刀体的可靠周期性往复摆动；并且由于采用单向离合器，可使导向凸轮套沿固定方向旋转不能反转，可有效保证刀具按照固定的周期摆转循环，提高了刀具的安全性能；因刀具具有固定的周期运动流程，保证了刀具可靠实现自动化加工，避免了人为参与，提高了加工效率与加工质量。

附图说明

图1为本发明的剖视示意图；

图2 为导向凸轮套展开图；

图3为初始进刀时的剖视示意图；

图4为摆刀时的剖视示意图；

图5 为90度回刀时的剖视示意图；

图6 为反锪加工时的剖视示意图；

图7 为反向摆刀时的剖视示意图；

图8为刀体回正时的剖视示意图；

附图中：1、刀柄； 2、调整螺钉； 3、刀杆套； 4、弹簧； 5、单向离合器；6、滑杆； 7、滑动轴； 8、导向凸轮套； 9、固定套； 10、耐磨垫； 11、撞杆； 12、工件； 13、连杆；14、刀体；15、锪刀。

具体实施方式

下面就本发明的具体结构进行进一步的说明，

数控机床用沉孔自动反锪刀，包括刀柄1，所述刀柄1的底部侧面开孔安装刀杆套3，刀杆套3中间为通孔, 刀杆套3的中间通孔安装滑杆6，滑杆6与刀杆套之间能够上下滑动或转动。

滑杆6的顶部为阶梯轴，滑杆6上方设弹簧，弹簧下端套在阶梯轴上。弹簧上部安装调整螺钉2，调整螺钉2和刀杆套3的通孔顶部位置通过螺纹连接，调整螺钉2在弹簧上部对弹簧进行定位。

滑杆6上部设穿过滑杆中心的的滑动轴7，滑动轴7水平设置，刀杆套3在滑动轴位置设有上部轴向对称键槽，滑动轴7的两端穿过上部轴向对称键槽并露出，露出部分嵌入导向凸轮套8的凸轮槽内，导向凸轮套8套设在刀杆套3上，凸轮槽绕凸轮套的一周，凸轮槽展开形状如图2所示。导向凸轮套8的凸轮槽由两组规则的槽孔组成，每组槽孔包括最低点A、两组最高点B和中间点C，中间点C处于两最高点B之间，四点之间为贯通槽孔串联。两组槽孔相邻处为最低点A所在的竖向槽孔。滑动轴7两端在凸轮槽的同一高度位置处滑动。

刀杆套3的中部侧面设有向外侧的凸台，凸台上安装耐磨垫10套在刀杆套3上，耐磨垫10上部同刀杆套3间隙配合安装导向凸轮套8。导向凸轮套8外部安装固定套9，固定套9上部安装单向离合器5，导向凸轮套8和固定套9固定连接，固定套9和单向离合器5外圈固定连接，单向离合器5内圈和刀杆套3通过键连接，单向离合器5内圈上部沿轴向方向设有止动垫圈固定。凸台及止动垫圈将导向凸轮套8、固定套9和单向离合器5固定在刀杆套3的表面。

刀杆套3在中部设有中部轴向对称键槽，滑杆6在中部设穿过滑杆的撞杆11，撞杆11的两端穿过刀杆套3的中部轴向对称键槽并露出。

滑杆6下部末端铰接安装连杆13，连杆13另一端铰接连接摆动刀体14的边缘，摆动刀体14在摆动中心与刀杆套3之间铰链连接，刀体14上通过螺钉固定安装锪刀15。滑杆相对刀杆套间的滑动时，能够带动连杆同时上下移动，连杆的下端与摆动刀体14间形成凸轮摆结构，连杆的上下移动带动摆动刀体14的边缘绕其铰接点转动，实现摆动刀体14的摆动，刀体摆动范围为从竖直到水平间摆动，刀体水平时锪刀15处于刀体的上侧面。刀体14上通过螺钉固定安装锪刀15方便锪刀的替换。该锪刀设置能够实现锪刀在深入工件待加工孔时的竖直摆动变化，实现锪刀开启。解决人工安装锪刀的效率低的问题，而且安全性高。

数控机床用沉孔自动反锪刀加工工件的方法，包括以下步骤：

1.初始进刀，刀体14摆转处于竖直状态，机床主轴连接刀柄1并带动整个刀具向下运动，使刀体14连同刀杆套3一同穿过工件12已加工好的通孔，

2.摆刀，当撞杆11同工件12上表面接触时，滑杆6停止向下运动，刀杆套3及刀体14继续向下运动，连杆13顶部连接于滑杆，连杆下部连接于刀体，连杆13驱动刀体14使其围绕刀杆套3上的铰链点摆转至水平，同时弹簧4开始压缩，滑动轴7沿导向凸轮套8的导向槽内的最低点A移动至最高点B，此时滑动轴7相对工件12无运动，导向凸轮套8在滑动轴7推动下以凸轮曲线上下运动同时绕刀杆套转动，单向离合器5控制导向凸轮套8只能单方向旋转；

3.90度回刀，主轴带动刀具反方向向上运动，撞杆11脱离工件12，弹簧4被压缩的弹力同时被释放，推动滑杆6相对刀杆套3向下运动，带动连杆13驱动刀体14垂直于刀杆套3轴线摆正，滑动轴7沿导向凸轮套8的凸轮槽的最高点B滑动到中间点C，

4.反锪加工，主轴带动刀具继续反方向向上运动，撞杆11完全脱离工件12并留有一定安全距离时，启动主轴加工旋转，主轴带动刀具切削旋转同时反向进给切入工件进行反锪加工，待加工到锪平深度时，反锪加工结束；

5.反向摆刀，反锪加工结束后，主轴停止旋转，同时主轴带动刀具向下运动，当撞杆11同工件12上表面接触时，滑杆6停止向下运动，刀杆套3及刀体14继续向下运动，连杆13驱动刀体14使其围绕刀杆套3上的铰链点摆转，上部弹簧4开始压缩，滑动轴7沿导向凸轮套8的凸轮槽的中间点C相对滑动另一最高点B，此时刀体14摆转处于大于90度的状态且刀体14处在被加工工件12以外；

6.刀体回正，主轴带动刀具反方向向上运动，撞杆11脱离工件12，上部弹簧4被压缩的弹力同时被释放，推动滑杆6相对刀杆套3向下运动，带动连杆13驱动刀体14摆动至初始的竖直状态，滑动轴7沿导向凸轮套8的凸轮槽由另一最高点B滑动到另一组相连槽孔的最低点A，主轴带动刀具持续后退直至刀具完全脱离被加工工件12并到安全高度，此时一个反锪加工完成。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种数控机床用沉孔自动反锪刀，包括刀柄（1），其特征是，刀柄（1）的端部连接刀杆套（3），刀杆套（3）中间为通孔并在内部安装滑杆（6），滑杆（6）的顶部设有处于刀杆套（3）内的弹簧（4），滑杆（6）上部设穿过滑杆的滑动轴（7），滑动轴（7）的两端穿过刀杆套（3）的上部设有的上部轴向对称键槽，最后端部嵌入导向凸轮套（8）的凸轮槽内，凸轮槽绕凸轮套的一周，滑动轴（7）沿导向凸轮套（8）的凸轮槽滑动，

导向凸轮套（8）单向离合器（5）外圈固定连接，单向离合器（5）内圈和刀杆套（3）通过键连接，滑杆（6）在中部设穿过滑杆的撞杆（11），撞杆（11）的两端穿过刀杆套（3）的中部轴向对称键槽，刀杆套（3）的下端设锪刀。

2.根据权利要求1所述的数控机床用沉孔自动反锪刀，其特征是，滑杆（6）下部末端铰接安装连杆（13），连杆（13）另一端铰接连接摆动刀体（14）的边缘，摆动刀体（14）在摆动中心与刀杆套（3）之间铰链连接，刀体（14）上通过螺钉固定安装锪刀（15）。

3.根据权利要求2所述的数控机床用沉孔自动反锪刀，其特征是，滑杆在刀杆套（3）上下移动带动刀体摆动，刀体摆动范围为从竖直到水平间摆动，刀体水平时锪刀（15）处于刀体的上侧面。

4.根据权利要求1所述的数控机床用沉孔自动反锪刀，其特征是，刀杆套（3）的中部侧面设有向外侧的凸台，凸台上安装耐磨垫（10）套在刀杆套（3）上，耐磨垫（10）上部同刀杆套（3）间隙配合安装导向凸轮套（8）。

5.根据权利要求1所述的数控机床用沉孔自动反锪刀，其特征是，导向凸轮套（8）外部安装固定套（9），固定套（9）上部安装单向离合器（5），导向凸轮套（8）和固定套（9）固定连接，固定套（9）和单向离合器（5）外圈固定连接，单向离合器（5）内圈和刀杆套（3）通过键连接，单向离合器（5）内圈上部沿轴向方向设有止动垫圈固定。

6.根据权利要求1所述的数控机床用沉孔自动反锪刀，其特征是，弹簧上部安装调整螺钉（2），调整螺钉（2）和刀杆套（3）的孔顶部位置螺纹连接，调整螺钉（2）在弹簧上部对弹簧进行定位。

7.根据权利要求1所述的数控机床用沉孔自动反锪刀，其特征是，导向凸轮套（8）的凸轮槽由多组规则的槽孔组成，每组槽孔包括最低点A、两组最高点B和中间点C，中间点C处于两最高点B之间，四点之间为贯通槽孔串联。

8.根据权利要求1所述的数控机床用沉孔自动反锪刀，其特征是，所述刀柄（1）的底部侧面开孔安装所述的刀杆套（3），滑杆的端部为阶梯轴，弹簧下端套在阶梯轴上。

9.一种数控机床用沉孔自动反锪刀加工工件的方法，其特征是，包括以下步骤：

1）.初始进刀，刀体（14）摆转处于竖直状态，机床主轴连接刀柄（1）并带动整个刀具向下运动，使刀体（14）连同刀杆套（3）一同穿过工件（12）已加工好的通孔，

2）.摆刀，当撞杆（11）同工件（12）上表面接触时，滑杆（6）停止向下运动，刀杆套（3）及刀体（14）继续向下运动，连杆（13）顶部连接于滑杆，连杆下部连接于刀体，连杆（13）驱动刀体（14）使其围绕刀杆套（3）上的铰链点摆转至水平，同时弹簧（4）开始压缩，滑动轴（7）沿导向凸轮套（8）的导向槽内的最低点A移动至最高点B，此时滑动轴（7）相对工件（12）无运动，导向凸轮套（8）在滑动轴（7）推动下以凸轮曲线上下运动同时绕刀杆套转动，单向离合器（5）控制导向凸轮套（8）只能单方向旋转；

3）.90度回刀，主轴带动刀具反方向向上运动，撞杆（11）脱离工件（12），弹簧（4）被压缩的弹力同时被释放，推动滑杆（6）相对刀杆套（3）向下运动，带动连杆（13）驱动刀体（14）垂直于刀杆套（3）轴线摆正，滑动轴（7）沿导向凸轮套（8）的凸轮槽的最高点B滑动到中间点C，

4）.反锪加工，主轴带动刀具继续反方向向上运动，撞杆（11）完全脱离工件（12）并留有一定安全距离时，启动主轴加工旋转，主轴带动刀具切削旋转同时反向进给切入工件进行反锪加工，待加工到锪平深度时，反锪加工结束；

5）.反向摆刀，反锪加工结束后，主轴停止旋转，同时主轴带动刀具向下运动，当撞杆（11）同工件（12）上表面接触时，滑杆（6）停止向下运动，刀杆套（3）及刀体（14）继续向下运动，连杆（13）驱动刀体（14）使其围绕刀杆套（3）上的铰链点摆转，上部弹簧（4）开始压缩，滑动轴（7）沿导向凸轮套（8）的凸轮槽的中间点C滑动至另一最高点B，此时刀体（14）摆转处于大于90度的状态且刀体（14）处在被加工工件（12）以外；

6）.刀体回正，主轴带动刀具反方向向上运动，撞杆（11）脱离工件（12），上部弹簧（4）被压缩的弹力同时被释放，推动滑杆（6）相对刀杆套（3）向下运动，带动连杆（13）驱动刀体（14）摆动至初始的竖直状态，滑动轴（7）沿导向凸轮套（8）的凸轮槽由另一最高点B滑动到另一组相连槽孔的最低点A，主轴带动刀具持续后退直至刀具完全脱离被加工工件（12）并到安全高度，此时一个反锪加工完成。