CN110640171A - 一种深孔车削用防振刀杆 - Google Patents

一种深孔车削用防振刀杆 Download PDF

Info

Publication number
CN110640171A
CN110640171A CN201910938084.6A CN201910938084A CN110640171A CN 110640171 A CN110640171 A CN 110640171A CN 201910938084 A CN201910938084 A CN 201910938084A CN 110640171 A CN110640171 A CN 110640171A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cutter
cutter bar
vibration
metal powder
specific gravity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910938084.6A
Other languages
English (en)
Inventor
胡小峰
何兴会
刘勇钢
屈曙光
谷建民
张斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Materials of CAEP
Original Assignee
Institute of Materials of CAEP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Materials of CAEP filed Critical Institute of Materials of CAEP
Priority to CN201910938084.6A priority Critical patent/CN110640171A/zh
Publication of CN110640171A publication Critical patent/CN110640171A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
    • B23B29/04—Tool holders for a single cutting tool

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于车床的刀杆，刀杆由刀杆体、高比重填充物、刀头、螺钉和刀方构成。其结构形式为刀杆体夹持端保持实心体，将其悬出端部加工成空心体，整个刀杆体空心部分外径根据所加工尺寸变径；以高比重金属粉末和机油的混合物作为空心体填充物；刀杆与刀头通过螺纹连接紧固，刀头轴肩处止口以小间隙配合，保证轴肩端面贴紧，实现填充物的密封；在刀头上用螺钉紧固连接所需刀方；刀方上根据换装不同规格刀片，即完成刀杆整体设计。该刀杆可以实现大深径比变径和定径内孔一次性加工。具有的优点是：刀杆组成零件少，结构简单，加工检测抗振性能好，且制造成本低，便于就地生产。

Description

一种深孔车削用防振刀杆
技术领域
本发明涉及一种刀杆，特别是涉及深孔车削防振刀杆，属于机械加工领域。
背景技术
加工深孔（孔深比孔径大于5），尤其是内孔粗糙度或尺寸公差较高的孔，经常使用防振刀杆。国内防振刀杆的生产厂家少，减震能力有限，性能优良的防振刀杆大多依赖进口，价格昂贵。具备大深径比刀杆生产的国外厂家数量也不多，且其刀杆的设计和制造关键技术未公开。
大多数进口标准防振刀杆的共同特点：采用高密度材料作为内置式减振器，由阻尼橡胶圈支撑，整个刀杆零件数量多，结构复杂。其所用高密度材料具体成分未知，一般均配合预调系统一起使用，且高密度材料和预调系统细节作为制造关键技术一般不予详细说明。刀杆外径通常为定径，根据不同的孔径和孔深范围需要采购不同的刀杆，刀杆的加工尺寸范围有限，增加了刀具的使用成本。另外，刀杆的定径是为了便于深孔和浅孔的通用加工设计，这也使加工深孔时刀杆悬出端重量过大，刀杆的动刚度恶化，导致同一个刀具加工深孔的抗震性能不如浅孔。
中国专利CN 109158624 A《一种应用于大螺距螺杆加工的冷却减振刀杆》公开了一种车削刀杆的减振单元详细结构，对其他结构的车削减震刀杆也一定借鉴意义，但是其涉及近10种子零件的组装，且对零件的磁力还有不同要求，装配要求高且较为复杂。
国内也有采用整体硬质合金作为减震刀杆的。但是硬质合金一般采用粉末冶金工艺生产，制造成本高，经济性优于进口减震刀杆，但是还是比普通刀杆高出许多。
发明内容
本发明针对上述不足，设计一种结构简单、易装配、低成本的车削防振刀杆。
本发明按照以下方式实现：
一种深孔车削用防振刀杆，包括刀杆体1、刀头3；所述刀杆体1包括夹持部和悬出部，夹持部为实心结构，悬出部为空心结构，悬出部前端通过螺纹与刀头3连接；所述悬出部的空心结构中填充高比重金属粉末，所述高比重金属粉末是指密度14g/mm3以上的金属粉末，且填充的高比重金属粉末为混合机油的膏状混合物。
所述高比重金属粉末与机油的膏状混合物的密度为高比重金属粉末的70-95%。
所述刀杆体悬出部的外径，从大端的刀杆体夹持部平滑过渡至小端的刀头连接处。
所述刀头3通过螺钉4与刀方5连接，刀方5设置有刀片6。
所述高比重金属粉末为高比重钨基金属粉末。
所述高比重钨基金属粉末的粒径为5-50μm。
所述机油为5号至30号机油或者粘度相当的机油或者混合油。
所述夹持部外圆上设置有挡肩1-1。
所述刀杆体1与刀头2之间通过螺纹配合实现对悬出部空心结构中高比重金属粉末与机油混合物的密封。
所述高比重金属粉末与机油混合物优选为：机油浸润高比重金属粉末，但机油不渗出。
所述刀杆体1与刀头2之间螺纹配合的精度为IT6-7级及以上精度。
本发明的刀杆体夹持部位为实心结构，刀杆体悬出部分为空心体结构，壁厚以满足支撑刚度要求即可，刀杆体外圆为夹持端外径大、空心端外径小的渐变过渡外形结构，渐变形状根据内孔整体形状而定。
本发明的在刀杆体的夹持端实心部位外圆位置可以根据需要加工精度和刀杆尺寸的匹配性增加挡肩结构。
本发明的刀杆体与刀头之间的连接方式为螺纹连接，螺纹前端通过轴肩止口IT6-7级及以上精度的间隙配合公差实现高比重填充物的端面密封。
本发明的刀头上的刀方通过螺钉固定，刀方上根据需要换装刀片。
本发明的优点有：
1、本发明的刀杆体采用夹持端实心，悬出端空心，外圆由夹持端到悬出端从大到小自然过渡的结构，有利于减轻刀杆重量，最大限度保持了系统刚度。
2、本发明中所述刀杆体的空心填料为高比重粉末密度为14g/mm3以上和粘稠机油的混合物，该高比重混合物构成的减震体能够大幅提高防振刀杆设计长径比值，使其达到10以上，防振性能比现有技术的抗振介质优良。
3、本发明中所述刀杆体的减振体密封方式结构简单，采用膏状混合物降低了密封要求，加工精度经济，使用中可避免用橡胶圈密封出现的老化问题，制造存放多年后使用效果依然很好。
4、本发明可以配置不同类型的刀头，满足对不同规格刀方夹持，通过在刀方上换装不同规格标准刀片包括机加刀片和焊接刀片，可以满足不同内孔形貌的变径和定径尺寸的有效加工，因此具备互换性。
5、本发明所用刀杆体材质无特殊要求，可以根据成本需求选取相应材质，材质性能越好，系统抗振动性能越好。
6、本发明所制造的刀杆，加工效果可以优于进口刀杆，加工尺寸范围相对更宽；且组成零件结构简单，材料普通，因此刀杆加工成本低。按照该方法加工的防振刀杆，本发明制造成本为同规格进口防振刀杆的1/10甚至更少，生产技术门槛低，经济效益好，可推广生产。
附图说明
图1一种深孔车削用防振刀杆整体结构示意图。
图2一种深孔车削用防振刀杆的刀杆体结构图。
图3一种深孔车削用防振刀杆的连接刀头结构图。
图4一种深孔车削用防振刀杆具体实施零件加工外形图。
图5一种深孔车削用防振刀杆具体实施所用刀杆外形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
本发明一种深孔车削用防振刀杆，包括刀杆体1、刀头3；所述刀杆体1包括夹持部和悬出部，夹持部为实心结构，悬出部为空心结构，悬出部前端通过螺纹与刀头3连接；所述悬出部的空心结构中填充高比重金属粉末2，且高比重金属粉末2中混合机油。高比重金属粉末2中混合的机油为20号机油。所述刀杆体悬出部的外径，从大端的刀杆体1夹持部平滑过渡至小端的刀头3连接处。所述高比重金属粉末为W-Ni-Fe-Cu金属粉末，粒径为10-20μm。
防振刀杆的刀头3通过螺钉4与刀方5连接，刀方5上设置有刀片6。刀方5通过螺钉固定到刀头3上，刀方5上用紧定螺钉固定刀片7。
实施例2
本发明一种深孔车削用防振刀杆，包括刀杆体1、刀头3；所述刀杆体1包括夹持部和悬出部，夹持部为实心结构，悬出部为空心结构，悬出部前端通过螺纹与刀头3连接；所述悬出部的空心结构中填充高比重金属粉末2，且高比重金属粉末2中混合机油。高比重金属粉末2中混合的机油为30号机油。所述刀杆体悬出部的外径，从大端的刀杆体夹持部平滑过渡至小端的刀头连接处。所述高比重金属粉末2为W-Ni-Fe金属粉末，粒径为20-40μm。
防振刀杆的刀头3通过螺钉4与刀方5连接，刀方5上设置有刀片6。刀方5通过螺钉固定到刀头3上，刀方5上固定有刀片7，刀片7为焊接刀片。
所述夹持部外圆上设置有挡肩1-1。刀杆体1与刀头2之间通过螺纹配合实现对悬出部空心结构中高比重金属粉末2的密封。
实施例3
附图4为某零件外形图，零件材料42CrNiMo，热处理硬度HRC30-35。其内孔深度达560mm，孔深径比接近4:1，且存在变径台阶结构，所有面粗糙度值要求不大于Ra1.6μm，由于特殊使用要求，限制采用磨削加工方式，只能采用车削成形。
根据内孔加工尺寸，以保证刀具刚度要求的前提下，采用本发明的防振刀杆结构尺寸见附图5所示。整个刀杆制造过程为：刀杆体1材料采用45钢、42CrMo、40Cr或其余性质类似的材料，调质处理即可。刀杆体1大端直径87mm，悬出端直径68mm，中间以锥面渐变过渡，刀杆悬出部悬伸长度达到600mm。刀杆内孔直径为50mm。填充物高比重金属粉末2为5-10μm粒径的钨铁镍粉末，钨铁镍粉末中混合20号机油，以粉末全部湿透但不渗液为标准。将高比重金属粉末2混合均匀后填充至刀杆空腔部位的螺纹根部位置，然后将连接刀头3按照图5装配上。刀杆体1与刀头3之间的连接方式为螺纹连接1-3，螺纹前端通过轴肩止口1-2IT6-7级精度的间隙配合公差实现高比重填充物的端面密封。刀杆体与刀头的连接螺纹1-3为M50×2；轴肩止口1-2尺寸及配合间隙为φ52H6/g6。刀杆体1悬出最外端外径与刀头外径相当。用3颗M6的螺钉将刀方5固定到刀头3上，刀方5上用紧定螺钉固定机加刀片。
加工过程中，刀具吃刀深度比相同规格阻尼颗粒进口减振刀杆以及硬质合金减振刀杆提高1倍，而刀具使用寿命维持不变。粗加工吃刀量允许达到3.5mm，精加工吃刀量允许1mm，内孔变径范围在一刀加工条件下保证了加工精度。该自制的防振刀杆造价1.5万元左右，而与该工件匹配的进口阻尼颗粒防振刀杆价格在20万元以上，整体硬质合金刀杆价格也在10万元以上。
实施例4
本发明的刀杆夹持端加工出2-4mm高的挡肩，挡肩位于实心端，可以在一定程度上提高刀杆空心部分刚度，从而提高整体刚度。在相同加工参数下加工图4所示工件，可以在一定程度上辅助提高加工精度。
按照本发明思路设计的防振刀杆，可以换装不同形状的刀头，使其装夹不同类型以及不同规格的刀片，实现高深径比内孔上不同结构的成形。比如，可换装内螺纹车刀、切槽刀、倒角刀等各种标准刀片成形相应的结构。工艺验证，防振性能不受刀片种类影响，加工效果良好。

Claims (10)

1.一种深孔车削用防振刀杆，包括刀杆体（1）、刀头（3）；所述刀杆体（1）包括夹持部和悬出部，夹持部为实心结构，悬出部为空心结构，悬出部前端通过螺纹与刀头（3）连接；所述悬出部的空心结构中填充高比重金属粉末，所述高比重金属粉末是指密度14g/mm3以上的金属粉末，且填充的高比重金属粉末为混合机油的膏状混合物。
2.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述高比重金属粉末与机油的膏状混合物的密度为高比重金属粉末的70-95%。
3.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述刀杆体悬出部的外径，从大端的刀杆体夹持部平滑过渡至小端的刀头连接处。
4.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述刀头（3）通过螺钉（4）与刀方（5）连接，刀方（5）设置有刀片（6）。
5.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，高比重金属粉末为高比重钨基金属粉末。
6.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述高比重钨基金属粉末的粒径为5微米-50微米。
7.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述机油为5号至30号机油中的一种、或者粘度相当的机油、或者混合油。
8.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述夹持部外圆上设置有挡肩（1-1）。
9.根据权利要求1所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述刀杆体（1）与刀头（3）之间通过螺纹配合实现对悬出部空心结构中高比重金属粉末与机油混合物的密封。
10.根据权利要求1或2所述一种深孔车削用防振刀杆，其特征在于，所述高比重金属粉末与机油混合物优选为：机油浸润高比重金属粉末，但机油不渗出。
CN201910938084.6A 2019-09-30 2019-09-30 一种深孔车削用防振刀杆 Pending CN110640171A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910938084.6A CN110640171A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 一种深孔车削用防振刀杆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910938084.6A CN110640171A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 一种深孔车削用防振刀杆

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110640171A true CN110640171A (zh) 2020-01-03

Family

ID=68993298

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910938084.6A Pending CN110640171A (zh) 2019-09-30 2019-09-30 一种深孔车削用防振刀杆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110640171A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112404917A (zh) * 2020-10-13 2021-02-26 北京卫星制造厂有限公司 一种带微细内螺纹不锈钢薄壁壳体的精密制造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1130132A (en) * 1965-12-07 1968-10-09 Norval Elwood Shurtliff Improvements in and relating to tool holders
US4756648A (en) * 1985-12-30 1988-07-12 Gte Valeron Corporation Rotatably adjustable boring bar
CN101644306A (zh) * 2008-08-04 2010-02-10 吕崇耀 湿式颗粒体系及使用该体系的湿式挤压颗粒阻尼器
DE102009012938A1 (de) * 2009-03-12 2010-09-23 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug mit Führungshülse
CN102275086A (zh) * 2011-08-04 2011-12-14 中国科学院过程工程研究所 一种阻尼减振刀杆
CN205200569U (zh) * 2015-09-17 2016-05-04 平原机器厂（新乡） 一种刀杆及采用该刀杆的刀具
CN109317706A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 田中金属加工（上海）有限公司 一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1130132A (en) * 1965-12-07 1968-10-09 Norval Elwood Shurtliff Improvements in and relating to tool holders
US4756648A (en) * 1985-12-30 1988-07-12 Gte Valeron Corporation Rotatably adjustable boring bar
CN101644306A (zh) * 2008-08-04 2010-02-10 吕崇耀 湿式颗粒体系及使用该体系的湿式挤压颗粒阻尼器
DE102009012938A1 (de) * 2009-03-12 2010-09-23 Kennametal Inc. Zerspanungswerkzeug mit Führungshülse
CN102275086A (zh) * 2011-08-04 2011-12-14 中国科学院过程工程研究所 一种阻尼减振刀杆
CN205200569U (zh) * 2015-09-17 2016-05-04 平原机器厂（新乡） 一种刀杆及采用该刀杆的刀具
CN109317706A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 田中金属加工（上海）有限公司 一种用于数控车床的深孔加工阻尼镗刀杆

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112404917A (zh) * 2020-10-13 2021-02-26 北京卫星制造厂有限公司 一种带微细内螺纹不锈钢薄壁壳体的精密制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1781653A (zh) 一种深孔加工方法及其专用刀具
CN110640171A (zh) 一种深孔车削用防振刀杆
CN207888006U (zh) 用于花键内齿加工的加工刀具
CN103586500A (zh) 一种蜂窝夹层复合材料的制孔方法
CN207629262U (zh) 一种用于在回转支承上开口的阶梯钻
CN114192855B (zh) 一种减振铣刀
CN206524183U (zh) 一种消声器微孔加工结构
CN205607759U (zh) 用于回弹仪上的弹击杆
CN104439397A (zh) 一种高精度深孔复合钻及其加工方法
CN205362882U (zh) 一种快速更换可调式焊接铰刀
CN210789375U (zh) 一种汽车铸件机加工用新型钻铰刀
CN104084813B (zh) 一种加工小角度斜圆柱类薄壁零件的方法及辅助工装
CN106363199A (zh) 一种深长环形腔的加工刀具及加工方法
CN210755423U (zh) 分体式气缸体连接孔加工刀具
CN203448722U (zh) 焊接式棒料及刀具
CN106475605A (zh) 钻夹具和钻床
CN204545590U (zh) 一种柴油机气门导管孔加工铰刀
CN205870283U (zh) 一种修磨钻芯对称夹具
CN112264672B (zh) 一种数控刀具及其制作方法
CN107335815B (zh) 凹式顶尖结构
CN214769437U (zh) 一种端面锪刀
CN115383465B (zh) 一种薄壁筒体上细长安装座螺孔加工方法及加工装置
CN115369222B (zh) 含孔结构挤压装置、挤压总成及方法
CN211052559U (zh) 镗削加工零件大径孔的镗刀刀杆
CN217095867U (zh) 一种高速切削用合金铣刀

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200103