CN116984911A - 一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及切削加工技术领域，尤其涉及一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，旨在解决现有技术中的浮动刀杆结构复杂、价格昂贵，通用性差的问题。一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，包括：杆柄；活动杆件，活动杆件的一端连接有连接杆，活动杆件的另一端连接有过渡杆，过渡杆远离活动杆件的一端与杆柄连接；活动杆件经铣削加工后形成若干连接部和若干弹性部，且活动杆件铣削加工后具有弹性，相邻弹性部通过连接部连接，活动杆件可通过连接部带动刀具端沿中心轴线实现径向和轴向浮动。活动杆件经过铣削加工，形成连接部和弹性部，安装刀具后进行孔加工，活动杆件会根据刀具产生径向和轴向的浮动，且能够传递刀具的扭矩，避免刀具和工件造成损坏。

Description

一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆

技术领域

本发明涉及切削加工技术领域，尤其涉及一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆。

背景技术

目前，在机械加工时经常遇到很多孔需要通过镶钻套或衬套以提高孔部位的硬度和耐磨性，在这之前需要对孔进行铰或磨等。很多时候孔与机床主轴有夹角或位置偏差时容易导致孔加工出来尺寸和公差超大，甚至刀具卡死或断裂等问题。特别在加工盲孔时由到深度设置不合理导致零件或刀具损坏，甚至机床损坏。现有市面上的很多浮动刀杆，结构复杂，价格昂贵，通用性差，难以适应市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在孔加工时，现有的浮动刀杆大多容易损坏，且结构复杂，价格高昂，通用性差的问题，本发明提供一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其结构简单，浮动效果好不易造成刀具损坏的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，包括：

杆柄；

活动杆件，所述活动杆件的一端连接有连接杆，所述活动杆件的另一端连接有过渡杆，所述过渡杆远离所述活动杆件的一端与所述杆柄连接；

其中，所述活动杆件经铣削加工后形成若干连接部和若干弹性部，且所述活动杆件铣削加工后具有弹性，相邻所述弹性部通过连接部连接，所述活动杆件可通过连接部带动刀具端沿中心轴线实现径向和轴向浮动。

上述技术方案中，活动杆件通过过渡杆与杆柄连接后，可在连接杆的一端安装刀具进行铰孔，在刀杆通过刀具进行加工处理时，刀杆会跟随刀具的进给方向、进给量沿自身的中心轴线，使活动杆件发生浮动，活动杆件在经过车削、铣削等处理后形成若干连接部和弹性部，在活动杆件浮动时会通过连接部和弹性部沿刀杆的中心轴线产生径向和轴向的浮动。

在一些可选的技术方案中，所述弹性部的形状为圆形、矩形、六边形或及其组合形状，所述弹性部与所述连接杆和过渡杆同轴心设置，所述弹性部沿外周壁环绕所述弹性部的中心圆等距铣削有若干避让槽，所述避让槽的形状为圆形、矩形、六边形或及其组合形状。

上述技术方案中，弹性部和避让槽是经过活动杆件铣削之后自然形成的部件，可根据铣削方式不同，加工出圆形、矩形、六边形和它们的组合形状，根据铣削的形状不同，活动杆件的弹性也会有所不同。

在一些可选的技术方案中，所述弹性部的中心圆经铣削后的所述避让槽和所述连接部的数量为两个或三个，每个所述避让槽的开设角度分别为180°或120°，每个所述弹性部的避让槽和连接部数量始终相等。

上述技术方案中，在对活动杆件铣削加工时，沿弹性部180°开设两个避让槽，形成两个连接部，沿弹性部120°开设两个避让槽，形成三个连接部，根据开设避让槽的数量不同，弹性部和连接部的弹性性能会产生不同效果。

在一些可选的技术方案中，每个所述弹性部包括第一弹性片和第二弹性片，所述第一弹性片和所述第二弹性片大小相等、形状相同，所述连接部包括若干第一连接筋和第二连接筋，每个所述弹性部内的所述第一弹性片和所述第二弹性片之间通过所述第一连接筋连接，相邻所述弹性部之间通过第二连接筋连接，相邻所述第一连接筋和所述第二连接筋以所述弹性部半径所在的直线互相垂直或相交。

上述技术方案中，活动杆件是通过铣削而加工成型的，因此在铣出避让槽后，弹性部和连接筋都是连续的，每个弹性部之间通过第一连接筋连接，相邻弹性部之间通过第二连接筋连接，便于传递刀具所带来的扭矩，避免刀具损坏。

在一些可选的技术方案中，所述弹性部和第二连接筋沿所述活动杆件的中心轴线线性阵列设置在所述连接杆和所述过渡杆之间，所述弹性部通过第二连接筋分别与所述连接杆和所述过渡杆连接，所述活动杆件的材质为弹簧钢、耐热钢或不锈钢。

上述技术方案中，活动杆件与连接杆、过渡杆为一体成型式结构，仅活动杆件部位进行机械加工处理，形成弹簧结构，因此在铣削避让槽时，活动杆件两端会自然形成出第二连接筋与连接杆和过渡杆连接，活动杆件的材质为弹簧钢、耐热钢或不锈钢，具有优良的弹性和其他力学性能。

在一些可选的技术方案中，所述连接杆和所述过渡杆内均开设有冷却孔，所述活动杆件的中心空腔内设置有冷却管，所述冷却管的一端与所述连接杆的内周壁螺纹连接，所述冷却管的另一端设置在所述杆柄朝向外界的端口处。

上述技术方案中，在孔加工时，刀具与工件之间会产生热量，设置在活动杆件内部的冷却管可接通冷却液，冷却液能够朝向刀具喷射冷却液对刀具和工件进行降温。

在一些可选的技术方案中，所述杆柄朝向外界的一端的内腔设置有密封盖，所述密封盖的顶面开设有通孔，所述通孔与所述冷却管的管腔连通。

上述技术方案中，密封盖能够对波纹管和刀杆之间产生密封过渡作用。

在一些可选的技术方案中，所述冷却管为波纹管结构，所述冷却管的管道可跟随所述活动杆件实现径向和轴向浮动。

上述技术方案中，由于在孔加工时，刀具会发生转动，活动杆件会跟随刀具产生浮动，因此，波纹管式的冷却管结构，能够随着活动杆件的浮动而浮动。

在一些可选的技术方案中，所述杆柄可为圆柱式、HSK机械夹持式、MORSE机械夹持式或BT机械夹持式的结构形式。

上述技术方案中，不同的杆柄形状，对刀具有不同的夹持效果，跟根据孔加工的种类不同，更换相应的杆柄。

在一些可选的技术方案中，所述连接杆远离所述活动杆件的一端螺纹连接有刀具端，所述连接杆靠近所述活动杆件一端的外周壁上沿中心轴线对称开设有方槽，所述刀具端可为刀具、圆筒侧压刀柄结构、热缩刀柄结构、ER刀柄结构、ST刀柄结构或SK筒夹刀柄结构。

上述技术方案中，刀具端可根据所加工孔的种类不同更换不同的道具，方槽可便于将连接杆旋入刀具端内。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明中的活动杆件，经机械加工后，自然形成连接部和弹性部，且结构简单，可在孔加工时，跟随刀具的转动而沿刀杆的中心轴线，产生轴向和径向的浮动，能够承受刀具传递的较大的扭矩，不易导致工件或刀具损坏；

2、本发明中的冷却管为波纹管结构，并设置在活动杆件的内腔，可在活动杆件产生浮动时，跟随活动杆件的浮动方向而产生弯曲，使内部的冷却液顺利喷向刀具和工件，且冷却管在弯曲时不会影响活动杆件在浮动时的力学性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明中浮动刀杆的结构示意图；

图2为本发明中浮动刀杆沿第一连接筋中心剖切的结构示意图一；

图3为本发明中浮动刀杆沿第一连接筋中心剖切的结构示意图二；

图4为本发明中浮动刀杆沿第二连接筋中心剖切的结构示意图一；

图5为本发明中浮动刀杆沿第二连接筋中心剖切的结构示意图二；

图6为本发明中浮动刀杆沿第一连接筋边缘剖切的结构示意图一；

图7为本发明中浮动刀杆沿第一连接筋边缘剖切的结构示意图二；

图8为本发明中活动杆件的结构示意图；

图9为本发明中弹性部与相邻连接部的结构示意图；

图10为本发明中浮动刀杆与冷却管的结构示意图。

附图标记所代表的为：

1、活动杆件；11、弹性部；111、第一弹性片；112、第二弹性片；12、连接部；121、第一连接筋；122、第二连接筋；13、避让槽；2、连接杆；21、方槽；3、过渡杆；4、杆柄；41、密封盖；5、刀具端；6、冷却管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

如图1所示，本实施例提供一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，包括：

杆柄4；

活动杆件1，活动杆件1的一端连接有连接杆2，活动杆件1的另一端连接有过渡杆3，过渡杆3远离活动杆件1的一端与杆柄4连接；

其中，活动杆件1经铣削加工后形成若干连接部12和若干弹性部11，且所述活动杆件1铣削加工后具有弹性，相邻弹性部11通过连接部12连接，活动杆件1可通过连接部12带动刀具端5沿中心轴线实现径向和轴向浮动。

如图2至图7所示，弹性部11的形状为圆形、矩形、六边形或及其组合形状，弹性部11与连接杆2和过渡杆3同轴心设置，弹性部11沿外周壁环绕弹性部11的中心圆等距铣削有若干避让槽13，避让槽13的形状为圆形、矩形、六边形或及其组合形状。

如图2至图7所示，弹性部11的中心圆经铣削后的避让槽13和连接部12的数量为两个或三个，每个避让槽13的开设角度分别为180°或120°，每个弹性部11的避让槽13和连接部12数量始终相等。

如图2至图9所示，每个弹性部11包括第一弹性片111和第二弹性片112，第一弹性片111和第二弹性片112大小相等、形状相同，连接部12包括若干第一连接筋121和第二连接筋122，每个弹性部11内的第一弹性片111和第二弹性片112之间通过第一连接筋121连接，相邻弹性部11之间通过第二连接筋122连接，相邻第一连接筋121和第二连接筋122以弹性部11半径所在的直线互相垂直或相交。

如图3、图5和图7所示，弹性部11和第二连接筋122沿活动杆件1的中心轴线线性阵列设置在连接杆2和过渡杆3之间，弹性部11通过第二连接筋122分别与连接杆2和过渡杆3连接，活动杆件1的材质为弹簧钢、耐热钢或不锈钢。

如图1所示，连接杆2远离活动杆件1的一端螺纹连接有刀具端5，连接杆2靠近活动杆件1一端的外周壁上沿中心轴线对称开设有方槽21，刀具端5可为刀具、圆筒侧压刀柄结构、热缩刀柄结构、ER刀柄结构、ST刀柄结构或SK筒夹刀柄结构。

具体的，关于本实施例中浮动刀杆的结构说明，活动杆件1、连接杆2和过渡杆3为一体成型式结构，三者同轴心设置，且为空心圆柱状结构，活动杆件1位于连接杆2和过渡杆3之间，在进行机械加工时，首先对浮动刀杆进行车削加工，使活动杆件1的外径达到合适的尺寸，随后，再对活动杆件1进行铣削加工，从连接杆2靠近活动杆件1的端部为起点，至过渡杆3靠近活动杆件1的端部为终点进行铣削加工，沿活动杆件1的外周壁进行间断式铣削出若干大小相等的避让槽13，铣削完成后，活动杆件1上自然铣削成型出若干连接部12和弹性部11，在铣削时，可根据后期活动杆件1所要达到的预期的力学性能，避让槽13的开设方式可为沿每个弹性部11中心圆处每一圈180°两个，或每一圈120°三个，开口形状可跟随车削后的活动杆件1的形状，与活动杆件1相同，为圆形、矩形、六边形或三个形状的组合形状，需要说明的是，避让槽13的开设角度是指从避让槽13开口的一端，及开口的另一端为起点，以避让槽13所在的圆心为终点，两个起点至终点之间连线的夹角角度。

由如图3、图5、图7和图8所示，在本实施例中，弹性部11为圆形且数量为6个，每个弹性部11上铣削有2个避让槽13，避让槽13的开口形状也为圆形且开设角度为180°，且相邻弹性部11之间也铣削有2个避让槽13用以分离间隔，作为铣削起点的连接杆2与铣削终点的过渡杆3与活动杆件1连接处也铣削有避让槽13，此处的避让槽13与活动杆件1整体的避让槽13结构相同，综上所述避让槽13的开设方式，本实施例中避让槽13的开设数量共26处，弹性部11包括第一弹性片111和第二弹性片112，铣削出避让槽13后，还会形成连接部12，连接部12包括第一连接筋121和第二连接筋122，第二连接筋122用于弹性部11与连接杆2和过渡之间，及相邻弹性部11之间的连接，第一连接筋121用于连接第一弹性片111和第二弹性片112，本实施例中避让槽13为每圈2个，因此第一连接筋121和第二连接筋122每一圈也为2个，本实施例中，相邻每圈内的两个第一连接筋121和两个第二连接筋122之间的连线互相垂直。

本实施例的工作方式为，在过渡杆3连接杆2柄，连接杆2的一端与刀具螺纹连接之后，连接杆2的外周壁上开设有方槽21，方便施力，将连接杆2旋入刀具端5，对工件进行孔加工，孔加工时，刀具会沿轴向移动并旋转，会产生较大扭矩，并将扭矩传递给连接的连接杆2，连接杆2则又将扭矩传递给活动杆件1，活动杆件1将刀具传递来的扭矩通过自身的弹性部11和连接部12而相对发生浮动，其浮动效果与现有技术中的圆柱螺旋弹簧相似，本发明中，杆柄4限制过渡杆3处的活动杆件1作为固定端，而连接杆2用于连接刀具，作为活动端随刀具传递扭矩，孔加工时，刀具将扭矩传递给连接杆2，连接杆2作为活动端带动活动杆件1产生相应浮动，活动杆件1通过弹性部11和连接部12沿杆柄4中心轴线的径向方向浮动，如圆柱螺旋弹簧一样，底部进行固定，操作顶端沿圆柱螺旋弹簧的中心轴线沿径向方向浮动，或是在刀具进行轴向移动时，活动杆件1通过弹性部11和连接部12如圆柱螺旋弹簧一样沿杆柄4中心轴线产生轴向浮动，以便使浮动刀杆承受刀具所传递的扭矩，不易使刀具或工件造成损坏，需要说明的是，活动杆件1的材料为弹簧钢、耐热钢或不锈钢，均具有良好的力学性能，以满足孔加工时，活动杆件1的浮动变化量。

如图2、图4、图6和图10所示，连接杆2和过渡杆3内均开设有冷却孔，活动杆件1的中心空腔内设置有冷却管6，冷却管6的一端与连接杆2的内周壁螺纹连接，冷却管6的另一端设置在杆柄4朝向外界的端口处。

如图10所示，杆柄4朝向外界的一端的内腔设置有密封盖41，密封盖41的顶面开设有通孔，通孔与冷却管6的管腔连通。

如图10所示，冷却管6为波纹管结构，冷却管6的管道可跟随活动杆件1实现径向和轴向浮动。

杆柄4可为圆柱式、HSK机械夹持式、MORSE机械夹持式或BT机械夹持式的结构形式。

具体的，进行孔加工时，高速转动的刀具与工件之间会产生摩擦而产生热量，可通过活动杆件1内部的冷却管6对刀具喷射冷却液降温，连接杆2、活动杆件1、过渡杆3以及杆柄4内均设置有空腔，连接杆2靠近活动杆件1的一端的内周壁上设置有内螺纹，冷却管6的一端设置有与连接杆2上的内螺纹适配螺纹连接的外螺纹，冷却管6的另一端设置在杆柄4朝向外界的一端的密封盖41内，密封盖41的中心开设有通孔，冷却管6为波纹管结构，在进行孔加工时，可以将冷却管6接通冷却液，冷却液通过波纹管朝向刀具喷射冷却液，另外，在进行孔加工时，活动杆件1会随着刀具而发生浮动，波纹管结构式的冷却管6也能够跟随活动杆件1的浮动而产生弯曲，不会产生较强的僵直，而影响活动杆件1的浮动效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于，包括：

杆柄（4）；

活动杆件（1），所述活动杆件（1）的一端连接有连接杆（2），所述活动杆件（1）的另一端连接有过渡杆（3），所述过渡杆（3）远离所述活动杆件（1）的一端与所述杆柄（4）连接；

其中，所述活动杆件（1）经铣削加工后形成若干连接部（12）和若干弹性部（11），且所述活动杆件（1）铣削加工后具有弹性，相邻所述弹性部（11）通过连接部（12）连接，所述活动杆件（1）可通过连接部（12）带动刀具端（5）沿中心轴线实现径向和轴向浮动。

2.根据权利要求1所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述弹性部（11）的形状为圆形、矩形、六边形或及其组合形状，所述弹性部（11）与所述连接杆（2）和过渡杆（3）同轴心设置，所述弹性部（11）沿外周壁环绕所述弹性部（11）的中心圆等距铣削有若干避让槽（13），所述避让槽（13）的形状为圆形、矩形、六边形或及其组合形状。

3.根据权利要求2所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述弹性部（11）的中心圆经铣削后的所述避让槽（13）和所述连接部（12）的数量为两个或三个，每个所述避让槽（13）的开设角度分别为180°或120°，每个所述弹性部（11）的避让槽（13）和连接部（12）数量始终相等。

4.根据权利要求2所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：每个所述弹性部（11）包括第一弹性片（111）和第二弹性片（112），所述第一弹性片（111）和所述第二弹性片（112）大小相等、形状相同，所述连接部（12）包括若干第一连接筋（121）和第二连接筋（122），每个所述弹性部（11）内的所述第一弹性片（111）和所述第二弹性片（112）之间通过所述第一连接筋（121）连接，相邻所述弹性部（11）之间通过第二连接筋（122）连接，相邻所述第一连接筋（121）和所述第二连接筋（122）以所述弹性部（11）半径所在的直线互相垂直或相交。

5.根据权利要求4所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述弹性部（11）和第二连接筋（122）沿所述活动杆件（1）的中心轴线线性阵列设置在所述连接杆（2）和所述过渡杆（3）之间，所述弹性部（11）通过第二连接筋（122）分别与所述连接杆（2）和所述过渡杆（3）连接，所述活动杆件（1）的材质为弹簧钢、耐热钢或不锈钢。

6.根据权利要求1所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述连接杆（2）和所述过渡杆（3）内均开设有冷却孔，所述活动杆件（1）的中心空腔内设置有冷却管（6），所述冷却管（6）的一端与所述连接杆（2）的内周壁螺纹连接，所述冷却管（6）的另一端设置在所述杆柄（4）朝向外界的端口处。

7.根据权利要求6所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述杆柄（4）朝向外界的一端的内腔设置有密封盖（41），所述密封盖（41）的顶面开设有通孔，所述通孔与所述冷却管（6）的管腔连通。

8.根据权利要求7所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述冷却管（6）为波纹管结构，所述冷却管（6）的管道可跟随所述活动杆件（1）实现径向和轴向浮动。

9.根据权利要求1所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述杆柄（4）可为圆柱式、HSK机械夹持式、MORSE机械夹持式或BT机械夹持式的结构形式。

10.根据权利要求1所述的一种机械加工弹簧结构的浮动刀杆，其特征在于：所述连接杆（2）远离所述活动杆件（1）的一端螺纹连接有刀具端（5），所述连接杆（2）靠近所述活动杆件（1）一端的外周壁上沿中心轴线对称开设有方槽（21），所述刀具端（5）可为刀具、圆筒侧压刀柄结构、热缩刀柄结构、ER刀柄结构、ST刀柄结构或SK筒夹刀柄结构。