CN1814384A - 圆锥孔镗床 - Google Patents

Abstract

一种圆锥孔镗床，关于孔的加工设备，特别是关于加工锥形孔的镗床，本发明克服加工圆锥形孔常用方法成本高、磨损快、加工受限制等缺点，提出了变截面线性变径技术及双刀往返走刀技术，由装有两把镗刀的刀杆、滑块、刀盘体、推块、斜面块组成变径镗削头，为本发明的核心部分，并和数控技术结合，与滑台、驱动机构、数控系统、组成变径镗削动力头，并设有钻削动力头，使本发明可以在一台圆锥孔镗床上完成圆锥孔所需的钻底孔、粗镗圆锥孔、精镗圆锥孔三道加工工序，具有加工精度高、自动化程度高等特点，且锥度可自由设置、使用寿命长，适合用来高精度大批量加工圆锥形孔。

Description

圆锥孔镗床

技术领域

本发明关于孔的加工设备，特别是关于加工锥形孔的镗床。

背景技术

机械产品有很多涉及孔的加工，目前加工圆锥形孔常用的方法是采用锥形孔专用刀具，但是这种方法加工出的孔表面精度和尺寸精度不易保证，而且需专用刀具，其成本高，磨损快，费用大。还有采用车削工艺，此法是工件旋转，刀具按一定角度进刀来加工锥形孔，但这种方法只能加工结构简单、体积重量小的工件，对于大体积大重量和结构复杂的工件则无能为力。后来有采用变径镗削工艺的，即刀具同时作旋转、径向、轴向三种运动的复合运动，由于受其变径方式及机构的限制，有的刀具是非线性变径，镗出的锥孔母线不直，可加工喇叭孔，但不能加工圆锥孔，有的只适用于一种锥度，无通用性，有的不能进行粗精两工步加工，有的加工精度低，加工质量不稳定，工效慢，总之，都不适合用来进行大批量圆锥孔的精密加工。

发明内容

本发明的目的是针对现有工艺及设备的缺点，提供一种可以高精度大批量加工各种锥度的圆锥形孔的圆锥孔镗床。

本发明的技术方案是：一种圆锥孔镗床，由床身、电气控制驱动机构、工件定位机构、数控系统、滑台、主电机机构、主轴箱、主轴、刀杆组成，刀杆上有粗镗刀和精镗刀两把镗刀，两把镗刀分别安装在刀杆相对的两侧，刀杆上连接有滑块，滑块通过燕尾形导轨与刀盘体连接并可沿燕尾形导轨移动，两把镗刀刀尖的轴向连线通过主轴轴线与滑块移动的方向平行，滑块上有推块，推块位于刀盘体中，推块上有向心球轴承，刀盘体中有平衡弹簧和斜面块，平衡弹簧压在推块上，使推块上的向心球轴承压在斜面块的斜面上，斜面块连接有推杆，推杆通过滑动轴承套安装于主轴中，推杆的另一端通过推力球轴承联接有丝杆机构，丝杆机构与伺服电机A联接，刀盘体与主轴紧固连接，主轴位于主轴箱中，主轴箱位于滑台上，主轴与主电机机构联接，滑台与伺服电机B联接，伺服电机A、伺服电机B与数控系统电连接。

圆锥孔镗床有钻削动力头。

本发明中，床身、电气控制驱动机构、工件定位机构、数控系统、滑台、主电机机构、主轴箱等常规机构、系统均与普通机床相同。刀杆、刀盘体及与之直接相关部分组成变径镗削头，为本发明的核心部分，它与滑台、驱动机构、数控系统、组成变径镗削动力头。钻削动力头为普通钻孔机构，一般设置在相对于变径镗削动力头的对侧，即工件定位机构的另一边。

本发明工作时，首先由钻削动力头将工件钻底孔，然后再由变径镗削动力头镗锥孔。粗镗时，滑台带动主轴从工件锥孔的大端向小端走，精镗时，滑台带动主轴从工件锥孔的小端向大端走，而径向走刀方向一直保持不变。镗削时，设置好数控装置的参数，伺服电机B正转驱动滑台带动镗削头沿轴向前移，即向工件移动，伺服电机A正转通过丝杆机构推动推杆相对主轴沿轴向向前移动，推动斜面块，通过向心球轴承、推块使滑块沿燕尾形导轨作径向移动，带动刀杆沿径向运动，当刀杆上的粗镗刀到达工件镗孔位置，即锥孔直母线粗镗起点，数控装置按设定值控制伺服电机A、B按一定的数学关系工作，刀杆在轴向和径向两方向运动合成，实现变截面线性变径，使粗镗刀走出圆锥孔的直母线，同时主轴在主电机机构带动下正转，带动刀杆及粗镗刀作切削运动，进行圆锥孔的粗加工，粗镗完毕，粗镗刀走离工件，精镗刀到达锥孔直母线精镗起点，数控机构控制伺服电机B反转，滑台带动主轴箱、主轴返回，伺服电机A保持原设定正转，两运动合成实现变截面线性变径，使精镗刀走出圆锥孔的直母线，接着进行圆锥孔的精加工，精镗完毕，精镗刀走离工件，数控装置控制伺服电机A、B均反转，主电机机构停转，使刀杆回到原点，完成一个圆锥孔的加工。

本发明中，镗削动力头的走刀方式及驱动机构是按照变截面线性变径的原理设计制造的，它完全符合圆锥体的几何特性及形成机理，是一台真正意义上的变截面线性变径镗削动力头，因此可以镗削加工出标准的圆截面圆锥孔。同时，刀杆上对称安装粗、精两把镗刀，采用往返式走刀，在不延长走刀行程、不增加镗刀杆长度的前提下，可以实现粗精两工步加工；在粗镗和精镗时，推杆一直是往前推，刀杆的径向移动方向不变，没有间隙误差；加之线性变径可使镗刀在加工过程中原设计的工作角度保持稳定不变，这都将大大提高孔的加工精度。

精密加工圆锥孔，要经过钻底孔、粗镗圆锥孔、精镗圆锥孔三道加工工序。本发明中设有钻削动力头，使圆锥孔加工的三道加工工序可在一台镗床上全部完成。

经验证，用其镗出的锥孔，其表面光洁度、锥度、母线不直度、小端孔径等技术指标，完全控制在零件图纸的技术要求之内，而且稳定可靠。

由于采用了变截面线性变径技术及双刀往返走刀技术设计变截面线性变径镗削动力头，并和数控技术结合，使本发明具有结构紧凑、加工精度高、自动化程度高等特点，且锥度可自由设置、适用性强，工作无噪音，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明变径镗削动力头侧剖面示意图。

图2为本发明变径镗削头俯视图。

图3为本发明总体图。

图4为本发明镗削过程镗刀位置示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种圆锥孔镗床，由床身1、电气控制驱动机构、工件定位机构2、数控系统、滑台3、主电机机构4、主轴箱5、主轴6、刀杆7组成，刀杆7上有粗镗刀8和精镗刀9两把镗刀，两把镗刀分别安装在刀杆7相对的两侧，刀杆7上连接有滑块10，滑块10通过燕尾形导轨11与刀盘体12连接并可沿燕尾形导轨11移动，两把镗刀刀尖的轴向连线通过主轴6轴线与滑块10移动的方向平行，滑块10上有推块13，推块13位于刀盘体12中，推块13上有向心球轴承14，刀盘体12中有平衡弹簧15和斜面块16，平衡弹簧15压在推块13上，使推块13上的向心球轴承14压在斜面块16的斜面上，斜面块16连接有推杆17，推杆17通过滑动轴承套18安装于主轴6中，推杆18的另一端通过推力球轴承联接有丝杆机构19，丝杆机构19与伺服电机A20联接，刀盘体12与主轴6紧固连接，主轴6位于主轴箱5中，主轴箱5位于滑台3上，主轴6与主电机机构4联接，滑台3与伺服电机B21联接，伺服电机A20、伺服电机B21与数控系统电连接。

圆锥孔镗床有钻削动力头22。

刀杆7一般通过螺丝与滑块10紧固连接，螺孔应设为长腰形，可方便调节镗刀的连线的角度，推块13也用螺丝与滑块10紧固连接，推块13上有一轴，用于安装向心球轴承14，压在推块13上的平衡弹簧15的压力可设置一个调节螺丝调节。斜面块16也用螺丝与推杆17连接。变径镗削头的旋转轴线应与滑台3的运动方向平行，才能保证镗削出标准的圆锥孔。推杆18的加工及安装应保证与主轴6同心。

如图4，表明镗削过程镗刀位置，图中刀杆7上的粗镗刀8位于锥孔直母线粗镗起点，虚线表示粗镗完毕，粗镗刀8走离工件，精镗刀9位于锥孔直母线精镗起点。

本发明变径镗削动力头可作为一个独立的部件，组合成不同的结构类型的机床，进一步扩大应用范围。

主电机机构4中的主电机可采用变频电机，并也与数控机构电连接，由数控机构控制其转速，在粗镗时用慢速，精镗时用快速，既能提高孔的加工精度，又能延长刀具的使用寿命。

Claims (2)

1.一种圆锥孔镗床，由床身(1)、电气控制驱动机构、工件定位机构(2)、数控系统、滑台(3)、主电机机构(4)、主轴箱(5)、主轴(6)、刀杆(7)组成，其特征在于：刀杆(7)上有粗镗刀(8)和精镗刀(9)两把镗刀，两把镗刀分别安装在刀杆(7)相对的两侧，刀杆(7)上连接有滑块(10)，滑块(10)通过燕尾形导轨(11)与刀盘体(12)连接并可沿燕尾形导轨(11)移动，两把镗刀刀尖的轴向连线通过主轴(6)轴线与滑块(10)移动的方向平行，滑块(10)上有推块(13)，推块(13)位于刀盘体(12)中，推块(13)上有向心球轴承(14)，刀盘体(12)中有平衡弹簧(15)和斜面块(16)，平衡弹簧(15)压在推块(13)上，使推块(13)上的向心球轴承(14)压在斜面块(16)的斜面上，斜面块(16)连接有推杆(17)，推杆(17)通过滑动轴承套(18)安装于主轴(6)中，推杆(18)的另一端通过推力球轴承联接有丝杆机构(19)，丝杆机构(19)与伺服电机A(20)联接，刀盘体(12)与主轴(6)紧固连接，主轴(6)位于主轴箱(5)中，主轴箱(5)位于滑台(3)上，主轴(6)与主电机机构(4)联接，滑台(3)与伺服电机B(21)联接，伺服电机A(20)、伺服电机B(21)与数控系统电连接。

2.根据权利要求1所述的圆锥孔镗床，其特征在于：圆锥孔镗床有钻削动力头(22)。

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