CN112756642A - 可调式大直径内孔精加工复合镗刀 - Google Patents

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曹光亮
周理根
张俊青
张海斌
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    • B23B29/04Tool holders for a single cutting tool
    • B23B29/12Special arrangements on tool holders

Abstract

本发明属于机械加工刀具技术领域,具体涉及可调式大直径内孔精加工复合镗刀,包括刀体和刀柄,刀体具有与刀柄连接的连接端,连接端远离刀柄的一端具有间隔设置并朝向远离刀柄方向延伸的两个以上的延伸部,刀体的另一端具有用于将两个以上的延伸部连接的切削端部,该切削端部、延伸部、连接端之间的空隙使刀体形成镂空框架结构,相应的刀夹设置在延伸部及切削端部上,通过设置镂空框架结构,一方面可以在满足重量要求的情况下获得所需的刀体轴向长度,另一方面,中空设计能够使刀体在加工时充分散热、排屑,进而提高刀具加工的质量稳定性。

Description

可调式大直径内孔精加工复合镗刀
技术领域
本发明属于机械加工刀具技术领域,具体涉及可调式大直径内孔精加工复合镗刀。
背景技术
现有的变速箱壳体类零件加工,因孔系较多,孔的尺寸精度要求及位置度要求较高,且孔的尺寸变化较大,一般采用插补进行加工,或者多把刀具进行加工,被加工件尺寸精度及型位公差难以控制,为了满足生产需求,车间常采用复合镗刀来提高加工效率及产品稳定性。
现有技术中,授权公告号为CN211331369U的专利文献提供了一种复合镗刀,包括依次连接的刀柄、定向旋转机构、复合刀体;复合刀体包括同轴设置的多个子刀体;各子刀体的直径由刀柄侧向复合刀体侧依次减小,每个子刀体的外周均设置有镗刀;镗刀包括沿子刀体周向设置在不同位置的粗镗刀、精镗刀和倒角刀;各子刀体上镗刀的种类根据不同孔系的加工要求进行设置;对于同时设置粗镗刀、精镗刀的子刀体。该专利文献提供的技术方案中的刀体上设置有多个刀片,在设计研发过程中需要考虑刀体自身的体积、重量,为了获得良好、稳定的切削效果,一方面刀体需要具有良好的排屑效果,另一方面刀体重量需要适应机床的限载重量。
发明内容
本发明提供了一种可调式大直径内孔精加工复合镗刀,以解决现有复合镗刀的刀体重量较大、排屑效果不佳的问题。
本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀采用如下技术方案:
可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:包括刀体和刀柄,所述刀体具有与刀柄连接的连接端,所述连接端远离刀柄的一端具有间隔设置并朝向远离刀柄方向延伸的两个以上的延伸部,所述刀体的另一端具有用于将两个以上的延伸部连接的切削端部,该切削端部、延伸部、连接端之间的空隙使所述刀体形成镂空框架结构。
进一步地,所述切削端部具有朝向远离刀柄方向延伸的中心部,所述中心部上设有第一刀夹。
进一步地,所述切削端部具有朝向刀柄部凹陷的凹槽,所述中心部设置在所述凹槽的底部。
进一步地,所述凹槽的槽壁为扩口锥面状。
进一步地,所述延伸部为两个,分别为沿刀体旋转中心轴线中心对称设置的第一延伸部和第二延伸部。
进一步地,所述第一延伸部靠近切削端的一端设有第二刀夹,所述第二延伸部靠近切削端的一端设有第三刀夹。
进一步地,所述第一延伸部靠近连接端的一端设有第四刀夹,所述第二延伸部靠近连接端的一端设有第五刀夹。
进一步地,所述第一刀夹、第二刀夹、第三刀夹、第四刀夹、第五刀夹上均设有用于调节刀刃径向切削尺寸的径向调节机构。
进一步地,所述第一刀夹、第二刀夹、第三刀夹、第四刀夹、第五刀夹上均设有用于调节相应刀夹在刀体上的轴向设置位置的轴向调节机构。
进一步地,所述刀体设有用于降低刀刃温度的冷却通道。
上设有沿轴向间隔设置的第一刀夹、第二刀夹,
进一步地,所述延伸部具有
本发明的有益效果是:
本发明提供了一种可调式大直径内孔精加工复合镗刀,包括刀体和刀柄,刀体具有与刀柄连接的连接端,连接端远离刀柄的一端具有间隔设置并朝向远离刀柄方向延伸的两个以上的延伸部,刀体的另一端具有用于将两个以上的延伸部连接的切削端部,该切削端部、延伸部、连接端之间的空隙使刀体形成镂空框架结构,相应的刀夹设置在延伸部及切削端部上,通过设置镂空框架结构,一方面可以在满足重量要求的情况下获得所需的刀体轴向长度,另一方面,中空设计能够使刀体在加工时充分散热、排屑,进而提高刀具加工的质量稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀的具体实施例的结构示意图;
图2为本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀的刀体左视图;
图3为本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀的刀柄的结构示意图;
图4为本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀的第一刀夹的结构示意图;
图5为本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀的第二刀夹的结构示意图;
图6为本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀的第三刀夹、第四刀夹、第五刀夹的结构示意图;
附图标记:
1、刀柄,2、第一刀夹,21、第一刀片,3、第二刀夹,31、第二刀片,4、第三刀夹,41、第三刀片,42、凸起结构,5、第四刀夹,51、第四刀片,6、第五刀夹,61、第五刀片,7、刀体,71、连接端,72、第一延伸部,73、第二延伸部,74、切削端部,75、中心部,76、凹槽,77、中空,8、内冷结构,81、第一径向分流,82、第二径向分流,83、第一轴向分流,84、第二轴向分流,9、径向螺纹孔,10、轴向调节螺纹孔。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的基体实施的限制。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表达只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的可调式大直径内孔精加工复合镗刀的实施例,如图1至图3所示,可调式大直径内孔精加工复合镗刀,包括刀体7和刀柄1,刀体7具有与刀柄1连接的连接端71,连接端71远离刀柄1的一端具有间隔设置并朝向远离刀柄1方向延伸的两个以上的延伸部,刀体7的另一端具有用于将两个以上的延伸部连接的切削端部74,该切削端部74、延伸部、连接端71之间的空隙使刀体7形成镂空框架结构,即刀体7上具有矩形状的中空77,相应的刀夹设置在延伸部及切削端部74上,通过设置镂空框架结构,一方面可以在满足重量要求的情况下获得所需的刀体7轴向长度,另一方面,中空77设计能够使刀体7在加工时充分散热、排屑,进而提高刀具加工的质量稳定性,刀体7与刀柄1可拆连接,便于适应多型号的机床,增加了企业的制造能力,采用法兰连接,具有结构简单,制造工艺性好,且生产成本低,能够降低刀具的整体制造成本。
为了保证刀体7的强度和刚性,刀体7材质采用高强度航空铝,同体积只有钢体刀具重量的三分之一,刀头采用PCD材质,具有加工效率高、刀具寿命长、加工表面质量好的特点,加工寿命是一般合金的8-10倍,加工稳定性较高,CPK≥1.0。
切削端部74,具有朝向远离刀柄1方向延伸的中心部75,中心部75上设有第一刀夹2。具体来讲,切削端部74具有朝向刀柄1部凹陷的凹槽76,中心部75设置在凹槽76的底部。在本实施例中,凹槽76的槽壁为扩口锥面状。本实施例中的中心部75为由相对的两个弧形面和相对的两个平面组成的扁方状截面,且该截面的中心点位于刀体7的旋转轴线上,其中一个弧形面与平面的拐角处设有刀槽,第一刀夹2装配在该刀槽中。
延伸部为两个,分别为沿刀体7旋转中心轴线中心对称设置的第一延伸部72和第二延伸部73,第一延伸部72和第二延伸部73均具有位于镂空区域外部的曲面,相应曲面的中心轴线与刀体7旋转中心轴线重合,相应曲面上设有用于设置第二刀夹3、第三刀夹4、第四刀夹5、第五刀夹6的刀槽,本实施例中,连接端71及切削端部74与相应曲面相邻的一侧为一对中心对称设置的切平面,请参阅图2,该切平面为3个切面组合而成,整个刀具的端面视图类似于扁方状。
第一延伸部72靠近切削端的一端设有第二刀夹3,第二延伸部73靠近切削端的一端设有第三刀夹4,其中,请参阅图4至图6,第一刀片21的切削刃具有圆角,第三刀片41、第四刀片51、第五刀片61为三角形状,且靠近加工孔壁的一侧面具有向是三角区域外部延伸的凸起结构42,能够加强刀片的强度,第二刀片31为菱形状,第二刀夹3具有与第二刀片31形状相匹配的棱角,用于提供稳定的支撑力。
第一延伸部72靠近连接端71的一端设有第四刀夹5,第二延伸部73靠近连接端71的一端设有第五刀夹6;第二刀夹3、第四刀夹5在第一延伸部72上于轴向方向交错设置,第三刀夹4、第五刀夹6在第二延伸部73上于轴向方向交错设置。
第一刀夹2、第二刀夹3、第三刀夹4、第四刀夹5、第五刀夹6上均设有用于调节刀刃径向切削尺寸的径向调节机构。具体来讲,相应刀夹上设有径向螺纹孔9,径向调节机构为设置在径向螺纹孔9中的调节顶丝,该调节顶丝用于调节刀夹的径向尺寸D1、D2、D3、D4、D5,从大至小依次为D5、D4、D3、D2、D1,调节精度达到0.005。
第一刀夹2、第二刀夹3、第三刀夹4、第四刀夹5、第五刀夹6上均设有用于调节相应刀夹在刀体7上的轴向设置位置的轴向调节机构。具体来讲,相应刀夹后端具有轴向调节螺纹孔10,通过轴向调节螺钉设置在刀体7上,通过轴向调节螺钉可实现刀片在轴向位置A、B、C、D、E。刀具长度A根据机床行程及被加工件孔的深度加上一定的空间余量确定,刀具段差B、C、D、E根据工件尺寸确定,在本实施例中,由大至小依次为A、D、E、C、B。可复合多个直径及段差,满足工件尺寸及型位公差。根据孔径、孔位置,精度、等因素确定刀夹形式,根据机床型式确定刀柄1结构采用HSK、BT等联接型式,具有可更换、结构简单、制造成本低等特点。
为了提高刀具的使用寿命,本实施例中的刀体7内部设计有内冷结构8,刀体7设有用于降低刀刃温度的冷却通道。具体来讲,冷却通道在连接端71的中心位置处沿径向一分为二,即第一径向分流81、第二径向分流82,分流至第一延伸部72、第二延伸部73,用于对第四刀夹5、第五刀夹6上的刀刃进行冷却降温,第一径向分流81连通有沿第一延伸部72延伸的第一轴向分流83,第二径向分流82连通有沿第二延伸部73延伸的第二轴向分流84,第一轴向分流83连通有沿径向延伸至中心部75的第二径向分流82。其中第一轴向分流83、第二轴向分流84分别从相应刀槽的上端、直冲刀刃两个方向对相应的刀头进行冷却液冲洗冷却。
需要说明的是,本实施例中的第一延伸部、第二延伸部、切削端部、连接端为一体成型结构;延伸部的数量可以是3个或4个;高强度航空铝的材质可以是以Al-Zn-Mg-Cu为基的合金。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:包括刀体和刀柄,所述刀体具有与刀柄连接的连接端,所述连接端远离刀柄的一端具有间隔设置并朝向远离刀柄方向延伸的两个以上的延伸部,所述刀体的另一端具有用于将两个以上的延伸部连接的切削端部,该切削端部、延伸部、连接端之间的空隙使所述刀体形成镂空框架结构。
2.根据权利要求1所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述切削端部具有朝向远离刀柄方向延伸的中心部,所述中心部上设有第一刀夹。
3.根据权利要求2所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述切削端部具有朝向刀柄部凹陷的凹槽,所述中心部设置在所述凹槽的底部。
4.根据权利要求3所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述凹槽的槽壁为扩口锥面状。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述延伸部为两个,分别为沿刀体旋转中心轴线中心对称设置的第一延伸部和第二延伸部。
6.根据权利要求5所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述第一延伸部靠近切削端的一端设有第二刀夹,所述第二延伸部靠近切削端的一端设有第三刀夹。
7.根据权利要求6所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述第一延伸部靠近连接端的一端设有第四刀夹,所述第二延伸部靠近连接端的一端设有第五刀夹。
8.根据权利要求7所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述第一刀夹、第二刀夹、第三刀夹、第四刀夹、第五刀夹上均设有用于调节刀刃径向切削尺寸的径向调节机构。
9.根据权利要求7所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述第一刀夹、第二刀夹、第三刀夹、第四刀夹、第五刀夹上均设有用于调节相应刀夹在刀体上的轴向设置位置的轴向调节机构。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的可调式大直径内孔精加工复合镗刀,其特征在于:所述刀体设有用于降低刀刃温度的冷却通道。
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