CN115007915A - 锥孔加工工具及锥孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锥孔加工工具及锥孔加工方法，其中，锥孔加工工具包括：刀具主体；装配套，装配套与刀具主体可拆连接，装配套的内周壁凹设有沿其轴向延伸的三个以上的装配槽，三个以上的装配槽沿着装配套的周向均匀排布，三个以上的装配槽的槽底均呈圆弧状设置，三个以上的装配槽的槽底均朝同一方向倾斜设置；装配槽的槽底部分贯穿，形成沿其长度方向延伸的让位开口；若干挤压圆柱棒分设于对应的装配槽内，挤压圆柱棒的一侧与对应的装配槽的槽底配合并自对应的让位开口伸出，挤压圆柱棒的另一侧与装配槽的槽口相齐平；刀具主体与装配套插接配合，以使挤压圆柱棒被限位于对应的装配槽内。相较于现有技术，本发明达到了降低锥孔加工的成本的目的。

Description

锥孔加工工具及锥孔加工方法

技术领域

本发明涉及锥孔加工技术领域，特别涉及一种锥孔加工工具及锥孔加工方法。

背景技术

现有技术中，通常使用铰刀进行锥孔加工，铰刀的刀刃部与铰刀为一体成型。一方面，在刀刃部受损后，需要对整个刀刃部进行修复，另一方面，在刀刃部受损至不能使用后，整个铰刀则不能使用，使得锥孔加工的成本较高，故亟需改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种锥孔加工工具，旨在降低锥孔加工的成本。

为实现上述目的，本发明提出一种锥孔加工工具，包括：

刀具主体；

装配套，所述装配套与所述刀具主体可拆连接，所述装配套的内周壁凹设有沿其轴向延伸的三个以上的装配槽，三个以上的所述装配槽沿着所述装配套的周向均匀排布，三个以上的所述装配槽的槽底均呈圆弧状设置，三个以上的所述装配槽的槽底均朝同一方向倾斜设置；所述装配槽的槽底部分贯穿，形成沿其长度方向延伸的让位开口；

若干挤压圆柱棒，所述挤压圆柱棒的数量与所述装配槽的数量相同，若干所述挤压圆柱棒分设于对应的所述装配槽内，所述挤压圆柱棒的一侧与对应的所述装配槽的槽底配合并自对应的所述让位开口伸出，所述挤压圆柱棒的另一侧与对应的所述装配槽的槽口相齐平；

所述刀具主体还与所述装配套插接配合，以使所述挤压圆柱棒被限位于对应的所述装配槽内；所述挤压圆柱棒伸出对应的所述让位开口的部分受外部作用力驱动时可绕自身轴线相对所述装配套转动。

可选地，所述刀具主体包括：

夹持柄，一端供机床夹持，另一端凹设有滑槽；

滑动套，一端仅沿所述装配套的轴向可滑动的连接于所述滑槽内，另一端伸出所述滑槽；

弹性件，安装于所述滑槽的底壁与所述滑动套之间；

刀轴，一端与所述滑动套背对所述夹持柄的一端固定连接，另一端与所述装配套插接配合，其上设置有与所述装配套邻近所述夹持柄的一端相抵接的定位台，所述装配套的外壁邻近所述定位台的位置沿其周向环设有第一凸台；

螺母，其内壁的一端螺纹旋接于所述定位台的外壁，其内壁的另一端朝向所述第一凸台延伸并超出所述第一凸台，其内壁远离所述定位台的位置沿其周向环设有与所述第一凸台相扣接的第二凸台。

可选地，所述滑槽沿其径向贯穿设置有两固定孔，所述滑动套的外壁沿其径向贯穿设置有沿其轴向延伸的通槽；

所述刀具主体还包括定位销，其两端分别与两所述固定孔配合，其中部沿所述装配套的轴向可滑动的连接于所述通槽内。

可选地，所述刀具主体还包括外套，一端螺纹旋接于所述滑动套的外壁远离所述夹持柄的位置，另一端延伸至可滑动的套接于所述夹持柄外壁。

可选地，所述定位台包括直径较大的第一段以及直径较小的第二段；

所述螺母螺纹旋接于所述第二段，所述螺母远离所述第一凸台的表面抵接于所述第一段邻近所述第二段的表面。

本发明还提出一种锥孔加工方法，所述锥孔加工方法包括如下步骤：

S101：选用延伸率不小于3.5％的铝合金，压铸成型带有锥孔的毛坯件；

S102：对毛坯件上的锥孔进行铰削加工；

S103：通过钻床驱动如上所述的锥孔加工工具加工铰削加工后的锥孔。

可选地，步骤S101中的铝合金为铝-硅-铜系铝合金。

可选地，步骤S103中钻床的转速在80至100转/分之间。

可选地，步骤S102加工后所得锥孔的单面余量在0.020至0.025mm之间。

可选地，步骤S103加工后所得锥孔的孔壁的粗糙度在Ra0.4至Ra0.8之间。

本发明技术方案通过将三个以上的挤压圆柱棒分设于装配套外壁上对应的装配槽内，使得三个以上的挤压圆柱棒构成了锥孔加工工具的刀刃部，当刀刃部受损后，将装配套200从刀具主体100上拆下，再将挤压圆柱棒300 从装配套200的装配槽200a中取出，只需要对挤压圆柱棒和装配槽进行修复，当刀刃部受损至不能使用后，只需更换挤压圆柱棒，便可继续使用。与现有技术相比，降低了锥孔加工的成本。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为锥孔加工工具的结构示意图；

图2为图1中装配套、刀轴以及挤压圆柱棒之间的连接结构示意图；

图3为锥孔加工方法的步骤图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1和图2，本发明提出一种锥孔加工工具1000。该锥孔加工工具 1000包括刀具主体100、装配套200以及挤压圆柱棒300。

装配套200与刀具主体100可拆连接，装配套200的内周壁沿其径向凹设有沿其轴向延伸的三个以上的装配槽200a，三个以上的装配槽200a沿着装配套 200的周向均匀排布，三个以上的装配槽200a的槽底均呈圆弧状设置，三个以上的装配槽200a的槽底均朝同一方向倾斜设置且倾斜角度相同；装配槽200a 的槽底部分贯穿，形成沿其长度方向延伸的让位开口(未图示)。

挤压圆柱棒300的数量与装配槽200a的数量相同，若干挤压圆柱棒300分设于对应的装配槽200a内，挤压圆柱棒300的一侧与对应的装配槽200a的槽底配合并自对应的让位开口伸出，挤压圆柱棒300的另一侧与对应的装配槽200a 的槽口相齐平；刀具主体100还与装配套200插接配合，以使挤压圆柱棒300被限位于对应的装配槽200a内；挤压圆柱棒300伸出对应的让位开口的部分受外部作用力驱动时可绕自身轴线相对装配套200转动。

通过上述的技术方案，三个以上的挤压圆柱棒300构成了锥孔加工工具 1000的刀刃部，当刀刃部受损后，将装配套200从刀具主体100上拆下，再将挤压圆柱棒300从装配套200的装配槽200a中取出，修复挤压圆柱棒300和装配槽200a便可，当刀刃部受损至不能使用后，更换挤压圆柱棒300，便可继续使用。与现有技术相比，降低了锥孔加工的成本。

锥孔加工过程中，将刀具主体100夹持在机床上，机床可以为钻床、铣床等，机床带动刀具主体100转动并向下移动，直至装配套200上的挤压圆柱棒 300伸入待加工的孔内并接触待加工的孔的孔壁，带动挤压圆柱棒300绕自身轴线相对装配套200转动，如此便能加工锥孔。

较佳地，挤压圆柱棒300与装配槽200a均设为四个，四个装配槽200a沿着装配套200的周向均匀排布，如此能够保证锥孔加工工具1000在切削时的稳定性。在其他实施例中，装配套200上装配槽200a的数量还可以为三个、五个、六个，挤压圆柱棒300的数量与装配槽200a的数量相等且一一对应设置。

需要说明的是，装配槽200a位于装配套200的端部，装配套200设有装配槽200a的端部向内切削呈锥形设置，该锥形部分的倾斜方向与装配槽200a的槽底的倾斜方向相同；该锥形部分的内壁为内锥形面，内锥形面的母线与装配套200的轴线之间的夹角的角度等于挤压圆柱棒300的轴线与装配套200的轴线之间的夹角的角度，挤压圆柱棒300与对应的装配槽200a的槽口相齐平的一侧与内锥形面相齐平；该锥形部分的外壁为外锥形面，外锥形面的母线与装配套200的轴线之间的夹角的大小等于挤压圆柱棒300的轴线与装配套200的轴线之间的夹角的大小。

值得注意的是，让位开口的宽度小于挤压圆柱棒300的直径，从而能够保证挤压圆柱300始终位于装配槽200a内。

为了增大锥孔加工工具1000所能承受的轴向力和径向力，在本发明的一实施例中，请参阅图1，刀具主体100包括：夹持柄110、滑动套120、弹性件130、刀轴140以及螺母150。

夹持柄110的一端供机床夹持，夹持柄110的另一端凹设有滑槽111；滑动套120的一端仅沿装配套200的轴向可滑动的连接于滑槽111内，滑动套120的另一端伸出滑槽111；弹性件130安装于滑槽111的底壁与滑动套120之间；刀轴 140经热处理淬火，使其具有较高的硬度，刀轴140的一端与滑动套120背对夹持柄110的一端固定连接，刀轴140的另一端与装配套200插接配合，刀轴140 远离滑动套120的一端呈锥形设置而与装配套200上的锥形部分相插接适配；刀轴140上设置有与装配套200邻近夹持柄110的一端相抵接的定位台141，装配套200的外壁邻近定位台141的位置沿其周向环设有第一凸台210；螺母150 的内壁的一端螺纹旋接于定位台141的外壁，螺母150的内壁的另一端朝向第一凸台210延伸并超出第一凸台210，其内壁远离定位台141的位置沿其周向环设有与第一凸台210相扣接的第二凸台151。

通过上述的技术方案，锥孔加工过程中，将夹持柄110夹持在机床上，机床带动夹持柄110转动并向下移动，直至装配套200上的挤压圆柱棒300伸入待加工的孔内并接触待加工的孔的孔壁，挤压圆柱棒300伸出对应的装配槽200a 的槽口的部分受外部作用力驱动绕自身轴线相对装配套200转动，如此便能加工锥孔。上述的过程中，一方面，带动夹持柄110上的滑槽111沿滑动套120外壁向下滑动，挤压弹性件130，进而缓冲锥孔加工工具1000所受到的轴向力，另一方面，刀轴140能够承受挤压圆柱棒300在装配槽200a中转动时所产生的径向力，如此能够增大锥孔加工工具1000所能承受的轴向力和径向力。

较佳地，弹性件130设置为弹簧，从市场上直接购买即可，组装方便；在其他实施例中，弹性件130还可以设置为弹片和弹块。

较佳地，滑动套120面对弹性件130的表面凹设有安装槽121，弹性件130 背对滑槽111的槽底的一端伸入安装槽121内，如此方便弹性件130在受到轴向力的作用后发生弹性形变。

较佳地，夹持柄110供机床夹持的一端为小径段，夹持柄110凹设有滑槽111 的一端为大径段，如此能够夹持柄110制作所需的原材料，并且，保证夹持柄 110的结构强度。

上述的滑动套120仅沿装配套200的轴向可滑动的连接于滑槽111内的方式有很多种，在本发明的一实施例中，请参阅图1，滑槽111沿其径向贯穿设置有两固定孔111a，滑动套120的外壁沿其径向贯穿设置有沿其轴向延伸的通槽122。刀具主体100还包括定位销160，定位销160的两端分别与两固定孔111a 配合，定位销160的中部沿装配套200的轴向可滑动的连接于通槽122内。

通过上述的技术方案，当夹持柄110上的滑槽111沿滑动套120外壁向下滑动，带动定位销160沿通槽122向下滑动。在其他实施例中，滑动套120与滑槽 111之间的滑动连接还可以通过滑轨和滑块的方式实现。

为了增大锥孔加工工具1000所能承受的轴向力，在本发明的一实施例中，请参阅图1，刀具主体100还包括单向推力球轴承170，套接于刀轴140上并夹设于定位台141与装配套200之间。单向推力球轴承170可以承受单方向的轴向力，如此能够增大锥孔加工工具1000所能承受的轴向力。

在本发明的一实施例中，请参阅图1，刀具主体100还包括外套180，外套 180的内壁的一端螺纹旋接于滑动套120的外壁远离夹持柄110的位置，外套 180的内壁的另一端延伸至可滑动的套接于夹持柄110外壁，如此能够在不干涉滑动套120仅沿装配套200的轴向可滑动的连接于滑槽111内的前提下，增大滑动套120与装配套200的连接强度。

在本发明的一实施例中，请参阅图1，滑动套120远离夹持柄110的表面凹设有固定槽123，刀轴140远离装配套200的一端与固定槽123配合，滑动套120 外壁凹设有贯穿至固定槽123的通孔，刀轴140上凹设有与通孔对位设置的螺纹孔，通孔通过螺接件124与螺纹孔连接。螺接件124可以设置为螺栓、螺钉等。

通过上述的技术方案，能够实现滑动套120与刀轴140的可拆卸连接，使得锥孔加工工具1000模块化。当将滑动套120与刀轴140相固定时，先将刀轴 140远离装配套200的一端插接于固定槽123内，再将螺接件124穿过通孔后螺纹连接于螺纹孔内，如此便能将滑动套120与刀轴140相固定。当件滑动套120 与刀轴140相分离时，先将螺接件124传动螺纹孔内旋出，再将将刀轴140远离装配套200的一端从固定槽123内抽出，如此便能将滑动套120与刀轴140相分离。

在本发明的一实施例中，请参阅图1，定位台141包括直径较大的第一段 141a以及直径较小的第二段141b，螺母150螺纹旋接于第二段141b，螺母150 远离第一凸台210的表面抵接于第一段141a邻近第二段141b的表面，如此方便确认螺母150是否旋拧到位，并且，螺母150与第一段141a相抵接能够增大螺母150所能承受的轴向力。

本发明的一实施例中，请参阅图1，挤压圆柱棒300伸出对应的让位开口的一侧与对应的让位开口之间的垂直距离在不小于0.05mm，用于铸加工的孔的孔壁与装配套200外部径向尺寸间隙的让位，防止加工孔的孔壁受损。

较佳地，挤压圆柱棒300的轴线与装配套200的轴线的夹角为1.44度，从而能够加工锥度为2.88度的锥孔，如此能够加工座椅底板上的锥孔。在其他实施例中，挤压圆柱棒300的轴线与装配套200的轴线的夹角还可以为1.00、1.10、 1.20、1.30、1.40、1.50、1.60、1.70、1.80、1.90、2.00度等。

在发明的一实施例中，请参阅图1，锥孔的直径尺寸大小由机床带动刀具主体100的向下移动距离进行控制。

现有技术中，座椅底板铝合金压铸件上的锥孔，是用来装配座椅升降作用氮气弹簧气缸构件外部的莫氏圆锥体，锥孔的装配配合精度将直接影响到座椅的质量与产品的使用安全，所以是整个座椅产品上的关键的连接部位，目前，在该产品的制造业中，基本采用铰削工艺，得到的孔的表面粗糙度差，造成配合精度低。

本发明还提出一种锥孔加工方法，请参阅图3，该锥孔加工方法包括如下步骤：

S101：选用延伸率不小于3.5％的铝合金，压铸成型带有锥孔的毛坯件。

压铸是一种利用高压强制将金属熔液压入形状复杂的金属模内的一种精密铸造法。压力铸造(简称压铸)的实质是在高压作用下，使液态金属以较高的速度充填压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法。

S102：对毛坯件上的锥孔进行铰削加工。

铰削是利用铰刀从已加工的孔壁切除薄层金属，以获得精确的孔径和几何形状以及较低的表面粗糙度的切削加工。

S103：通过钻床驱动如上所述的锥孔加工工具1000加工铰削加工后的锥孔。

即通过钻床夹持锥孔加工工具1000，再驱动锥孔加工工具1000加工铰削加工后的锥孔。

通过上述的锥孔加工方法，无需采用复杂的机械设备，便改善了锥孔的孔壁的表面粗糙度，从而提高了锥孔与莫氏圆锥体之间的配合精度，提高了座椅的质量，保证了座椅的使用安全。

较佳地，步骤S101中的铝合金为铝-硅-铜系的铝合金，铝-硅-铜系的铝合金具有良好铸造工艺性能和气密性，能够提高压铸成型带有锥孔的毛坯件的质量。

较佳地，S101步骤中：选用延伸率为3.5％的铝合金，压铸成型带有锥孔的毛坯件，如此能够保证加工所得锥孔的孔壁的表面粗糙度。

较佳地，步骤S103中钻床的转速在80至100转/分之间，如此能够保证加工后的锥孔的孔壁的表面粗糙度。步骤S103中钻床的转速可设置为80转/分、85 转/分、90转/分、95转/分、100转/分等。

较佳地，步骤S103加工后所得锥孔的单面余量在0.020至0.025mm之间，如此能够保证锥孔的配合精度。

较佳地，步骤S102加工后所得锥孔的孔壁的表面粗糙度在Ra0.4至Ra0.8 之间，如此能够保证了锥孔的加工精度。

较佳地，步骤S103中向锥孔中加入工业煤油作为介质，工业煤油的作用：

第一，润滑，可以锥孔加工工具1000与锥孔的孔壁之间的摩擦，形成部分润滑膜，从而减小挤压力、摩擦和功率消耗，降低锥孔加工工具1000中挤压棒300的磨损，改善工件材料的加工性能。

第二：冷却，降低锥孔加工工具1000中挤压棒300与锥孔摩擦部位的包面湿度。

第三：防氧化，防止环境介质中腐蚀性物质对锥孔的孔壁产生侵蚀。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种锥孔加工工具，其特征在于，包括：

刀具主体；

装配套，所述装配套与所述刀具主体可拆连接，所述装配套的内周壁凹设有沿其轴向延伸的三个以上的装配槽，三个以上的所述装配槽沿着所述装配套的周向均匀排布，三个以上的所述装配槽的槽底均呈圆弧状设置，三个以上的所述装配槽的槽底均朝同一方向倾斜设置；所述装配槽的槽底部分贯穿，形成沿其长度方向延伸的让位开口；

若干挤压圆柱棒，所述挤压圆柱棒的数量与所述装配槽的数量相同，若干所述挤压圆柱棒分设于对应的所述装配槽内，所述挤压圆柱棒的一侧与对应的所述装配槽的槽底配合并自对应的所述让位开口伸出，所述挤压圆柱棒的另一侧与对应的所述装配槽的槽口相齐平；

所述刀具主体还与所述装配套插接配合，以使所述挤压圆柱棒被限位于对应的所述装配槽内；所述挤压圆柱棒伸出对应的所述让位开口的部分受外部作用力驱动时可绕自身轴线相对所述装配套转动。

2.如权利要求1所述的锥孔加工工具，其特征在于，所述刀具主体包括：

夹持柄，一端供机床夹持，另一端凹设有滑槽；

滑动套，一端仅沿所述装配套的轴向可滑动的连接于所述滑槽内，另一端伸出所述滑槽；

弹性件，安装于所述滑槽的底壁与所述滑动套之间；

刀轴，一端与所述滑动套背对所述夹持柄的一端固定连接，另一端与所述装配套插接配合，其上设置有与所述装配套邻近所述夹持柄的一端相抵接的定位台，所述装配套的外壁邻近所述定位台的位置沿其周向环设有第一凸台；

螺母，其内壁的一端螺纹旋接于所述定位台的外壁，其内壁的另一端朝向所述第一凸台延伸并超出所述第一凸台，其内壁远离所述定位台的位置沿其周向环设有与所述第一凸台相扣接的第二凸台。

3.如权利要求2所述的锥孔加工工具，其特征在于，所述滑槽沿其径向贯穿设置有两固定孔，所述滑动套的外壁沿其径向贯穿设置有沿其轴向延伸的通槽；

所述刀具主体还包括定位销，其两端分别与两所述固定孔配合，其中部沿所述装配套的轴向可滑动的连接于所述通槽内。

4.如权利要求2所述的锥孔加工工具，其特征在于，所述刀具主体还包括外套，一端螺纹旋接于所述滑动套的外壁远离所述夹持柄的位置，另一端延伸至可滑动的套接于所述夹持柄外壁。

5.如权利要求2所述的锥孔加工工具，其特征在于，所述定位台包括直径较大的第一段以及直径较小的第二段；

所述螺母螺纹旋接于所述第二段，所述螺母远离所述第一凸台的表面抵接于所述第一段邻近所述第二段的表面。

6.一种锥孔加工方法，其特征在于，所述锥孔加工方法包括如下步骤：

S101：选用延伸率不小于3.5％的铝合金，压铸成型带有锥孔的毛坯件；

S102：对毛坯件上的锥孔进行铰削加工；

S103：通过钻床驱动如权利要求1-5中任意一项所述的锥孔加工工具加工铰削加工后的锥孔。

7.如权利要求6所述的锥孔加工方法，其特征在于，步骤S101中的铝合金为铝-硅-铜系铝合金。

8.如权利要求6所述的锥孔加工方法，其特征在于，步骤S103中钻床的转速在80至100转/分之间。

9.如权利要求6所述的锥孔加工方法，其特征在于，步骤S102加工后所得锥孔的单面余量在0.020至0.025mm之间。

10.如权利要求6至9任意一项所述的锥孔加工方法，其特征在于，步骤S103加工后所得锥孔的孔壁的粗糙度在Ra0.4至Ra0.8之间。

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