CN110899871A - 一种深孔螺纹铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深孔螺纹铣刀，包括刀杆、轴承和支撑套，刀杆具有切削部和夹持部，切削部径向开设有刀具安装孔，刀具安装孔内配合安装有刀体，刀体通过安装在切削部的紧固组件锁紧，且刀体的刀刃突出刀具安装孔，切削部的端面上开设有凸柱，轴承的内圈套装在凸柱上，轴承的外圈套装在支撑套上，且刀杆可相对支撑套转动。本发明的有益效果是：能对大孔深比内螺纹进行铣削，可以轻松做到15‑20的孔深比，甚至更大；通过调节刀刃伸出的长短以及更换支撑套，有效的对不同孔径的螺纹进行加工；通过支撑套支撑，从而使铣刀在加工过程中不会发生震动，切削过程平稳而且较为轻快，可以对薄壁件进行加工，能够得到较好的加工表面质量和零件几何尺寸。

Description

一种深孔螺纹铣刀

技术领域

本发明涉及深孔螺纹加工，特别是一种深孔螺纹铣刀。

背景技术

目前，进行内孔螺纹加工的方法有三种，现有技术一：用螺纹内孔车刀车内螺纹，现有技术二：用丝锥攻制内螺纹，现有技术三：用螺纹铣刀铣削螺纹，上述现有技术都分别有其优缺点，但是如果内螺纹的孔深比进一步增加，大于8倍以上，还继续采用通用螺纹刀具对内螺纹进行加工，由于受刀具刚性以及排屑的影响，以上三种方法都会带来很多问题，使内孔螺纹的质量得不到有效的保证，下面就详细描述现有技术在加工深孔螺纹的具体问题。

现有技术一所出现的问题：目前，如需对小径大孔深比的内孔螺纹加工，稍微能行得通的方法是用抗震阻尼内孔车刀杆在车床上对内螺纹进行车削，但是优势非常有限，过程中会遇到诸多问题，如：。

1.1、使用抗震阻尼刀杆对工件内孔进行镗削时，一般要求孔深比≤12，由于车削螺纹时车削力更大，进给更快，当螺纹的孔深比≥10时，车削就比较困难，甚至毁坏工件，折断刀杆；

1.2、由于抗震阻尼刀杆结构的原因，刀杆不可能做到很细，孔径太小的大孔深比螺纹则无法加工；

1.3、由于车床本身的结构影响，无法对大孔深比的内螺纹孔系进行加工；

1.4、抗震阻尼刀杆一般是硬质合金材质，结构复杂，都几千甚至上万一支，价格非常昂贵。

现有技术二所出现的问题：

2.1.由于丝锥属于定尺寸刀具，不同大小螺距的内螺纹需要不同的丝锥，同种孔径螺距的内螺纹还需要分头攻二攻，需要的刀具数量非常繁多，在加上加长丝锥是专用刀具，需要专门定制，一是价格贵，二是周期长；

2.2.用加长丝锥做深孔内螺纹还有一个最大的缺点是排屑困难，在铁屑阻塞的情况下，会折断丝锥或者损坏工件；

2.3.由于丝锥本身的加工原理属于满刃慢速切削，得到的螺纹表面往往不够光洁，如若加工薄壁件，由于切削力量比较大，还会引起工件的变形。

现有技术二所出现的问题：由于受螺纹铣刀刚性的影响，普通螺纹铣刀根本无法对孔深比比较大的内螺纹孔进行加工。

发明内容

本发明提供一种深孔螺纹铣刀，用于在内冷加工中心设备上对大孔深比内螺纹进行铣削，并且刀具的大小可调，可以对不同孔径，不同螺距的螺纹以及非标螺纹进行有效切削。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种深孔螺纹铣刀，包括刀杆、轴承和支撑套，刀杆具有切削部和夹持部，切削部径向开设有刀具安装孔，刀具安装孔内配合安装有刀体，刀体通过安装在切削部的紧固组件锁紧，且刀体的刀刃突出刀具安装孔，切削部的端面上开设有凸柱，轴承的内圈套装在凸柱上，轴承的外圈套装在支撑套上，且刀杆可相对支撑套转动。

优选的，紧固组件包括锁紧螺钉，凸柱上开设有螺钉孔，螺钉孔与刀具安装孔连通，锁紧螺钉安装在螺钉孔内，且锁紧螺钉的端部抵紧在刀体的侧壁上。

优选的，支撑套为圆柱状，且支撑套上开设有阶梯大孔和阶梯小孔，轴承套装在阶梯大孔内，阶梯小孔的直径大于锁紧螺钉头部的直径。

优选的，支撑套的外径大于切削部的外径。

优选的，夹持部的直径大于刀杆切削端的直径。

优选的，刀杆内开设有冷却通道，且冷却通道贯穿夹持部并与刀具安装孔连通，冷却通道上开设有出水孔，出水孔位于刀具安装孔的一侧。

优选的，出水孔倾斜设置，且出水孔的出水端靠近刀体的刀刃，出水孔的进水端远离刀体。

优选的，支撑套为尼龙或塑料制成。

本发明具有以下优点：

1、能对大孔深比内螺纹进行铣削，可以轻松做到15-20的孔深比，甚至更大；

2、该铣刀为可调式铣刀，可以通过调节刀刃伸出的长短以及更换支撑套，有效的对不同孔径的螺纹进行加工，如果超出了刀体的调节范围，还可以直接更换刀体，对于非标螺纹加工来讲，非常有利；与阻尼镗刀杆相比价格低廉，并且可以对较小孔径的内孔螺纹进行有效切削；与专用加长丝锥相比不仅价格低廉，况且生产周期显著缩短；

3、该铣刀通过支撑套支撑，支撑套及轴承外圈将停止转动，与螺纹底孔只产生轴向的滑动，从而使铣刀在加工过程中不会发生震动，切削过程平稳而且较为轻快，可以对薄壁件进行加工，能够得到较好的加工表面质量和零件几何尺寸；

4、该铣刀易于制造，各项材质均为普通材质，易于取得并价格低廉，制造过程不需要专业的技术以及设备，并且可以一劳永逸，第一次制造完成后，后面只需要通过更换刀体以及支撑套即可完成不同螺纹内孔不同的螺距螺纹的加工。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为刀杆的结构示意图；

图3 为支撑套的结构示意图；

图中，1-夹持部，2-切削部，3-冷却通道，4-出水孔，5-刀体，6-轴承，7-支撑套，8-锁紧螺钉，9-刀具安装孔，10-螺钉孔，11-凸柱，12-阶梯大孔，13-阶梯小孔，14-刀杆。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，一种深孔螺纹铣刀，包括刀杆14、轴承6和支撑套7，刀杆14具有切削部2和夹持部1，切削部2和夹持部1均为圆柱状，而切削部2根据实际切削情况，可以为加长的切削部2，当然在本实施例中，用于加工深孔时，其切削部2为加长的切削部2，加长后的刀杆14，可以轻松的做到15~20的孔深比，而且根据实际情况需要，还可以将孔深比做得更大，切削部2径向开设有刀具安装孔9，刀具安装孔9为通孔，在刀具安装孔9内配合安装有刀体5，刀体5通过安装在切削部2的紧固组件锁紧，且刀体5的刀刃突出刀具安装孔9，在使用时，可以根据待加工孔的大小，合理调整刀体5的位置，已满足刀刃的切削要求，在本实施例中，切削部2的端面上开设有凸柱11，将切削部2的端部在车床上进行切削，形成一台阶，就可将凸柱11加工成型，而凸柱11的尺寸则根据轴承6的内圈确定，将轴承6的内圈套装在凸柱11上，且通过台阶进行限位，轴承6内圈与凸柱11之间的配合为过渡配合，在轴承6的外圈套装在支撑套7上，且刀杆14可相对支撑套7转动，进一步的，支撑套7的外径与螺纹底孔为过盈配合，且支撑套7与螺纹底孔之间具有0.01~0.015mm的过盈量，以保证足够的支撑力，该螺纹铣刀在向下进给过程中，支撑套7首先接触工件，然后进入螺纹底孔，由于支撑套7与所述螺孔孔的底孔为过盈配合，因此支撑套7会受到阻力，支撑套7在阻力作用下，支撑套7和轴承6外圈将停止转动，与螺纹底孔只产生轴向滑动，并且两则相对运动速度低，进一步的，支撑套7为尼龙或塑料制成，优选的，支撑套7为尼龙材料制成，由于尼龙材料较软并具有弹性，在对切削部2产生稳定支撑的同时不会挤死以及划伤内孔表面，而由轴承6内圈连接的刀杆14部分的旋转不受影响，并在轴承6和支撑套7的共同作用下保持了足够的刀杆14刚性从而使刀杆14切削运动更加平稳流畅，在加工时，根据图纸上标注的螺孔孔的深度，选择合适的刀杆14，要求切削部2的总长要比螺纹孔的长度长8mm左右，加工前用外圆固定工件，并确保螺纹底孔各截面孔径大小的一致性，一般误差应≤0.01mm；在工件底端做宽2mm左右的环形退刀槽，并确保槽径大于螺纹顶径，。

在本实施例中，紧固组件包括锁紧螺钉8，凸柱11上开设有螺钉孔10，螺钉孔10与刀具安装孔9连通，锁紧螺钉8安装在螺钉孔10内，且锁紧螺钉8的端部抵紧在刀体5的侧壁上，安装时，先将刀体5安装在刀具安装孔9内，调整好刀体5的刀刃的位置，然后将锁紧螺钉8锁紧，此时锁紧螺钉8将刀体5抵紧在刀具安装孔9内，从而实现刀体5的稳固安装，进一步的，支撑套7为圆柱状，如图3所示，且支撑套7上开设有阶梯大孔12和阶梯小孔13，轴承6套装在阶梯大孔12内，阶梯小孔13的直径大于锁紧螺钉8头部的直径，当轴承6安装好后，对应的支撑套7套装在轴承6上即可，在套装支撑套7时，由于阶梯销孔的直径大于锁紧螺钉8头部的直径，因此锁紧螺钉8的头部可以直接穿过阶梯小孔13，从而便于支撑套7的安装，当支撑套7安装好后，支撑套7的外径大于切削部2的外径，因此切削部2与螺纹底孔之间具有间隙，该间隙便于切削碎屑的排出，进一步的，夹持部1的直径大于刀杆14切削端的直径，夹持部1主要用于与机床连接，通过夹持部1将刀杆14安装好后，需要保证切削部2跳动≤φ0.1mm，并使用杠杆百分表根据要求加工的螺纹尺寸对刀体5进行调节，以达到满足图纸要求的内孔螺纹。

在刀杆14内开设有冷却通道3，且冷却通道3贯穿夹持部1并与刀具安装孔9连通，冷却通道3上开设有出水孔4，出水孔4位于刀具安装孔9的一侧，进一步的，出水孔4倾斜设置，且出水孔4的出水端靠近刀体5的刀刃，出水孔4的进水端远离刀体5，将刀杆14设计成内冷式结构，冷却液通过冷却通道3能够直接作用于刀体5上以及刀体5的刀刃上，从而解决了刀体5的冷却问题，而且由于冷却液具有冲刷作用，能够将切削碎屑直接从切削部2与螺纹底孔之间的间隙中排出，从而解决了排屑问题，使得深孔螺纹切削的条件得到有效改善。

本发明的工作过程如下：先将轴承6套装在凸柱11上，并根据要求加工的螺纹尺寸套装相适应的支撑套7，然后将刀杆14通过夹持部1与加工中心进行连接，并保证切削部2跳动≤φ0.1mm，并使用杠杆百分表根据要求加工的螺纹尺寸对刀体5进行调节，以达到满足图纸要求的内孔螺纹；调节完成后，锁死锁紧螺钉8，然后利用数控系统提供的攻丝循环功能对内孔螺纹进行铣削，注意要在攻丝循环中加入到底以后的暂停指令，时间1min左右，以便于铣削到工件底部后的后续操作；并精确的给定螺纹铣削的深度，使刀体5刀刃能准停在退刀槽位置，在切削时，刀杆14在向下进给过程中，支撑套7首先接触工件，然后进入螺纹底孔，由于阻力作用，支撑套7及轴承6外圈将停止转动，与工件的螺纹底孔只产生轴向的滑动，由于尼龙材料较软并具有弹性，在对刀具产生稳定支撑的同时不会挤死以及划伤内孔表面，从而保证了切削加工的连续性和加工质量，而由轴承6内圈连接的切削部2的旋转则不受影响，并在轴承6和支撑套7的共同作用下保持了足够的刀杆14刚性，从而使刀杆14切削运动更加平稳流畅，在切削过程中，冷却液持续不断的从冷却通道3内通入，冷却液直接作用在刀体5和刀体5的刀刃上，从而保证了刀体5的冷却效果，并且冷却液能够对切削碎屑起到冲刷作用，切削碎屑则随着冷却液从螺纹底孔与切削部2之间的缝隙中流出，当刀体5铣削到退刀槽位置暂停后，用扳手松掉锁紧螺钉8，取下支撑套7，使刀刃退回或取出刀体5，并再次启动机床，使刀具退回到初始位置，从而螺纹铣削得以完成。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (8)

1.一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：包括刀杆、轴承和支撑套，所述刀杆具有切削部和夹持部，所述切削部径向开设有刀具安装孔，所述刀具安装孔内配合安装有刀体，所述刀体通过安装在所述切削部的紧固组件锁紧，且所述刀体的刀刃突出所述刀具安装孔，所述切削部的端面上开设有凸柱，所述轴承的内圈套装在所述凸柱上，所述轴承的外圈套装在所述支撑套上，且所述刀杆可相对所述支撑套转动。

2.根据权利要求1所述的一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：所述紧固组件包括锁紧螺钉，所述凸柱上开设有螺钉孔，所述螺钉孔与所述刀具安装孔连通，所述锁紧螺钉安装在所述螺钉孔内，且所述锁紧螺钉的端部抵紧在所述刀体的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：所述支撑套为圆柱状，且所述支撑套上开设有阶梯大孔和阶梯小孔，所述轴承套装在所述阶梯大孔内，所述阶梯小孔的直径大于所述锁紧螺钉头部的直径。

4.根据权利要求3所述的一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：所述支撑套的外径大于所述切削部的外径。

5.根据权利要求1或4所述的一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：所述夹持部的直径大于所述刀杆切削端的直径。

6.根据权利要求5所述的一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：所述刀杆内开设有冷却通道，且所述冷却通道贯穿所述夹持部并与所述刀具安装孔连通，所述冷却通道上开设有出水孔，所述出水孔位于所述刀具安装孔的一侧。

7.根据权利要求6所述的一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：所述出水孔倾斜设置，且所述出水孔的出水端靠近所述刀体的刀刃，所述出水孔的进水端远离所述刀体。

8.根据权利要求4所述的一种深孔螺纹铣刀，其特征在于：所述支撑套为尼龙或塑料制成。

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