CN109570578A - 一种可缩进式cnc加工用沉头刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机加工技术领域。一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，包括刀座以及刀具，还包括缩进机构，刀座与刀具通过缩进机构滑动连接；缩进机构包括一螺钉以及弹簧，刀座上开设有用于穿过螺钉杆部的通孔，螺钉的杆部穿过通孔与刀具螺纹连接，刀具的上端部插设在刀座内，弹簧套设在螺钉的杆部的外围，且弹簧的上下两端与刀座和刀具相抵；还包括用于对刀具的进刀量进行限位的限位机构，限位机构包括尼龙罩以及轴承，尼龙罩套设在轴承的外围，尼龙罩的下端面为用于接触工件表面限制进刀量的接触面。本专利刀具与刀座通过缩进机构相连，便于实现刀具可进行缩进，通过限位机构，实现刀具最大进刀量的精确限制。

Description

一种可缩进式CNC加工用沉头刀具

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，具体涉及沉孔刀具。

背景技术

目前在CNC行业中，针对沉孔以及盲孔的加工，经过坐标和程序结合的方式来控制基准面到孔的加工深度。但，在汽车件各类非平整材料的CNC加工时，因材料本身加工成型的影响(如铝挤压、铝压铸、焊接等工艺)，其表面轮廓的波动大，导致各类非平整材料表面呈现波浪形，而CNC进刀深度一致，从而导致基准面到孔的深度随材料表面的波动变化。

在实际加工过程中，上述的深度问题，常通过掌握各类非平整材料表面轮廓的最大值、最小值以及均值的范围，来调整进刀量，以此尽可能的控制基准面到孔的深度。但是，当最大值和最小值与均值的差值，大于孔加工的公差时，这种加工方法无法保证产品质量。且最大值和最小值与均值的差值，即使不大于孔加工的公差，其加工出的孔的深度尺寸波动大，无法满足CPK的要求，是质量改善中最大瓶颈。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，以解决上述至少一个技术问题。

本发明的技术方案是：一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，包括一刀座以及刀具，其特征在于，还包括一可引导刀具沿着轴向朝向刀座缩进的缩进机构，所述刀座与所述刀具通过所述缩进机构滑动连接；

所述缩进机构包括一螺钉以及弹簧，所述螺钉与所述弹簧均安装在所述刀座内，所述刀座上开设有用于穿过螺钉杆部的通孔，所述螺钉的杆部穿过通孔与所述刀具螺纹连接，所述所述刀具的上端部插设在所述刀座内，所述弹簧套设在所述螺钉的杆部的外围，且所述弹簧的上下两端与所述刀座和所述刀具相抵；

还包括用于对刀具的进刀量进行限位的限位机构，所述限位机构包括尼龙罩以及轴承，所述尼龙罩套设在所述轴承的外围，所述轴承套设在所述刀具的外围，所述尼龙罩的下端面为用于接触工件表面限制进刀量的接触面。

本专利将传统刀具与刀座固定连接方式，改良为刀具与刀座通过缩进机构相连，便于实现刀具可进行缩进，通过限位机构，实现刀具最大进刀量的精确限制。

通过限位机构和缩进结构同时作用来实现精准沉孔。

进一步优选地，所述刀座内开设有上下贯穿的通道，所述通道从上至下依次为用于容纳螺钉的头部的头部容纳槽、所述通孔以及用于容纳弹簧的弹簧容纳腔，所述引导槽与所述弹簧容纳腔两者的内径均大于所述通孔的内径；

所述弹簧位于所述弹簧容纳腔内；

所述刀具上开设有用于插入平键的键槽，所述弹簧容纳腔的内壁开设有用于引导平键上下运动的平键引导槽，所述刀具与所述刀座通过所述平键与所述平键引导槽沿着刀具的轴向滑动连接。

刀具与刀座通过平键、平键引导槽进而实现刀具与刀座的圆周运动的联动。

通过缩进机构，进而实现缩进运动。

进一步优选地，所述螺钉是内六角圆柱头螺钉。便于实现螺钉安装在刀座后，可以与刀具螺纹连接。

进一步优选的，所述平键是双圆头平键。

进一步优选的，所述刀具上开设有两个对称设置的键槽；

所述弹簧容纳腔的内壁开设有两个相对设置的平键引导槽。

便于保证旋转联动时的同轴性。

进一步优选的，所述轴承与所述尼龙罩螺纹连接。

进而实现尼龙罩的接触面至刀具的刀头的轴向间距的调整，进而实现不同尺寸的沉孔需求。

进一步优选的，所述刀具沿着轴向从下至上依次为刀头、轴承限位部、轴承安装部以及刀座连接部；

所述轴承限位部的外径小于所述轴承内圈的外径，所述轴承限位部的外径大于所述轴承安装部的外径；

所述刀座连接部上开设有所述键槽；

所述轴承套设在所述轴承安装部的外围，并与所述轴承限位部相抵。

所述限位机构还包括一轴承锁帽，所述轴承螺帽套设在所述刀具远离刀头侧，并与所述轴承的内圈相抵。

进一步优选的，所述刀具的刀头包括上下设置的用于钻出螺纹孔的主钻头以及用于钻出沉孔的副钻头；

所述副钻头的最大外径大于所述主钻头的最大外径；

所述尼龙罩的下端面不低于所述副钻头的下端面。

通过尼龙罩的下端面与所述副钻头的下端面的距离限制工件上的沉孔深度。

进一步优选的，所述尼龙罩包括上下设置的上部与下部，所述下部的外径小于所述上部的外径。

控制下部与工件的接触面积，保证沉孔质量，避免工件的外螺纹曲率变化过大而对沉孔造成干扰。

所述尼龙罩上开设有一导流通道，所述导流通道的进气端与一气泵的出气口联通，所述导流通道的出气端开设在所述尼龙罩的下端内侧，所述导流通道的出气端的出风方向朝向所述副钻头。气泵的进气口与大气联通。

便于实现副钻头在转动的过程中将流体周向导出，实现钻孔造成的屑吹离，减少屑接触尼龙罩导致限位的微误差，进一步提高精度。

或者，所述尼龙罩上开设有一导流通道，所述导流通道的导流方向为倾斜向下，所述导流通道的出气端的出风方向朝向所述副钻头；

所述导流通道的进口与两进一出阀的出口导通，两进一出阀的一个进口与气泵的出气口联通，气泵的进气口与大气联通，另一个进口与油泵的出口联通，油泵的进口与油箱联通；

所述导流通道的出口的出风方向朝向所述副钻头。气泵的进气口与大气联通。

便于切换向钻头输送空气与润滑油，提高穿孔效果。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的一种结构示意图；

图3为本发明的爆炸分解图。

图中：1为刀座，2为刀具，3为轴承螺帽，4为轴承，5为尼龙罩，6为平键，7为弹簧，8为螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1以及图3，一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，包括一刀座1以及刀具2。

还包括一可引导刀具2沿着轴向朝向刀座1缩进的缩进机构，刀座1与刀具2通过缩进机构滑动连接。缩进机构包括一螺钉8以及弹簧7，螺钉8与弹簧7均安装在刀座1内。

刀座1内开设有上下贯穿的通道，通道从上至下依次为用于容纳螺钉8的头部的头部容纳槽、用于穿过螺钉8杆部的通孔以及用于容纳弹簧7的弹簧容纳腔，通孔的内径小于引导槽与弹簧容纳腔的内径；螺钉8的杆部穿过通孔与刀具2螺纹连接，刀具2的上端部插设在刀座1内。弹簧7位于弹簧容纳腔内。弹簧7套设在螺钉8的杆部的外围，且弹簧7的上下两端分别与刀座1和刀具2相抵；

刀具2上开设有用于插入平键6的键槽，弹簧容纳腔的内壁开设有用于引导平键6上下运动的平键引导槽，刀具2与刀座1通过平键6与平键引导槽沿着刀具2的轴向滑动连接。

还包括用于对刀具2的进刀量进行限位的限位机构，限位机构包括尼龙罩5、轴承4以及轴承螺帽3，尼龙罩5套设在轴承4的外围，轴承套设在刀具的外围，轴承螺帽3套设在刀具2远离刀头侧并与轴承4的内圈相抵；尼龙罩5的下端面为用于接触工件表面限制进刀量的接触面。

本专利将传统刀具2与刀座1固定连接方式，改良为刀具2与刀座1通过缩进机构相连，便于实现刀具2可进行缩进，通过限位机构，实现刀具2最大进刀量的精确限制。

通过限位机构和缩进结构同时作用来实现精准沉孔。

刀具2与刀座1通过平键6、平键引导槽进而实现刀具2与刀座1的圆周运动的联动。通过缩进机构，进而实现缩进运动。

螺钉8是内六角圆柱头螺钉。便于实现螺钉8安装在刀座1后，可以与刀具2螺纹连接。

平键6是双圆头平键。

刀具2上开设有两个对称设置的键槽；弹簧容纳腔的内壁开设有两个相对设置的平键引导槽。便于保证旋转联动时的同轴性。

轴承4与尼龙罩5螺纹连接。进而实现尼龙罩5的接触面至刀具2的刀头的轴向间距的调整，进而实现不同尺寸的沉孔需求。

刀具2沿着轴向从下至上依次为刀头、轴承限位部、轴承安装部以及刀座连接部；轴承4套设在轴承安装部的外围，并与轴承限位部相抵；轴承限位部的外径小于轴承4内圈的外径，轴承限位部的外径大于轴承安装部的外径；刀座1连接部上开设有键槽。

刀具2的刀头包括上下设置的用于钻出螺纹孔的主钻头以及用于钻出沉孔的副钻头；副钻头的最大外径大于主钻头的最大外径；尼龙罩5的下端面不低于副钻头的下端面。通过尼龙罩5的下端面与副钻头的下端面的距离限制工件上的沉孔深度。尼龙罩5包括上下设置的上部与下部，下部的外径小于上部的外径。控制下部与工件的接触面积，保证沉孔质量，避免工件的外螺纹曲率变化过大而对沉孔造成干扰。

尼龙罩上开设有一导流通道，导流通道的进气端与一气泵的出气口联通，导流通道的出气端开设在尼龙罩的下端内侧，导流通道的出气端的出风方向朝向副钻头。气泵的进气口与大气联通。便于实现副钻头在转动的过程中将流体周向导出，实现钻孔造成的屑吹离，减少屑接触尼龙罩导致限位的微误差，进一步提高精度。

或者，尼龙罩上开设有一导流通道，导流通道的导流方向为倾斜向下，导流通道的出气端的出风方向朝向副钻头；导流通道的进口与两进一出阀的出口导通，两进一出阀的一个进口与气泵的出气口联通，气泵的进气口与大气联通，另一个进口与油泵的出口联通，油泵的进口与油箱联通；导流通道的出口的出风方向朝向副钻头。气泵的进气口与大气联通。便于切换向钻头输送空气与润滑油，提高穿孔效果。

本专利连接方式和原理是：刀具上的限位机构和缩进机构同时作用，来实现沉孔的精准加工。在各类非平整材料的表面(高度)，同时存在最大值、最小值和均值，采用此发明的沉头刀具时，将CNC加工程序中的沉孔进刀量按照上述最小值设置(即相应的刀具的进刀量最大)，当加工位置在各类非平整材料表面最小值时，沉孔的深度受加工程序所控制，刀具的限位结构不工作；当加工位置在各类非平整材料表面非最小值时(即加工面高出最小值)，沉孔刀具下压到一定位置时，限位机构的尼龙罩接触加工材料的表面，并且随着CNC机台主轴的继续下压，尼龙罩受到持续增加的阻力，此时缩进机构开始工作，弹簧受压，刀具产生缩进，从而避免加工深度过深的状况，以此保证沉孔的深度符合加工图纸的要求。

本发明产生的有益效果是：解决了常规刀具受轮廓度波动大的各类非平整材料表面沉孔所出现的尺寸问题，利用自身的缩进机构和限位机构，无视加工材料表面的轮廓度大小的差异，均可实现沉孔的精准加工深度，从技术的源头彻底改善产品质量。特别是当前新能源汽车广泛采用铝挤压型材，对于铝材挤压本身的波动以及总成件焊接后的形变量，本发明的可精准NC加工的沉孔刀具，极大的疏通了产业链的瓶颈节点，使加工变得更简洁高效。

刀具在不同结构强度或不同材料厚度的各类非平整材料上作业时，当各类非平整材料的结构强度较弱或材料厚度较薄时，限位机构抵达加工材料表面，缩进机构中的弹簧需要更换为较弱力度的弹簧；当各类非平整材料的结构强度较强或材料厚度较厚时，限位机构抵达加工材料表面，缩进机构中的弹簧需要需要更换为较强力度的弹簧；弹簧的选用标准是：刀具可正常铣入材料的同时，限位机构与加工材料接触并施加压力导致加工材料形变前，刀具可通过缩进机构的弹簧缩进。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，包括一刀座以及刀具，其特征在于，还包括一可引导刀具沿着轴向朝向刀座缩进的缩进机构，所述刀座与所述刀具通过所述缩进机构滑动连接；

所述缩进机构包括一螺钉以及弹簧，所述螺钉与所述弹簧均安装在所述刀座内，所述刀座上开设有用于穿过螺钉杆部的通孔，所述螺钉的杆部穿过通孔与所述刀具螺纹连接，所述所述刀具的上端部插设在所述刀座内，所述弹簧套设在所述螺钉的杆部的外围，且所述弹簧的上下两端与所述刀座和所述刀具相抵；

还包括用于对刀具的进刀量进行限位的限位机构，所述限位机构包括尼龙罩以及轴承，所述尼龙罩套设在所述轴承的外围，所述轴承套设在所述刀具的外围，所述尼龙罩的下端面为用于接触工件表面限制进刀量的接触面。

2.根据权利要求1所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述刀座内开设有上下贯穿的通道，所述通道从上至下依次为用于容纳螺钉的头部的头部容纳槽、所述通孔以及用于容纳弹簧的弹簧容纳腔，所述引导槽与所述弹簧容纳腔两者的内径均大于所述通孔的内径；

所述弹簧位于所述弹簧容纳腔内；

所述刀具上开设有用于插入平键的键槽，所述弹簧容纳腔的内壁开设有用于引导平键上下运动的平键引导槽，所述刀具与所述刀座通过所述平键与所述平键引导槽沿着刀具的轴向滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述螺钉是内六角圆柱头螺钉。

4.根据权利要求2所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述平键是双圆头平键。

5.根据权利要求2所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述刀具上开设有两个对称设置的键槽；

所述弹簧容纳腔的内壁开设有两个相对设置的平键引导槽。

6.根据权利要求1所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述轴承与所述尼龙罩螺纹连接。

7.根据权利要求2所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述刀具沿着轴向从下至上依次为刀头、轴承限位部、轴承安装部以及刀座连接部；

所述轴承限位部的外径小于所述轴承内圈的外径，所述轴承限位部的外径大于所述轴承安装部的外径；

所述刀座连接部上开设有所述键槽；

所述轴承套设在所述轴承安装部的外围，并与所述轴承限位部相抵；

所述限位机构还包括一轴承锁帽，所述轴承螺帽套设在所述轴承安装部，并与所述轴承的内圈相抵。

8.根据权利要求7所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述刀具的刀头包括上下设置的用于钻出螺纹孔的主钻头以及用于钻出沉孔的副钻头；

所述副钻头的最大外径大于所述主钻头的最大外径；

所述尼龙罩的下端面不低于所述副钻头的下端面。

9.根据权利要求1所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述尼龙罩包括上下设置的上部与下部，所述下部的外径小于所述上部的外径。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的一种可缩进式CNC加工用沉头刀具，其特征在于：所述尼龙罩上开设有一导流通道，所述导流通道的进气端与一气泵的出气口联通，所述导流通道的出气端开设在所述尼龙罩的下端内侧，所述导流通道的出气端的出风方向朝向所述副钻头。