CN201249298Y

CN201249298Y - 一种用于细长管材内孔表面加工的装置

Info

Publication number: CN201249298Y
Application number: CNU2008200302548U
Authority: CN
Inventors: 骆瑞雪; 刘五一; 李争显; 杜继红; 刘凡; 胡湘银
Original assignee: Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Current assignee: Northwest Institute for Non Ferrous Metal Research
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2018-09-12

Abstract

本实用新型公开了一种用于细长管材内孔表面加工的装置，包括铰刀刀头以及固定铰刀刀头的刀杆，所述铰刀刀头和刀杆之间通过连接杆活动连接在一起，所述铰刀刀头为能进行360°自由转动和左右径向调节的硬质合金制浮动式刀头，铰刀刀头为将标准铰刀刀头自尖端开始每隔一个刀齿去掉一个刀齿后的刀齿稀疏化刀头且刀齿稀疏段的长度为铰刀刀头全长的1/2～4/5；所述刀杆为长度能够自由调节的杆件。本实用新型结构简单、制造成本低且使用操作简便，能实现长径比大于100且壁厚小于1mm的工件的特殊深孔内表面加工且加工精度高。

Description

一种用于细长管材内孔表面加工的装置

技术领域

本实用新型涉及一种内孔表面加工的装置，尤其是涉及一种用于细长管材内孔表面加工的装置。

背景技术

加工长径比≥5零件的内孔时，一般称为深孔加工；而当零件的长径比>30时，则称为特殊深孔。其加工零件的长径比越大，加工难度越大，因而深孔加工历来被视为加工难度较大的工序之一，为此不断地探索深孔内表面加工的有效方法，成为工艺设计重要研究课题。长径比(即L/D值)大的零件内孔表面加工困难，其主要原因是退屑困难；其次，由于切屑不易排出，冷却液流不到刀头，难以对其进行有效的冷却；同时，由于所产生的切削热及排屑热不能很好地冷却，因而加工中不能很好地散热，致使刀磨损加剧，破坏了加工质量，降低了加工表面的光洁度。

传统深孔加工采用的是固定的拉刀、铰刀，进行铰或拉加工，难以实现内层壁厚均匀性，同时用拉削加工，拉刀成本较高，制作周期长，不能保证高效完成深孔加工工艺。另外，也有采用接长麻花钻进行钻削加工，受麻花钻直径影响，能加工的内孔直径大，长度短，加工的孔径比也很有限，同时加工效率低，加工孔质量也较差，而且麻花钻头易断裂，在加工中取出断钻头异常麻烦。

对于长径比大于30的深孔加工，目前车床上主要采用在刀杆上安装刀片对工件进行镗、削加工。采用标准铰刀、钻头加工这种深孔，操作困难，经常折断铰刀，所铰、钻孔的光洁度也达不到技术要求。在现有的刀杆上安装刀片对工件进行加工时，因固定刀无法根据零件形状调节，刀具受力不均匀，切削不稳定等因素的影响，产生的零件与孔不同心(偏心)，造成工件壁厚不均匀。综上，以上方法无法满足对L/D大于100的管件进行内表面加工。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于细长管材内孔表面加工的装置，其结构简单、制造成本低且使用操作简便，能实现长径比大于100且壁厚小于1mm的工件的特殊深孔内表面加工且加工精度高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于细长管材内孔表面加工的装置，包括铰刀刀头以及固定铰刀刀头的刀杆，其特征在于：所述铰刀刀头和刀杆之间通过连接杆活动连接在一起，所述铰刀刀头为能进行360°自由转动和左右径向调节的硬质合金制浮动式刀头，铰刀刀头为将标准铰刀刀头自尖端开始每隔一个刀齿去掉一个刀齿后的刀齿稀疏化刀头且刀齿稀疏段的长度为铰刀刀头全长的1/2-4/5；所述刀杆为长度能够自由调节的杆件。

所述铰刀刀头与连接杆之间通过连接销一进行连接，连接杆一端对应开有与连接销一配套使用的前后向销孔一，连接销一和销孔一间存在间隙；刀杆与连接杆之间通过连接销二进行连接，连接杆另一端对应开有与连接销二配套使用的纵向销孔二，连接销二与销孔二间存在间隙。

所述刀齿稀疏段的长度为铰刀刀头全长的3/4。

所述铰刀刀头每个刀齿的切削部分均沿顺时针方向打磨处理出一个角度为0°～90°的负倾角。

所述刀杆为冷拉圆钢制杆件。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点，1、不仅结构简单，加工制作方便且使用操作简便，能够大幅节约刀具整体制造成本；2、加工范围广，适用于孔径比大(直径Φ3～Φ30mm，孔深100-2000mm)的特殊细管内表面加工；3、通过将标准铰刀刀头全长的大约3/4部分每隔一刀齿磨去一刀齿，从而最终得到刀齿稀疏化刀头，这样不仅增大了容屑空间，使冷却液可充分供应到切屑部位，大大提高了刀具的耐用度；同时，在铰刀刀头每个刀齿的切削部分上还经打磨处理成一个负倾角，以提高铰孔光洁度和铰刀刀头本身的耐用度；同时，在加工深孔的过程中，通过压力泵将冷却介质输送到铰刀刀头的加工部位，既能够降低刀具本身的温度，又能够对切屑进行冲洗，防止过热和夹屑，保证深孔顺利加工；4、其改进后的深孔铰刀刀头，能够提高切削速度，适当加大走刀量，继而提高了生产效率；5、加工精度高、使用安装方便，适用于在普通车床上应用的小直径、长尺寸的内孔表面加工处理过程，将深孔加工在整个加工长度上的公差控制在±0.15mm以内，特别适用于长(L)径(D)比大于100的细长管内孔表面加工。综上，本实用新型在深孔加工过程中，进给平稳，操作方便，加工孔精度高且质量好，在进行内表面加工时，具有很好地冷却、散热、排屑效果，同时也减少了切削热对刀片、工件加工质量的影响，提高了刀头材料的适用性和刀头的使用寿命；另外，刀头浮动加工模式满足了空心薄壁特殊细长管加工壁厚均匀的要求，取得了明显有益的技术效果，填补了我国深孔内表面加工领域的一项制造空白。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的使用状态参考图。

图3为本实用新型刀杆的结构示意图。

图4为本实用新型连接杆的结构示意图。

附图标记说明：

1—铰刀刀头； 2—连接销一； 3—连接杆；

4—连接销二； 5—刀杆； 6—车床；

7—主轴； 8—加工工件； 9—高压切削液枪；

10—刀架； 11—销孔一； 12—销孔二。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括铰刀刀头1以及固定铰刀刀头1的刀杆5，其铰刀刀头1和刀杆5之间通过连接杆3活动连接在一起。所述铰刀刀头1为能进行360°自由转动和左右径向调节的硬质合金制浮动式刀头，铰刀刀头1为将标准铰刀刀头自尖端开始每隔一个刀齿去掉一个刀齿后的刀齿稀疏化刀头且刀齿稀疏段的长度为铰刀刀头1全长的1/2～4/5。本实施例中，所述刀齿稀疏段的长度为铰刀刀头1全长的3/4。同时，铰刀刀头1每个刀齿的切削部分均沿顺时针方向打磨处理出一个角度为0°～90°的负倾角，从而能够提高铰孔的光洁度和铰刀刀头1本身的耐用度。所述刀杆5为长度能够自由调节的杆件且为冷拉圆钢制杆件；也就是说，实际使用过程中，刀杆5能够根据所加工工件的实际长度任意加长。本实施例中，所需加工而成的加工工件8为Φ17×1.5mm，长度为1400mm的工件。其铰刀刀头1选用硬质合金YG8材料；而所选用刀杆5为直径Φ8mm，长1500mm的45#冷拉圆钢制杆件，选用时既要保证刀杆5的扭曲强度，又要保证排屑和高压切削液枪9所喷出冷却润滑液流动的空间。

如图3、图4所示，所述铰刀刀头1与连接杆3之间通过连接销一2进行连接，连接杆3一端对应开有与连接销一2配套使用的前后向销孔一11，连接销一2和销孔一11间存在间隙；刀杆5与连接杆3之间通过连接销二4进行连接，连接杆3另一端对应开有与连接销二4配套使用的纵向销孔二12，连接销二4与销孔二12间存在间隙。也就是说，为保证铰刀刀头为浮动式刀头，在采用连接销一2和连接销二4将铰刀刀头1和刀杆5与连接杆3进行连接时，其铰刀刀头1和刀杆5与连接杆3装配时，其间均有一定的装配间隙，这样，铰刀刀头1才能够在径向左右移动及在一定范围内作任意方向的自由转动。

实际使用过程中，首先将本实用新型固定安装在普通车床6上，并且在车床6上进行加工时，先将加工工件8一端夹在车床6的主轴7的三爪夹紧装置上，另一端用车床6尾部的尾座顶尖进行找正，然后将车床6上的刀架10摇至加工工件8的前端，并且在刀架10和加工工件8之间垫V形上下压板，以保证压紧时V形上下压板所夹持的加工工件8的轴向中心与车床6的主轴7的中心等高，待刀架10的V形上下压板夹持住加工工件8，松开三爪夹紧装置并卸掉尾座，同时，在尾座部位安装高压切削液枪9。实际加工过程中，要保证加工工件8所加工的内孔壁厚均匀，必须保证刀具随所加工内孔内壁的弯曲度进行浮动行进加工。

本实用新型的具体工作过程是：第一、根据所加工工件8的内孔直径选择铰刀刀头1的直径，以确定其切削直径。第二、找正：在车床6上加工时，先将加工工件8的一端夹在车床6的主轴7的三爪夹紧装置上，再通过车床6的尾座活顶尖顶持所加工工件8的另一端内孔；之后，将刀架10移动到加工工件8的中间部位，采用夹持车刀的方法加工工件8的外圆，注意必须保持加工工件8中心不变，并保证所夹持的加工工件8的轴向中心与车床6的主轴7的中心等高；然后，松开三爪夹紧装置和尾座活顶尖，再次夹、顶持加工工件8，确认所顶持的加工工件8是否中心变动，若变动再次重复上述步骤，直至加工工件8的中心不变。第三、刃正：将加工工件8的进刀端内孔加工成一个45°的倒角，加工前，先在加工工件8的进刀端用绞刀手工铰削一个直径Φ为13.25mm且深为30mm的内孔，作为铰刀刀头1的导向刃头使用。第四、内表面铰削：卸掉车床6的尾座，并且在尾座部位安装高压为5kg/cm²的高压切削液枪9，并根据铰削工艺要求，选用合适的铰刀刀头1，加工前先分析将加工余量如何进行分配，即分为几刀进行拉铰削，考虑工件内壁毛坯情况，先进行一道找正拉铰削(加工量为单边0.012mm)，将第一道铰刀刀头1的切削直径调为Φ13.35mm，将剩余余量相应分为N刀进行加工，每刀加工量分别为0.1mm，而最后一道进行精拉铰削且其加工量为0.09mm。加工过程中，主轴7的转速一般为低速，其进给量为0.11mm/r；考虑到排屑和冷却润滑，在加工工件8的尾端接一压力为3MPa，流量为101/min的高压泵，使切屑在高压冷却润滑液的冲压下流向未加工的孔壁处，保持待加工孔壁粗糙度。最终将所加工工件8的内孔内表面粗糙度Ra为0.8μm，总加工量0.6mm，壁厚留0.1～0.2mm，并且其内孔直径Φ为13.8mm；加工最后，用车床6车去加工工件8的外护套。

综上，采用本实用新型在加工工件8的内孔中用浮动刀头沿孔径方向并随孔内壁弯曲度浮动行进进行铰削加工，其铰刀刀头1在孔内能够进行360°自由转动，因而比固定刀头硬性行走铰削有很大改善，因而能够保证深孔加工中所加工各段内孔的中心线同轴，并且提高了加工工件8的壁厚差要求。另外，将铰刀刀头1作用力的方向由推调整为拉，则加工工件8的薄壁所承受的作用力减少，因而加工工件8不易变形，并且其刀杆5长度能根据所加工工件8的长度进行任意加长，因而能够有效提高加工质量与稳定性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims

1.一种用于细长管材内孔表面加工的装置，包括铰刀刀头(1)以及固定铰刀刀头(1)的刀杆(5)，其特征在于：所述铰刀刀头(1)和刀杆(5)之间通过连接杆(3)活动连接在一起，所述铰刀刀头(1)为能进行360°自由转动和左右径向调节的硬质合金制浮动式刀头，铰刀刀头(1)为将标准铰刀刀头自尖端开始每隔一个刀齿去掉一个刀齿后的刀齿稀疏化刀头且刀齿稀疏段的长度为铰刀刀头(1)全长的1/2～4/5；所述刀杆(5)为长度能够自由调节的杆件。

2.按照权利要求1所述的一种用于细长管材内孔表面加工的装置，其特征在于：所述铰刀刀头(1)与连接杆(3)之间通过连接销一(2)进行连接，连接杆(3)一端对应开有与连接销一(2)配套使用的前后向销孔一(11)，连接销一(2)和销孔一(11)间存在间隙；刀杆(5)与连接杆(3)之间通过连接销二(4)进行连接，连接杆(3)另一端对应开有与连接销二(4)配套使用的纵向销孔二(12)，连接销二(4)与销孔二(12)间存在间隙。

3.按照权利要求1或2所述的一种用于细长管材内孔表面加工的装置，其特征在于：所述刀齿稀疏段的长度为铰刀刀头(1)全长的3/4。

4.按照权利要求1或2所述的一种用于细长管材内孔表面加工的装置，其特征在于：所述铰刀刀头(1)每个刀齿的切削部分均沿顺时针方向打磨处理出一个角度为0°～90°的负倾角。

5.按照权利要求1或2所述的一种用于细长管材内孔表面加工的装置，其特征在于：所述刀杆(5)为冷拉圆钢制杆件。