CN201214152Y - 阶梯式陀螺防震镗刀杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的阶梯式陀螺防震镗杆主要由刀具(2)、镗杆(3)、可换陀螺(4)及固定陀螺套(5)组成。镗杆为阶梯结构，刀具通过紧固螺钉(1)固定连接在镗杆的前端，固定陀螺套套接在镗杆后部的外圆上，其上分布设置有多个用于与机床主轴(8)紧固的镶铜紧固螺钉(7)，在固定陀螺套的外圆上通过紧固螺钉(6)固定连接有可换陀螺。本实用新型有效解决在镗床上镗削深孔发生震动而影响加工质量和加工效率的问题。其通过采用阶梯式设计结构和陀螺防震装置，利用陀螺转动过程中产生惯性力，保持陀螺转动稳定的原理，有效提高了在高速加工状态下镗刀杆的刚性，从而确保深孔镗削的加工质量和加工效率的提高，延长刀具的使用寿命。

Description

阶梯式陀螺防震镗刀杆

技术领域

本实用新型属于金属加工刀具技术领域，主要涉及的是一种阶梯式陀螺防震镗刀杆。适用于在镗床上高速镗削高精度深孔。

背景技术

目前，在镗床上镗削深孔时，对于一些具有尺寸及形位精度要求较高、孔直径较大、粗糙度要求较小的深孔零件的镗孔加工，由于刀杆悬伸长度较长，造成刀具系统刚性、强度较差，在镗床上镗孔时在切削力的影响下容易产生切削震动，既影响工件孔的加工质量和刀具的使用寿命，同时由于不能采用高速切削的工艺方案也将影响镗孔作业的生产效率，而防震性能较好的专用重金属减震刀杆及阻尼减震刀杆成本较高，由此增加了加工成本。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种阶梯式陀螺防震镗刀杆。有效提高了在高速加工状态下镗刀杆的刚性，从而确保深孔镗削的加工质量和加工效率。

本实用新型实现上述目的采取的技术方案是：其主要由刀具、镗杆、可换陀螺、固定陀螺套组成，镗杆为阶梯结构，刀具通过紧固螺钉固定连接在镗杆的前端，固定陀螺套套接在镗杆后部的外圆上，其上分布设置有多个用于与机床主轴紧固的镶铜紧固螺钉，在固定陀螺套的外圆上通过紧固螺钉固定连接有可换陀螺。

本实用新型有效解决在镗床上镗削深孔发生震动而影响加工质量和加工效率的问题。镗杆采用45钢材料制作，并经调质处理硬度为HRC26-32，镗杆直径按照相差2mm呈阶梯形变化，按照动力学传动原理，阶梯镗杆各台阶可缓解震动力的直线连续传递，从而可有效减少切削抗力造成的部分震动力。镗杆尾部采用标准莫式锥柄，通用性强且容易制作，与机床主轴锥孔配合精度较好。在镗杆上设计有装刀方孔，用于安装刀具，刀具采用压紧螺钉紧固在镗杆上。为提高孔表面的加工质量和效率，刀具材料采用W6Mo5Cr4V2，锋利性和耐磨性均较好，刀具使用寿命较长。陀螺系统设计分为固定陀螺套、可换陀螺两部分，固定陀螺套前端安装在阶梯镗杆的根部外圆上，两者之间采用过盈配合的方式，从而使固定陀螺套紧固在阶梯轴上，固定陀螺套后端孔径比镗床主轴外径尺寸大0.5～1mm，在其外圆部位按照均布角度尺寸也分布有三个M14螺孔，当镗杆锥柄与镗床主轴锥孔配合夹紧后，将三个镶铜紧固螺钉均匀紧固在镗床主轴前端外圆上，可以有效增加镗杆与主轴连接一体的刚性，从而消除镗杆安装在机床主轴上后薄弱刚性环节，提高镗杆抵抗变形的能力。之所以采用镶铜紧固螺钉作为紧固元件，是因为三个镶铜紧固螺钉在起到将固定陀螺套紧固在主轴上同时，由于铜材质地较软，即可有效压牢主轴，且不会损坏主轴表面，起到保护机床的作用。可换陀螺安装在固定陀螺套外圆上，两者为间隙配合方式，在可换陀螺外圆上按照角度均布位置加工有三个螺孔，在三个螺孔位置使用三个紧固螺钉可将可换陀螺紧固在固定陀螺上，需要拆换可换陀螺时，只需松开三个紧固螺钉即可。可换陀螺的主要作用是固定在固定陀螺套上，当主轴高速旋转时，可换陀螺将产生转动惯量，转动惯量的大小将与刀杆防震性能成正比，由于转动惯量的存在，可充分消除切削震动，提高刀具刚性，满足高效加工高精度深孔的需要。该实用新型通过采用阶梯镗杆减震、采用固定陀螺套增加镗杆与主轴连接一体的刚性、以及固定陀螺套与可换陀螺组成陀螺装置在高速旋转时产生的转动惯量三种措施，来提高刀具高速加工时力学的稳定性，最大限度消除切削震动对加工过程的影响，极大提高高速切削时刀具的刚性，有效确保加工质量和加工效率。该镗杆具有结构简单、制作容易，减震效果好的特点，在镗制深孔时加工效率可提高四倍以上，不仅加工精度得到提高，而且粗糙度有效降低。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型镶铜压紧螺钉结构示意图。

图3是本实用新型刀杆安装使用原理图。

图中：1、刀具紧固螺钉，2、刀具，3、镗杆，4、可换陀螺，5、固定陀螺套，6、紧固螺钉，7、镶铜紧固螺钉，8、机床主轴，9、内六角螺钉，10铜头。

具体实施方式

结合附图，给出本实用新型的实施例如下：

如图1所示，其由刀具紧固螺钉1、刀具2、镗杆3、可换陀螺4、固定陀螺套5、紧固螺钉6、镶铜紧固螺钉7组成。镗杆采用阶梯形设计结构，本实施例采用四阶梯形设计结构，每个阶梯直径相差2mm，各台阶可缓解震动力的直线连续传递，从而可减少由于切削抗力形成的部分震动力。刀具2通过紧固螺钉1固定连接在镗杆3的前端，固定陀螺套5套装在阶梯镗杆3后部最大外圆上，两者之间采用过盈配合的方式，从而使固定陀螺套紧固在阶梯轴上，其上分布设置有三个用于与机床主轴紧固的镶铜紧固螺钉7。可换陀螺4通过三个紧固螺钉6固定在陀螺套5外圆上，这样，需要拆换可换陀螺4时，只需松开三个紧固螺钉6即可。刀具与机床的安装连接方法如图3所示，将阶梯镗杆3锥柄部位插入机床主轴8孔中，并确保连接紧固，由于固定陀螺套5后端孔径比镗床主轴外径尺寸大0.5～1mm，因此固定陀螺套5不会与机床主轴8产生干涉，这样就实现了镗杆3与镗床主轴8一次装夹紧固，然后将安装在固定陀螺套5上的三个镶铜紧固螺钉7均匀紧固在镗床主轴8前端外圆上，使固定陀螺套5与镗床主轴8紧固连接，这样就实现了阶梯镗杆3与镗床主轴8二次装夹紧固，从而有效增加阶梯镗杆3与主轴8连接一体的刚性，改善阶梯镗杆安装在机床主轴上后刚性薄弱环节部位，提高镗杆抵抗变形和切削震动的能力。镶铜紧固螺钉7采用复合设计结构，由内六角螺钉9和铜头10构成(如图2所示)，铜头10与内六角螺钉9，铜头10上的定位台阶以过渡配合方式安装在内六角螺钉9上下部定位孔中，由于铜头10的材料较软，即可有效压牢主轴8，又不会损坏主轴8表面，起到保护机床的作用，由于六角螺钉9与铜头10采用了销孔配合方式连接，铜头10磨损后更换也非常方便。

本实施例在镗削深孔时，主轴8带动镗杆高速旋转，可换陀螺4将随同固定陀螺5一起转动并形成一定的转动惯量，此转动惯量可进一步抵消沿镗杆中心线方向由刀具2连续传递过来的切削震动和切削抗力，破坏其传递的连续性，增加刀杆高速旋转时的稳定性，从而有效提高刀具的抗震性能，消除切削震动，确保加工质量和加工效率的提高，延长刀具的使用寿命。

Claims (3)

1、一种阶梯式陀螺防震镗刀杆，包括刀具(2)、镗杆(3)，其特征是：还设置有可换陀螺(4)和固定陀螺套(5)，所述的镗杆(3)为阶梯结构，固定陀螺套(5)套接在镗杆(3)后部的外圆上，其上分布设置有多个用于与机床主轴(8)紧固的镶铜紧固螺钉(7)，在固定陀螺套(5)的外圆上通过紧固螺钉(6)固定连接有可换陀螺(4)。

2、根据权利要求1所述的阶梯式陀螺防震镗刀杆，其特征是：所述的镗杆(3)采用四阶梯形设计结构，每个阶梯直径相差2mm。

3、根据权利要求1所述的阶梯式陀螺防震镗刀杆，其特征是：所述的镶铜紧固螺钉(7)为复合结构，由内六角螺钉(9)和铜头(10)构成，铜头(10)与内六角螺钉(9)销孔连接。

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