CN112846260A - 一种用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种镗头，用于夹持加工发动机缸盖的刀具，所述镗头包括芯轴；刀具导套，其用于穿设所述刀具并对所述刀具进行限位；液压夹持机构，其容置在所述芯轴的中心，用于夹持所述刀具，所述芯轴转动进给带动液压夹持机构转动进给，从而带动刀具在所述刀具导套中转动进给以加工发动机缸盖。本申请采用液压机构对刀具进行固定，解决了现有技术中采用侧压螺钉对刀具进行固定所导致的刀具跳动大的问题。并且，本申请的镗头只设置一个芯轴导套，解决了现有技术中采用多个芯轴导套所导致的刀具行进基准不统一的问题。

Description

一种用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头

技术领域

本发明涉及发动机制造技术领域，更具体地，涉及一种用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头。

背景技术

在发动机缸盖座圈孔和导管孔的加工中，为了保证座圈孔和导管孔的跳动要求(一般要求跳动度在0.075mm内)，座圈孔镗刀和导管孔刀具通常会设计在一个芯轴上，将座圈孔和导管孔一次加工成型，来保证座圈孔和导管孔的同心度，进而保证气门对缸体燃烧室的密封性。但该种设计方式对刀具结构要求较高，会加大刀具的制造难度。

在现有的发动机缸盖座圈孔和导管孔的加工中，采用的是将座圈孔镗刀和导管孔刀具设计在一个芯轴上，将座圈孔和导管孔一次加工成型的方式，但该种加工方式经常出现加工孔不规则、圆度不符合标准的现象，有时甚至出现加工孔为三角形或异形的现象。其原因有以下三点：1)刀具采用侧压螺钉进行固定，侧压螺钉使刀具偏离芯轴的旋转中心，致使刀具跳动大；2)导管孔刀具在进给过程中约束面较多，而多个约束面之间由于同轴度问题会使导管孔刀具的行进基准不统一；3)刀具与刀具的夹持部分过长，致使刀具在加工过程中极其不稳定。

因此，急需一种用于夹持刀具的镗头来解决上述技术问题。

发明内容

针对上述现有加工中的问题，本申请提出了一种新结构镗头，该镗头重新布局了结构和高精度液压系统来夹持刀具，用于解决上述全部或部分技术问题。

本申请提供一种用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，用于夹持加工发动机缸盖的刀具，所述镗头包括：

芯轴；

刀具导套，其用于穿设所述刀具并对所述刀具进行限位；

液压夹持机构，其容置在所述芯轴的中心，用于夹持所述刀具，所述芯轴转动进给带动液压夹持机构转动进给，从而带动刀具在所述刀具导套中转动进给以加工发动机缸盖座圈导管孔。

在一种实施方式中，所述液压夹持机构包括构造为中空结构的夹持段，所述夹持段的内腔用于容置刀具，所述夹持段的腔壁构造有用于容置液压油的腔隙，当对所述腔隙内部施加压力时，所述腔隙内部的液压油对所述夹持段的内壁施加压力以使所述夹持段的内壁变形，从而夹持所述刀具。

在一种实施方式中，所述腔隙的入口设置有可移动的封堵件，移动所述封堵件能够调节所述腔隙内部的压力。

在一种实施方式中，所述封堵件为调节螺钉。

在一种实施方式中，还包括调节机构，所述调节机构用于调节所述刀具导套与所述芯轴的同轴度。

在一种实施方式中，所述调节机构包括中空的调节座，所述调节座的第一端穿设所述刀具导套，第二端的端面通过至少两个调节柱同心连接所述适配器，且能够通过调节所述调节柱来调整所述调节座与所述适配器之间的位置关系，从而调节所述刀具导套与所述芯轴的同轴度。

在一种实施方式中，所述调节座第二端的端面构造为圆形。

在一种实施方式中，所述调节柱为调节螺丝，且所述调节螺丝沿所述调节座第二端端面的周向方向等间距设置。

在一种实施方式中，还包括一芯轴导套，所述芯轴导套用于对所述芯轴进行导向。

在一种实施方式中，还包括适配器，所述适配器套设在所述芯轴的外部。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

1)本申请采用液压机构对刀具进行夹持固定，解决了现有技术中采用侧压螺钉对刀具进行固定所导致的刀具跳动大的问题。

2)只设置一个芯轴导套，解决了现有技术中采用多个芯轴导套所导致的刀具行进基准不统一的问题。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据现有技术的一种镗头的结构示意图一(镗头前端部分)。

图2显示了根据现有技术的一种镗头的结构示意图二。

图3显示了根据现有技术的一种镗头的结构示意图三(镗头前端部分)。

图4显示了所要求加工出的座圈孔和导管孔的加工结构示意图。

图5显示了采用图1-图3所示的镗头夹持刀具所加工出的缸盖座圈孔的圆度检测结果。

图6显示了根据本申请的一种镗头的剖面图(夹持有刀具)。

图7显示了根据本申请的一种镗头的剖面图一(显示有封堵件)。

图8显示了根据本申请的一种镗头的剖面图二(显示有封堵件)。

图9显示了根据本申请的一种镗头的立体结构示意图。

图10显示了根据本申请的一种镗头的分解图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

下面结合附图1-3对现有的座圈孔和导管孔的加工方式进行说明。

如在背景技术中所描述的，发动机缸盖的导管孔或座圈孔出现不规则、圆度不符合标准的现象，其原因有以下三点：1)刀具采用侧压螺钉进行固定，侧压螺钉使刀具偏离芯轴的旋转中心，致使刀具跳动大；2)导管孔刀具在进给过程中约束面较多，而多个约束面之间由于同轴度问题会使导管孔刀具的行进基准不统一；3)刀具与刀具的夹持部分过长，致使刀具在加工过程中极其不稳定。下面详细说明以上三点产生的具体原因：

1)刀具采用侧压螺钉进行固定，侧压螺钉使刀具偏离芯轴的旋转中心，致使刀具跳动大。

如图1所示，导管孔刀具1和座圈孔镗刀51,52设置在同一个适配器403上，芯轴2的外侧套设有芯轴导套4，导管孔刀具1从座圈孔镗刀51,52的中心穿过并向前延伸，以加工缸盖6的导管孔。其中，座圈孔镗刀51用于加工座圈孔200的倒角201(参见图4)，座圈孔镗刀52用于加工座圈孔200的侧壁和底壁。导管孔刀具1通过侧压螺钉3紧固，该紧固方式使得导管孔刀具1偏离芯轴2的旋转中心，致使导管孔刀具1在加工时容易产生跳动大的问题。

2)导管孔刀具1在进给过程中约束面较多，而多个约束面之间由于同轴度问题会使导管孔刀具的行进基准不统一。

如图2所示，导管孔刀具1在进给过程中，会受到刀具导套7、刀具端芯轴导套8、芯轴端芯轴导套9和机床导套10的约束，而这些导套之间的同心度需要保持高度一致，才能在导管孔刀具1的进给过程中，保持导管孔刀具1的运行基准统一。因此，一方面，在加工前调试导套使其同轴度保持一致本身就是很复杂的一道工序，另一方面，这些导套之间的同轴度也很难保持完全一致，致使刀具进给过程中运行轨迹复杂，难以保持刀具运动轨迹的直线度。有必要说明，该图中，D面为开始加工缸盖6的基准面，C面为加工完成的基准面。

3)刀具与刀具的夹持部分过长，致使刀具在加工过程中极其不稳定。

如图3所示，首先，导管孔刀具1的长度L1为295mm，长径比达到47倍。其次，缸盖6加工端面至刀具端芯轴导套8的端面之间的距离L3为298.5mm。再次，刀具导套7的端面与芯轴轴承端面之间的距离L2为212.5mm。导管孔刀具1本身的长度和夹持该导管孔刀具1的夹持部分均过长，致使导管孔刀具1在进给及加工过程中极其不稳定。

鉴于现有刀具在加工过程中存在的以上问题，本申请提出一种新型的夹持刀具的镗头以解决上述全部或部分技术问题。

图4示出了所要加工出的发动机缸盖的导管孔100和座圈孔200的结构示意图，如图4所示，标号100所指为导管孔，标号200所指为座圈孔200，标号201所指为座圈孔200的倒角，L1所示为所加工出的导管孔100的孔深。

图5示出了采用现有的方式加工出的发动机缸盖的座圈孔200的检测结果，该检测结果是采用三坐标设备测量出的孔圆度，孔圆度基本在0.05—0.16mm之间，不符合发动机缸盖座圈孔的加工要求。

图6示出了根据本发明的一种镗头1000，该镗头1000用于精确夹持加工发动机缸盖6的刀具，镗头1000包括芯轴2，刀具导套7和液压夹持机构300。

其中，刀具导套7用于穿设刀具并对刀具进行限位，此处，所述的刀具是指导管孔刀具1。液压夹持机构300容置在芯轴2的中心，用于夹持刀具，芯轴2转动进给带动液压夹持机构300转动进给，从而带动刀具在刀具导套7中转动进给以加工发动机缸盖座圈导管孔6。

在图7和图8所示的实施例中，液压夹持机构300包括构造为中空结构的夹持段，夹持段的内腔用于容置导管孔刀具1，夹持段的腔壁构造有用于容置液压油的腔隙302，当移动封堵件303对所述腔隙302内部施加压力时，腔隙302内部的液压油对中空结构的夹持段内壁施加压力以使夹持段的内壁变形，从而夹持导管孔刀具1。夹持段的内壁由钢材质制成，且比较薄，以使能够在液压油的作用下产生变形。

其中，腔隙302的入口设置有可移动的封堵件303，移动封堵件能够调节腔隙302内部的压力。封堵件303可以为调节螺钉，调节螺钉为M8液压旋紧螺钉。可以通过扳手304旋紧螺钉压缩腔隙302里的液压油，受压的液压油传递压力使夹持段的内壁303变形，从而抱紧导管孔刀具1。

优选地，根据本申请的镗头还包括调节机构400，调节机构400用于调节刀具导套7与芯轴2的同轴度。如图9和图10所示，调节机构400包括中空的调节座401，调节座401的第一端穿设刀具导套7，第二端的端面通过四个调节螺丝402同心连接适配器403(适配器403套设在芯轴2的外部)，且能够通过调节调节螺丝402来调整调节座401与适配器403之间的位置关系，从而调节刀具导套7与芯轴2的同轴度。该实施例中，调节座401第二端的端面构造为圆形。且调节螺丝沿所述调节座401第二端端面的周向方向等间距设置。

在图6所示的实施例中，镗头1000还包括一芯轴导套404，芯轴导套404用于对芯轴2进行导向。该实施例中，仅设置一个芯轴导套404，该芯轴导套404具有比现有技术中的刀具端芯轴导套8、芯轴端芯轴导套9(图2所示)更长的长度，且将刀具端芯轴导套8、芯轴端芯轴导套9集成为一个，减少了约束面，降低了了刀具行进过程中行进过程中基准不统一的风险。

综上所述，本申请具有以下优点：1)本申请采用液压机构对刀具进行夹持固定，解决了现有技术中采用侧压螺钉对刀具进行固定所导致的刀具跳动大的问题。2)只设置一个芯轴导套，解决了现有技术中采用多个芯轴导套所导致的刀具行进基准不统一的问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”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，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。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (10)

1.一种用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，用于夹持加工发动机缸盖的刀具，所述镗头包括：

芯轴；

刀具导套，其用于穿设所述刀具并对所述刀具进行限位；

液压夹持机构，其容置在所述芯轴的中心，用于夹持所述刀具，所述芯轴转动进给带动液压夹持机构转动进给，从而带动刀具在所述刀具导套中转动进给以加工发动机缸盖座圈导管孔。

2.根据权利要求1所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，所述液压夹持机构包括构造为中空结构的夹持段，所述夹持段的内腔用于容置刀具，所述夹持段的腔壁构造有用于容置液压油的腔隙，当对所述腔隙内部施加压力时，所述腔隙内部的液压油对所述夹持段的内壁施加压力以使所述夹持段的内壁变形，从而夹持所述刀具。

3.根据权利要求2所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，所述腔隙的入口设置有可移动的封堵件，移动所述封堵件能够调节所述腔隙内部的压力。

4.根据权利要求3所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，所述封堵件为调节螺钉。

5.根据权利要求2所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，还包括调节机构，所述调节机构用于调节所述刀具导套与所述芯轴的同轴度。

6.根据权利要求5所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，所述调节机构包括中空的调节座，所述调节座的第一端穿设所述刀具导套，第二端的端面通过至少两个调节柱同心连接所述适配器，且能够通过调节所述调节柱来调整所述调节座与所述适配器之间的位置关系，从而调节所述刀具导套与所述芯轴的同轴度。

7.根据权利要求6所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，所述调节座第二端的端面构造为圆形。

8.根据权利要求7所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，所述调节柱为调节螺丝，且所述调节螺丝沿所述调节座第二端端面的周向方向等间距设置。

9.根据权利要求1所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，还包括一芯轴导套，所述芯轴导套用于对所述芯轴进行导向。

10.根据权利要求1所述的用于加工发动机缸盖座圈导管的液压镗头，其特征在于，还包括适配器，所述适配器套设在所述芯轴的外部。

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