CN112958815B - 一种模块化可变径套料钻及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种模块化可变径套料钻及其使用方法，包括刀杆座，刀杆座上沿周向布置有若干切割模块，对应每个切割模块设置一调整机构；调整机构用于调整切割模块上的机夹刀片至刀杆座轴线的距离。可以根据被加工铸件尺寸改变套料钻的加工直径，满足被加工铸件尺寸多样性的加工需求，提高加工效率，减少材料浪费和空间占用，降低成本。

Description

一种模块化可变径套料钻及其使用方法
技术领域
本发明涉及套料钻，具体为一种模块化可变径套料钻及其使用方法。
背景技术
套料钻是以环形切削方式在实体材料上加工孔的钻头，用于套料加工。套料加工能留下料芯，可以节约材料，减少机床的动力消耗。例如，图1所示的低压铸件需要清理浇注系统浇道部分，通常采用的就是套料钻，由于浇道部分中间有凸起（高度一般＜50），套料钻切削量少，可减少加工振动，提高加工效率。当需要从材料中心取出试样作性能检验时，套料钻是别种刀具所不能代替的。套料钻通常用于加工直径60毫米以上的孔，套料深度可达十几米。
目前的套料钻都是固定结构的，其加工直径不可变，少部分产品有可换机夹刀片。因此，一种套料钻只能加工一特定直径的孔，当被加工铸件尺寸不同时，需要配备多种加工不同直径的套料钻，加工不同直径铸件时需要频繁更换套料钻，增加了劳动强度、降低了加工效率，且浪费材料，增加成本，而且多种套料钻的存储也需要占用较大空间，固现有的固定直径的套料钻无法满足的被加工铸件尺寸多样性的加工需求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种模块化可变径套料钻及其使用方法，可以根据被加工铸件尺寸改变套料钻的加工直径，满足被加工铸件尺寸多样性的加工需求，提高加工效率，减少材料浪费和空间占用，降低成本。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种模块化可变径套料钻，包括刀杆座，刀杆座上沿周向布置有若干切割模块，对应每个切割模块设置一调整机构；调整机构用于调整切割模块上的机夹刀片至刀杆座轴线的距离。
优选的，切割模块包括刀杆，刀杆上固定安装有端面车槽用刀夹，端面车槽用刀夹上固定安装机夹刀片。
进一步的，调整机构包括刀杆锁紧螺钉，刀杆上设置有与刀杆座轴线垂直的长条孔，刀杆座上设置有固定螺纹孔，刀杆通过插入长条孔和固定螺纹孔的刀杆锁紧螺钉固定在刀杆座上。
进一步的，调整机构还包括调节螺钉；刀杆上端面设置有支座，支座上设置有支座螺纹孔；刀杆座上设置有与支座螺纹孔对应的调节螺纹孔，调节螺钉插入支座螺纹孔和调节螺纹孔中；调节螺钉与刀杆上的长条孔平行设置。
进一步的，机夹刀片刀尖和刀杆座轴线的连线与刀杆上的长条孔平行。
进一步的，刀杆上设置有对刀面，刀杆座上对应每个刀杆均对应设置一对刀面，刀杆上的对刀面与刀杆座上对应的对刀面平行。
进一步的，当机夹刀片与刀杆座轴线距离最小时，刀杆上的对刀面与刀杆座上对应的对刀面平齐。
进一步的，刀杆上的对刀面与刀杆上的长条孔垂直。
优选的，刀杆座沿轴线同轴开设有安装螺纹孔，使用时，刀杆座通过设置在安装螺纹孔中的刀杆座连接螺钉与面铣刀刀柄固定连接。
一种模块化可变径套料钻的使用方法，所述模块化可变径套料钻，包括刀杆座，刀杆座上沿周向布置有若干切割模块，对应每个切割模块设置一调整机构；调整机构用于调整切割模块上的机夹刀片至刀杆座轴线的距离；切割模块包括刀杆，刀杆上固定安装有端面车槽用刀夹，端面车槽用刀夹上固定安装机夹刀片；调整机构包括刀杆锁紧螺钉，刀杆上设置有与刀杆座轴线垂直的长条孔，刀杆座上设置有固定螺纹孔，刀杆通过插入长条孔和固定螺纹孔的刀杆锁紧螺钉固定在刀杆座上；机夹刀片刀尖和刀杆座轴线的连线与刀杆上的长条孔平行；刀杆上设置有对刀面，刀杆座上对应每个刀杆均对应设置一对刀面，刀杆上的对刀面与刀杆座上对应的对刀面平行；当机夹刀片与刀杆座轴线距离最小时，刀杆上的对刀面与刀杆座上对应的对刀面平齐；刀杆上的对刀面与刀杆上的长条孔垂直；
当需要调整套料钻的外径为D时，松开刀杆锁紧螺钉，将刀杆沿长条孔长度方向移动，使刀杆上的对刀面与刀杆座上对应的对刀面之间的距离△h= (D-d)/2，d表示机夹刀片刀夹与刀杆座轴线之间的最小距离值，并拧紧刀杆锁紧螺钉。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过设置调整机构，能调整切割模块的位置，从而调整切割模块上的机夹刀片与刀杆座中心轴线之间的距离，从而调整加工直径，可以根据被加工铸件尺寸改变套料钻的加工直径，满足被加工铸件尺寸多样性的加工需求，从而对于不同加工直径的被加工铸件，可以采用同一套套料钻，不需要配备多种套料钻，不需要频繁更换套料钻，提高加工效率，减少材料浪费和空间占用，降低成本。
进一步的，调整机构包括刀杆锁紧螺钉，刀杆上设置有与刀杆座轴线垂直的长条孔，使用时，将刀杆沿长条孔长度方向移动调整位置，即可改变刀尖与刀杆座之间的距离，从而实现加工直径的调整，结构简单，调节方便。
进一步的，调整机构还包括调节螺钉；调整直径时，将刀杆锁紧螺钉松开后，调节螺钉能起到稳定刀杆的作用，避免刀杆在上下方向移动，通过旋转调节螺钉带动刀杆沿长条孔长度方向平稳移动，保证刀杆的移动方向，且使的调节操作更加便利。
进一步的，机夹刀片刀尖和刀杆座轴线的连线与刀杆上的长条孔长度方向平行，当使刀杆沿长条孔长度方向移动时，移动距离即是加工半径的变化值，便于移动距离与加工半径之间的换算，减少计算工作量。
进一步的，刀杆上的对刀面与刀杆上的长条孔垂直，从而使用对刀面进行移动距离的测量时，对刀面之间距离的变化即是移动距离，换算简单，减少计算量。
附图说明
图1为铸件需清理的浇道部分；
图2为本发明模块化可变径套料钻爆炸示意图；
图3为本发明套料钻与常用面铣刀刀柄配用；（a）常用面铣刀刀柄，（b）本发明套料钻，（c）本发明套料钻与常用面铣刀刀柄组装图；
图4为套料钻Φ100～180mm各调整状态图； a1-a4分别为调整至Φ100（最小）状态时主视图、仰视图、斜上方视角立体图、斜下方视角立体图；b1-b4分别为调整至Φ140状态时主视图、仰视图、斜上方视角立体图、斜下方视角立体图；c1-c4分别为调整至Φ180状态时主视图、仰视图、斜上方视角立体图、斜下方视角立体图；
图5为本发明模块化可变径套料钻试切应用；
图6为本发明加工后效果；
图7为（a）套料钻与（b）立车端面槽刀加工效果对比；
图中：1.刀杆座，2.调节螺钉，3.刀杆锁紧螺钉，5.刀杆，6.刀杆座连接螺钉，7.端面车槽用刀夹，8.机夹刀片，9.刀夹固定螺钉。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图2所示，本发明所述的模块化组装的可变直径套料钻，包括刀杆座1，刀杆座1上沿周向均匀布置有若干切割模块，对应每个切割模块设置一调整机构；调整机构用于调整切割模块上的机夹刀片8至刀杆座1轴线的距离。
本发明实施例中，切割模块包括刀杆5，刀杆5上通过刀夹固定螺钉9固定安装有端面车槽用刀夹7，端面车槽用刀夹7上固定安装机夹刀片8。
调整机构包括刀杆锁紧螺钉3，刀杆5上设置有与刀杆座1轴线垂直的长条孔，刀杆座1上设置有固定螺纹孔，刀杆5通过插入长条孔和固定螺纹孔的刀杆锁紧螺钉3固定在刀杆座1上。
本发明实施例中，调整机构还包括调节螺钉2。刀杆5上端面设置有支座，支座上设置有支座螺纹孔；刀杆座1上设置有与支座螺纹孔对应的调节螺纹孔，调节螺钉2插入支座螺纹孔和调节螺纹孔中。调节螺钉2与刀杆5上的长条孔平行设置。
本发明实施例中，刀杆座1和刀杆5上均设置有对刀面，当机夹刀片8与刀杆座1轴线距离最小时，刀杆座1上的对刀面和刀杆5上的对刀面平齐。
本发明实施例中，对刀面与调节螺钉2垂直设置。端面车槽用刀夹7安装在刀杆5上的对刀面上。刀杆5上的对刀面设置有凸台，相应的端面车槽用刀夹7的安装面上设置有凹槽，通过凸台和凹槽实现端面车槽用刀夹7的定位安装。
本发明实施例中，机夹刀片8刀尖与刀杆座1轴线的连线与刀杆5上的长条孔及调节螺钉2平行。
本发明实施例中，刀杆座1沿轴线同轴开设有安装螺纹孔，使用时，刀杆座1通过设置在安装螺纹孔中的刀杆座连接螺钉6与面铣刀刀柄固定连接，如图3。上端面上还设置有定位槽，用于刀杆座1与面铣刀刀柄之间的定位连接。本发明可与常用面铣刀刀柄接口连接使用，实现加工中心、铣床等设备通用。
本发明实施例中，切割模块为三个，可实现大直径调节（范围Φ100～180mm，如图4），最大切深30mm，端面环槽宽≥6mm。
本发明使用方法：每组切割模块需独立调整。调节前，先松开刀杆锁紧螺钉3，旋转调节螺钉2，可改变对刀面的位置。由于本发明实施例设计的机夹刀片8刀尖与刀杆座1的回转中心点连线刚好与调节螺钉轴线平行，对刀面与调节螺钉2垂直设置，且当对刀面差值△h=0时，其刀尖外径d=Φ100，所以对刀面的差值△h刚好是刀具半径的变化值△r，即当需要刀具外径D时，用深度尺调节△h=△r =(D-100)/2并拧紧刀杆锁紧螺钉3即可。若三组端面车槽用刀夹7调整不一致，即加工后的端面环槽宽＞6mm，也可使用。
同时也可根据被加工件的不同材质或结构特点，更换不同型号及材质的机夹刀片8。刀具通用性强、使用成本低，经实际使用验证，安全可靠。
本发明根据设计好的图纸投制了2套套料钻，原去浇注系统浇道部分的工艺采用的是立车及立铣，现利用本发明改造好的一台立式锪面铣床设备进行套料加工试切（图5），机床结构刚性好，主轴功率大，适合套料方式加工。
本发明试切件为铝合金的变矩器壳体，内孔径要求Φ120±1mm，加工深度20mm，加工时间120秒。先按需加工孔径调节套料钻外径尺寸，再根据工件材质调整加工参数。为防止断料后损伤刀具，加工时保留2毫米的连接料（图6），再通过榔头敲掉（图7）。通过对比其效率是立车的4倍，立铣的6倍。且表面加工质量较立车端面槽刀加工（图7）要好。
此套料钻的新式结构设计可为后续其它设计提供参考依据。

Claims (3)

1.一种模块化可变径套料钻，其特征在于，包括刀杆座（1），刀杆座（1）上沿周向布置有三个切割模块，对应每个切割模块设置一调整机构；调整机构用于调整切割模块上的机夹刀片（8）至刀杆座（1）轴线的距离；
切割模块包括刀杆（5），刀杆（5）上固定安装有端面车槽用刀夹（7），端面车槽用刀夹（7）上固定安装机夹刀片（8）；
调整机构包括刀杆锁紧螺钉（3），刀杆（5）上设置有与刀杆座（1）轴线垂直的长条孔，刀杆座（1）上设置有固定螺纹孔，刀杆（5）通过插入长条孔和固定螺纹孔的刀杆锁紧螺钉（3）固定在刀杆座（1）上；
刀杆（5）上设置有对刀面，刀杆座（1）上对应每个刀杆（5）均对应设置一对刀面，刀杆（5）上的对刀面与刀杆座（1）上对应的对刀面平行；
刀杆（5）上的对刀面与刀杆（5）上的长条孔垂直；
调整机构还包括调节螺钉（2）；刀杆（5）上端面设置有支座，支座上设置有支座螺纹孔；刀杆座（1）上设置有与支座螺纹孔对应的调节螺纹孔，调节螺钉（2）插入支座螺纹孔和调节螺纹孔中；调节螺钉（2）与刀杆（5）上的长条孔平行设置；
机夹刀片（8）刀尖和刀杆座（1）轴线的连线与刀杆（5）上的长条孔长度方向平行；
当机夹刀片（8）与刀杆座（1）轴线距离最小时，刀杆（5）上的对刀面与刀杆座（1）上对应的对刀面平齐；
刀杆座（1）呈大致三角形，固定螺纹孔设置在三角形的三个侧边。
2.根据权利要求1所述的模块化可变径套料钻，其特征在于，刀杆座（1）沿轴线同轴开设有安装螺纹孔，使用时，刀杆座（1）通过设置在安装螺纹孔中的刀杆座连接螺钉（6）与面铣刀刀柄固定连接。
3.一种权利要求1所述的模块化可变径套料钻的使用方法，其特征在于， 当需要调整套料钻的外径为D时，松开刀杆锁紧螺钉（3），将刀杆（5）沿长条孔长度方向移动，使刀杆（5）上的对刀面与刀杆座（1）上对应的对刀面之间的距离△h= (D-d)/2，d表示机夹刀片（8）刀尖与刀杆座（1）轴线之间的最小距离值，并拧紧刀杆锁紧螺钉（3）。
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