CN112643136B - 飞边去除工具以及飞边去除方法 - Google Patents

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Abstract

一种飞边去除工具，具有：壳体；在气缸内不能旋转地往复的中空的套筒；配置在套筒内，具有第一齿，与壳体以及套筒一体地旋转主动齿轮；能够安装前端工具，配置在套筒内的往复轴，其具有：配置在套筒的基端部且配置在主动齿轮的基端侧，具有第二齿的从动齿轮；配置在套筒的前端部，能够在套筒内在旋转方向以及往复方向上滑动的工具支架；和固定从动齿轮和工具支架，贯通主动齿轮的杆；将套筒向前端方向施力的第一弹簧；以及将工具支架从主动齿轮向前端方向施力的第二弹簧。

Description

飞边去除工具以及飞边去除方法
技术领域
本发明涉及一种飞边去除工具以及飞边去除方法。
背景技术
提出了一种飞边去除工具的方案，所述飞边去除工具具有：柄；能够相对于柄沿轴向移动的杆；保持刀具的刀具保持单元；将刀具保持单元相对于杆沿轴向引导的刀具引导单元；将刀具保持单元相对于杆向工件按压的弹簧；和调整弹簧的初始长度的初始长度调整单元，所述飞边去除工具安装在机床的主轴装置上(日本专利特许第6025580号公报、以下，“专利文献1”)。
根据专利文献1的飞边去除工具，有时存在因工件的形状、位置而过度切削、或者切削量不足的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够进行均匀的飞边去除加工的飞边去除工具以及飞边去除方法。
本发明的第一侧面是一种飞边去除工具，具有：
壳体，所述壳体具有柄、气缸；
中空的套筒，所述套筒在所述气缸内不能旋转地往复；
主动齿轮，所述主动齿轮配置在所述套筒内，并且在基端部具有锯齿状的第一齿，与所述壳体以及所述套筒一体地旋转；
往复轴，所述往复轴能够安装前端工具，配置在所述套筒内，并且具有：
从动齿轮，所述从动齿轮配置在所述套筒的基端部且配置在所述主动齿轮的基端侧，并且在前端部具有与所述第一齿啮合的第二齿；
工具支架，所述工具支架配置在所述套筒的前端部，能够在所述套筒内在旋转方向以及往复方向上滑动；和
杆，所述杆固定所述从动齿轮和所述工具支架，贯通所述主动齿轮；
第一弹簧，所述第一弹簧将所述套筒向前端方向施力；以及
第二弹簧，所述第二弹簧将所述工具支架从所述主动齿轮向前端方向施力。
本发明的第二侧面是一种飞边去除方法，包括：
壳体、套筒以及主动齿轮与机床的主轴一体地旋转，
从所述主动齿轮向从动齿轮传递旋转扭矩，前端工具和往复轴一体地旋转，
所述前端工具与对象物接触，所述前端工具在与所述壳体的旋转方向相反的方向上受到阻力扭矩，所述往复轴相对于所述套筒向与所述旋转方向相反的方向旋转，
所述从动齿轮相对于所述主动齿轮滑动，同时所述往复轴克服第二弹簧的弹力而向基端方向移动，
所述前端工具切除所述对象物。
前端工具例如是所谓的旋转叶刀、刷子。旋转叶刀例如是在棒状或卵状的超硬金属母材的表面上配置有多个切削刃的刀具。刷子例如为筒型刷子，用于前端面的飞边去除。刷子的毛材例如是陶瓷、金属。
套筒是中空圆筒状。套筒的外表面在气缸的内表面滑动。优选的是，套筒具有止挡件。止挡件限制往复轴向基端方向的移动。往复轴相对于套筒的轴向的移动宽度是止挡件与从动齿轮的距离。
工具支架在套筒的内表面滑动。
主动齿轮在基端侧的端面具有第一齿。从动齿轮在前端侧的端面具有第二齿。第一齿与第二齿啮合，将第一齿的旋转传递至第二齿。当前端工具与对象物接触而受到切削扭矩时，第二齿相对于第一齿滑动，从动齿轮向基端方向移动。第一齿具有以随着向旋转方向前进而位于前端侧的方式倾斜的第一滑动面。优选的是，以飞边去除工具的旋转轴为中心具有的圆筒面与第一滑动面的交线绘制螺旋。第二齿具有以随着向旋转方向前进而位于前端侧的方式倾斜的第二滑动面。第一滑动面与第二滑动面滑动。
第一滚珠保持孔、第一滚珠以及第一滚子槽可以配置一个或多个。第一滚珠保持孔和第一滚子槽的个数相同。第一滚珠分别配置在第一滚珠保持孔与第一滚子槽之间。优选的是，多个第一滚珠保持孔、第一滚珠以及第一滚子槽均等地配置在圆周上。优选的是，配置2～4个第一滚珠保持孔。更优选的是，配置两个第一滚珠保持孔。
第一滚珠保持孔沿着半径方向延伸。第一滚珠保持孔也可以是通孔。可以在第一滚珠保持孔的外周配置保持第一滚珠的中空的保持筒。保持筒固定于气缸。
第二滚珠保持孔和第二滚珠可以配置一个或多个。优选的是，多个第二滚珠保持孔在圆周上均等地配置。第二滚珠分别配置于第二滚珠保持孔。例如，配置2～4个第二滚珠保持孔。优选的是，配置三个第二滚珠保持孔和第二滚珠。
第二滚珠保持孔可以在半径方向上延伸。第二滚珠可以夹在气缸的内筒内表面与第二滚子槽之间而保持。
另外，也可以省略第二滚珠保持孔、第二滚子槽以及第二滚珠。
主动齿轮可以具有配置在主动齿轮的外周面上的半球状的第三滚珠保持孔。套筒可以在套筒的内部具有与第三滚珠保持孔相同数量的第四滚珠保持孔。在第三滚珠保持孔与第四滚珠保持孔之间分别配置有第三滚珠。多个第三滚珠保持孔和第四滚珠保持孔配置在圆周上。例如，配置2～4个第三滚珠保持孔。优选的是，配置三个第三滚珠保持孔。在这种情况下，主动齿轮通过滚珠支撑于套筒。
另外，由于第三滚珠是以套筒支撑主动齿轮为目的，因此也可以是销。销在半径方向上延伸设置。此时，代替第三滚珠保持孔而设置第三销孔。代替第四滚珠保持孔而设置第四销孔。第三销孔以及第四销孔例如贯通套筒而配置。销插入第四销孔，贯通第三销孔。
第四滚珠保持孔可以在半径方向上延伸。第三滚珠可以夹在第四滚珠保持孔与气缸的内筒面之间而保持。
主动齿轮也可以固定在套筒的内部，以代替由第三滚珠保持孔、第四滚珠保持孔以及第四滚珠支撑的情况。
从动齿轮伴随旋转而在套筒内往复。从动齿轮的第二齿在与主动齿轮的第一齿摩擦的同时，相对于主动齿轮在与工具的旋转方向相反的方向上旋转的同时在套筒内向基端方向移动。
圆周上均等地配置的第二滚珠由气缸支撑，将工具支架保持在气缸的中心位置。
第二弹簧推出往复轴的力作为摩擦力作用于主动齿轮的滑动面与从动齿轮的滑动面之间，扭矩从主动齿轮传递至从动齿轮。
通过第二弹簧的弹力克服在主动齿轮的滑动面与从动齿轮的滑动面之间产生的摩擦力，从动齿轮的滑动面相对于主动齿轮的滑动面滑动。
发明效果
根据本发明的飞边去除工具以及飞边去除方法，能够进行均匀的飞边去除加工。
附图说明
图1是实施方式的工具的纵截面图。
图2是实施方式的套筒的立体图。
图3是实施方式的主动齿轮以及往复轴的立体图。
图4是表示实施方式的工具的使用状况的纵截面图。
图5是表示实施方式的工具的使用状况的纵截面图。
符号说明
5 对象物
10 飞边去除工具
11 柄
13 气缸
15 壳体
17 套筒
21 第一弹簧
29 主动齿轮
43 从动齿轮
45 杆
47 工具支架
49 往复轴
53 第二弹簧
具体实施方式
如图1所示，本实施方式的飞边去除工具10具有壳体15、套筒17、第一弹簧21、主动齿轮29、往复轴49、第二弹簧53。壳体15具有柄11和气缸13。往复轴49从基端开始依次具有从动齿轮43、杆45、工具支架47。飞边去除工具10也可以具有止挡件19、第一滚珠保持孔23、第一滚子槽25、第一滚珠27、滚珠保持筒24、第三滚珠保持孔35、第四滚珠保持孔31、第三滚珠33、第二滚珠保持孔59、第二滚子槽55以及第二滚珠57。柄11例如安装在作为加工中心的机床的主轴上。飞边去除工具10与主轴一起向旋转方向7的方向旋转而使用。
柄11是直柄。柄11配置在气缸13的基端部，具有弹簧收纳孔11a。弹簧收纳孔11a是直圆筒。弹簧收纳孔11a沿着柄11的中心而配置在柄11的内部。
气缸13具有内表面13a。内表面13a是直圆筒。内表面13a沿着气缸13的中心而配置在气缸13的内部，与弹簧收纳孔11a连接。
套筒17为中空圆筒状，具有外周面17a和内表面17b。套筒17不伴随旋转运动而在轴向上往复于气缸13内。套筒17的外周面17a在气缸13的内表面13a上滑动。
止挡件19配置在套筒17的基端部。套筒17的外周面17a被气缸13的内表面13a引导。止挡件19决定从动齿轮43向基端方向的移动宽度63。
第一弹簧21例如是压缩螺旋弹簧。第一弹簧21配置在弹簧收纳孔11a的内部。第一弹簧21将套筒17向前端方向推出。
第一滚珠保持孔23位于内表面13a的轴向上的中央部。例如，两个第一滚珠保持孔23在圆周上等间隔地配置。第一滚珠保持孔23是在径向上延伸的圆筒孔。第一滚珠保持孔23贯通气缸13。
另外，第一滚珠保持孔23例如也可以是半球状、具有底的圆筒孔。在这种情况下，省略滚珠保持筒24。
如图2所示，第一滚子槽25具有半圆状的截面，在轴向上延伸。多个(例如，两个)第一滚子槽25沿周向配置在套筒17的外周面17a上。第一滚子槽25的长度决定套筒17相对于气缸13的轴向的移动量。
第一滚珠27分别配置在第一滚珠保持孔23与第一滚子槽25之间。第一滚珠27在第一滚子槽25内滚动，套筒17沿轴向往复。第一滚珠27被保持于第一滚珠保持孔23，在第一滚子槽25内滚动，限制套筒17的旋转。
中空圆筒的滚珠保持筒24配置在第一滚珠27的外侧，将第一滚珠27朝向半径方向内侧按压。滚珠保持筒24固定于气缸13。滚珠保持筒24抑制第一滚珠27向半径方向外侧的移动。
如图3所示，主动齿轮29具有锯齿状的第一齿29a和通孔29b。第一齿29a具有第一滑动面29a1。第一滑动面29a1以随着向旋转方向7移动而向前端方向前进的方式沿着圆周以螺旋状延伸。第一齿29a的高度65大于移动宽度63。通孔29b沿着旋转轴3延伸。
四个第三滚珠保持孔35配置在主动齿轮29上。第三滚珠保持孔35为半球状。第三滚珠保持孔35均等地配置在圆周上。
如图1所示，四个第四滚珠保持孔31沿周向均等地配置。例如，第四滚珠保持孔31配置在比第一滚子槽25靠基端部侧。第四滚珠保持孔31是在半径方向上延伸的通孔。
第三滚珠33分别配置在第四滚珠保持孔31、第三滚珠保持孔35以及内表面13a之间。第三滚珠33将主动齿轮29支撑在套筒17内。第三滚珠33将套筒17的旋转传递至主动齿轮29。
从动齿轮43具有第二齿43a。第二齿43a具有第二滑动面43a1。第二齿43a与第一齿29a啮合。第二滑动面43a1与第一滑动面29a1滑动。
杆45是直圆筒，贯通于通孔29b。杆45固定从动齿轮43和工具支架47。也可以在杆45与通孔29b之间设置间隙。杆45也可以相对于通孔29b滑动。
杆45也可以具有T字状或L字状的连通孔(未图示)。连通孔连接从动齿轮43的上方的空间和主动齿轮29的下方的空间。连通孔在往复轴49往复时，使气缸13内的空气移动。
工具支架47是中空圆筒状，具有外筒面47a以及柄孔47b。工具支架47配置在套筒17的内表面17b内。
外筒面47a是直圆筒，与套筒17的内表面17b滑动。
柄孔47b沿着旋转轴3位于工具支架47的前端部。在柄孔47b上，安装有旋转刀具(前端工具)61。旋转刀具61在前端部具有切削刃61a。也可以在柄孔47b上配置夹头(未图示)。夹头将旋转刀具61与工具支架47紧固连结。
三个第二滚珠保持孔59位于套筒17的前端部。第二滚珠保持孔59均等地配置在圆周上。第二滚珠保持孔59例如是在径向上延伸的通孔。
第二滚子槽55是圆周槽，配置于外筒面47a。第二滚子槽55具有在轴向上与移动宽度63实质上相同的长度。第二滚子槽55也可以比移动宽度63长。
三个第二滚珠57分别插入气缸13的内表面13a、第二滚珠保持孔59、第二滚子槽55之间，在第二滚子槽55的内部滚动。圆周上均等地配置的三个第二滚珠57由气缸13支撑，将工具支架47保持在气缸13的中心位置。
第二弹簧53例如是压缩螺旋弹簧。第二弹簧53安装在工具支架47与主动齿轮29之间。第二弹簧53具有比第一弹簧21大的弹力。第二弹簧53相对于主动齿轮29将往复轴49向前端方向推出。第二弹簧53推出往复轴49的力作为摩擦力而作用于第二滑动面43a1与第一滑动面29a1之间，扭矩从主动齿轮29传递至从动齿轮43。
接着，对飞边去除工具10的动作进行说明。
飞边去除工具10与机床的主轴一起旋转。旋转通过第一滚珠27、套筒17、主动齿轮29、从动齿轮43传递到旋转刀具61。当切削刃61a与对象物5接触而受到轴向的推力时，如图4所示，套筒17克服第一弹簧21的弹力而向基端方向移动。由于套筒17的外周面17a在气缸13的内表面13a上滑动，因此套筒17正确地移动。由于第一滚珠27在第一滚子槽25内滚动，因此套筒17不旋转地向旋转轴3方向移动。
当旋转刀具61受到切削扭矩时，如图5所示，通过第二弹簧53的弹力而克服在第二滑动面43a1与第一滑动面29a1之间产生的摩擦力，从动齿轮43的第二滑动面43a1相对于主动齿轮29的第一滑动面29a1滑动。并且，往复轴49一边沿旋转方向7的反方向旋转一边向基端方向移动。
即使对象物5的位置发生变动，也能够根据从对象物5受到的推力载荷和径向载荷，以使切削扭矩相对于对象物5恒定的方式，使往复轴49进退，由切削刃61a调整切削量。其结果是，与对象物5的飞边去除对象面的位置无关地维持一定的切削量。
另外，在将作为前端工具的陶瓷刷子安装在飞边去除工具10上，使陶瓷刷子从横向与对象物5接触时，工具支架47根据扭矩而上升。因此，能够抑制陶瓷刷子或飞边去除工具10的破损。
另外，使用本实施方式的飞边去除工具10进行飞边去除加工时，飞边去除后的加工面变得平滑。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形，在权利要求书中记载的技术思想中包含的技术事项全部成为本发明的对象。上述实施方式示出了优选的例子，但是本领域技术人员能够根据本说明书中公开的内容，实现各种代替例、修正例、变形例或改良例。这些包含在附加的权利要求书所记载的技术范围内。

Claims (10)

1.一种飞边去除工具(10)，其特征在于，具有：
壳体(15)，所述壳体(15)具有柄(11)、气缸(13)；
中空的套筒(17)，所述套筒(17)在所述气缸(13)内不能旋转地往复；
主动齿轮(29)，所述主动齿轮(29)配置在所述套筒(17)内，并且在基端部具有锯齿状的第一齿(29a)，与所述壳体(15)以及所述套筒(17)一体地旋转；
往复轴(49)，所述往复轴(49)能够安装前端工具(61)，配置在所述套筒(17)内，并且具有：
从动齿轮(43)，所述从动齿轮(43)配置在所述套筒(17)的基端部且配置在所述主动齿轮(29)的基端侧，并且在前端部具有与所述第一齿(29a)啮合的第二齿(43a)；
工具支架(47)，所述工具支架(47)配置在所述套筒(17)的前端部，能够在所述套筒(17)内在旋转方向以及往复方向上滑动；和
杆(45)，所述杆(45)固定所述从动齿轮(43)和所述工具支架(47)，贯通所述主动齿轮(29)；
第一弹簧(21)，所述第一弹簧(21)将所述套筒(17)向前端方向施力；以及
第二弹簧(53)，所述第二弹簧(53)将所述工具支架(47)从所述主动齿轮(29)向前端方向施力。
2.根据权利要求1所述的飞边去除工具(10)，其特征在于，
所述气缸(13)在基端侧具有弹簧收纳孔(11a)，
所述第一弹簧(21)插入到弹簧收纳孔(11a)。
3.根据权利要求1或2所述的飞边去除工具(10)，其特征在于，
所述第二弹簧(53)在所述套筒(17)内配置在所述主动齿轮(29)与所述工具支架(47)之间。
4.根据权利要求1或2所述的飞边去除工具(10)，其特征在于，
第一齿(29a)具有随着朝向所述柄(11)的旋转方向(7)而位于前端侧的滑动面(29a1)。
5.根据权利要求1或2所述的飞边去除工具(10)，其特征在于，
所述套筒(17)具有抑制所述主动齿轮(29)向基端侧的移动宽度(63)的止挡件(19)，
所述移动宽度(63)小于所述主动齿轮(29)的刃的高度(65)。
6.根据权利要求1或2所述的飞边去除工具(10)，其特征在于，
所述气缸(13)在内表面具有第一滚珠保持孔(23)，
所述套筒(17)在所述套筒(17)的外周面(17a)具有在往复方向上延伸的第一滚子槽(25)，
所述飞边去除工具(10)还具有第一滚珠(27)，所述第一滚珠(27)配置于所述第一滚珠保持孔(23)，在所述第一滚子槽(25)内转动。
7.根据权利要求1或2所述的飞边去除工具(10)，其特征在于，
所述套筒(17)在内表面具有第二滚珠保持孔(59)，
所述工具支架(47)在所述工具支架(47)的外周面(47a)具有第二滚子槽(55)，
所述飞边去除工具(10)还具有第二滚珠(57)，所述第二滚珠(57)配置于所述第二滚珠保持孔(59)，在所述第二滚子槽(55)内转动。
8.根据权利要求1或2所述的飞边去除工具(10)，其特征在于，
所述第二弹簧(53)具有比所述第一弹簧(21)大的弹力。
9.一种飞边去除方法，其特征在于，包括：
壳体(15)、套筒(17)以及主动齿轮(29)与机床的主轴一体地旋转，
从所述主动齿轮(29)向从动齿轮(43)传递旋转扭矩，前端工具(61)和往复轴(49)一体地旋转，
所述前端工具(61)与对象物(5)接触，所述前端工具(61)在与所述壳体(15)的旋转方向(7)相反的方向上受到阻力扭矩，所述往复轴(49)相对于所述套筒(17)向与所述旋转方向(7)相反的方向旋转，
所述从动齿轮(43)相对于所述主动齿轮(29)滑动，同时所述往复轴(49)克服第二弹簧(53)的弹力而向基端方向移动，
所述前端工具(61)切除所述对象物(5)。
10.根据权利要求9所述的飞边去除方法，其特征在于，
所述前端工具(61)从所述对象物(5)受到推力载荷，
所述套筒(17)克服第一弹簧(21)的弹力而向基端方向移动。
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