CN201353653Y - 一种平衡型偏心微调镗孔刀杆 - Google Patents

Abstract

一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，包括外形轴对称的刀柄体、安装在与其轴线偏距为e的锥孔中的转动套、蜗杆机构、锁紧机构、旋转变径指示刻度盘、弹簧预紧机构、可换刀杆配件和可调整重心平衡圈；一种平衡型偏心微调镗孔刀杆设定旋转变径曲线的拐点(R₀，θ₀)的θ₀为零位，以θ₀的δ领域为微调区间，应用蜗杆机构的分度特性，实现转动套、可换刀杆配件及刀头绕与刀柄体的轴线偏距为e的轴线的可控转位，获得相对刀柄体的轴线的精确变径；因微调范围严格限定，非零位时重心偏移量很小，又因采用整体轴对称设计，零位时无重心偏置，加之可按需选配可调整重心平衡圈，是一种新型的适用于高速精密镗孔的偏心微调镗孔刀杆。

Description

一种平衡型偏心微调镗孔刀杆

技术领域

本实用新型涉及一种用于金属切削加工的可微调镗孔刀杆，尤其是可用于精密镗孔的偏心微调镗孔刀杆。

背景技术

无防松盖型旋转式变径的可微调镗孔刀杆(200520044960.4)，由刀柄体、转动套、蜗杆机构、锁紧机构、旋转变径指示刻度盘、弹簧预紧机构、可换刀杆配件和拆可换刀杆的螺母等组成。采用了转动套轴线与刀柄体轴线偏置的基本结构形式，如图1所示。产品的微调准确性，操作可靠性，使用经济性等特点，在经严格试验后得到认可；但偏置的转动套、拆可换刀杆的螺母和刀柄体端面等使其重心偏离刀柄体轴线，加之微调范围定义过宽，调节后重心偏移量也较大，两者造成了高速时容易发生离心振颤，影响精镗质量，也严重影响了该项技术在高速工况的性能。

发明内容

针对上述技术不足，本实用新型解决技术问题的技术方案含三个方面的内容：

一减小非零位时的重心偏移量

偏心微调机构的数学模型见图3所示，转角θ与迥转半径R在0至π区间为非线性关系，关系式为 $R=\sqrt{r^2+e^2-2\mathrm{re}\cos \mathrm{\θ}},$ 但将其分成N个小区间，小区间上曲线段有较好的线性特征。由数学分析可知：转角θ在拐点(R₀，θ₀)的θ₀左右的狭小区间，曲线R＝F(θ)趋近直线，区间越小，曲线越直，即曲线段与通过其两端点的直线段的对应点的差值的最大值越小。本技术方案定义其最大差值小于微米级应用精度的小区间为微调范围，其大小为2δ，δ为一正数，见图4所示。在结构设计上我们设定拐点(R₀，θ₀)的θ₀为零位，应用蜗论蜗杆机构优良的分度特性，当旋转附带刻度盘的蜗杆机构时，微调转动套进而连带可换刀杆配件和刀头绕与刀柄体的轴线偏距为e的轴线转位，实现相对刀柄体的轴线的精确变径，精度很容易达到0.001/格(非游标显视方式)。因为转角θ定义的微调范围(θ₀的δ邻域)很小，所以调节时重心偏移量也很微小。

二消除零位时的重心偏置现象

原有技术采用了在零位时转动套轴线与刀柄体轴线偏置的基本结构形式，偏置的转动套、拆可换刀杆的螺母及刀柄体端面等使其重心偏离刀柄体轴线。本技术方案在整体设计时要求各相关零部件组合后按刀柄体轴线对称布置，采用曲轴形式的转动套，刀柄体端面对称于刀柄体轴线，取消了偏置的折可换刀杆的螺母等，克服了原有技术在零位时的重心偏置缺陷。

三、采用可调整重心平衡圈

当使用在超高速工况时，要求很高的平衡性能，可在刀柄体上加装可调整重心平衡圈，改变可调整童心平衡圈中平衡块的周向位置，可平衡由调节引起的重心偏移状况。

针对背景技术的不足，本实用新型提供一种在高速工况时，离心振颤程度小、精镗质量高的平衡型偏心微调镗孔刀杆。

一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，包括刀柄体、转动套、蜗杆机构、锁紧机构、弹簧预紧机构、可换刀杆配件，刀柄体上设置有一与刀柄体轴线偏距为e的锥孔，转动套安装在该锥孔内，其特征是：

所述转动套为曲轴形式，该转动套包括插装在所述锥孔内的转动套锥体、以及露出锥孔的转动套外露圆柱体，所述转动套锥体与转动套外露圆柱体之间偏距为e；转动套外露圆柱体与可换刀杆配件的安装孔同轴；装配时，转动套外露圆柱体与刀柄体轴线同轴；所述刀柄体的刀柄体端面以刀柄体轴线对称。

进一步，在本实用新型中，所述刀柄体上设置有可调整重心平衡圈，该可调整重心平衡圈上设置有平衡块。

进一步，在本实用新型中，在转动套外露圆柱体上设置有微调范围标线，在微调范围标线的中间位置设置有零位标志线。

进一步，在本实用新型中，所述刀柄体的外形按轴线对称，头部有一个用于安装转动套锥体的锥孔，与刀柄体轴线偏距为e；有用于安装弹簧预紧机构的预紧螺钉和紧定螺钉的螺孔各一个；有锁紧转动套的斜向施力的锁紧机构的安装孔一组，有螺杆机构的安装孔一组，并刻有零位线一条。

进一步，在本实用新型中，所述蜗杆机构附带旋转变径指示刻度盘，刻度盘上有周向分布的等分刻线。

进一步，在本实用新型中，所述可换刀杆配件的外径与安装柄外径同轴，外径前端有用于安装和移动刀头的孔一组，安装和移动刀头是指采用螺杆调节将刀头沿孔的轴线移动与固定。

进一步，在本实用新型中，所述锁紧机构采用斜向施力方式，由安装在刀柄体上的锁紧螺钉、锁紧销组成。

本实用新型的有益效果是：由于本发明采用了如上所述的技术方案，一种平衡型偏心微调镗孔刀杆在非零位时重心偏移量很小，零位时无重心偏置，加之可按需选配可调整重心平衡圈，镗刀高速工况的平衡性要求得到了充分保障，有效避免了原有技术在高速迥转时常因离心力引起的振颤现象，从根本上提升了偏心微词镗杆的技术性能，是一种新型的适用于高速精密镗孔的偏心微调镗孔刀杆。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作其进一步说明：

图1是无防松盖型旋转式变径的可微调镗孔刀杆的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是一种平衡型偏心微调镗孔刀杆的偏心微调机构数学模型图。

圈4是一种平衡型偏心微调镗孔刀杆的旋转变径曲线图。

图5是一种平衡型偏心微调镗孔刀杆第一实施例结构示意图。

图6是一种平衡型偏心微调镗孔刀杆第一实施例外形示意图。

图7是一种平衡型偏心微调镗孔刀杆第二实施例结构示意图。

附圈中零件标号；刀柄体(1)、刀柄体端面(11)、零位线(12)、转动套(2)、转动套外露圆柱体(21)、转动套锥体(22)、微调范围标线(23)、蜗杆机构(3)，锁紧机构(4)、锁紧螺钉(41)、锁紧销(42)、旋转变径指示刻度盘(5)、弹簧预紧机构(6)、预紧螺钉(61)、弹簧(62)、紧定螺钉(63)、可换刀杆配件(7)、刀头(71)、拆可换刀杆的螺母(72)、可调整重心平衡圈(8)、可调整重心平衡圈圈座(81)、紧定螺钉(82)、平衡块(83)、紧定螺钉(9)、销键

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1为无防松盖型旋转式变径的可微调镗孔刀杆的结构示意图，由刀柄体(1)、转动套(2)、蜗杆机构(3)，和锁紧机构(4)，旋转变径指示刻度盘(5)、弹簧预紧机构(6)、可换刀杆配件(7)、刀头(71)、紧定螺钉(9)、销键(10)等组成。因刀柄体端面(11)与刀柄体轴线偏距为e的锥孔轴线对称，可见刀柄体端面(11)、转动套外露圆柱体(21)和拆可换刀杆的螺母(72)与刀柄体轴线非对称布置，重心偏置明显。

实施例1

图2为可换刀杆配件(7)与转动套(2)为孔联接的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆的结构示意图，应用于加工中心机床。

刀柄体端面(11)不再与偏置锥孔的轴线对称，而以刀柄体(1)轴线对称，并刻制零位线(12)，见图6。在刀柄体上加工蜗杆机构(3)安装孔一组。加工与刀柄体轴线偏距为e的锥孔，用于一个安装转动套锥体(22)。加工安装转动套(2)的预紧螺钉(61)及紧固螺钉(63)的螺孔各一个。加工锁紧转动套的斜向施力的锁紧机构安装孔一组。

转动套(2)采用曲轴型式，即转动套外露圆柱体(21)与转动套锥体(22)不同轴，偏距为e。在转动套外露圆柱体(21)上刻制微调范围标线(23)，中间位置为零位标志线。转动套外露圆柱体(21)与可换刀杆配件(7)的安装孔同轴，在与刀柄体(1)的装配关系中，转动套外露圆柱体(21)零位时与刀柄体(1)轴线同轴。转动套(2)上加工安装可换刀杆配件(7)的紧定螺钉(9)和销键(10)的螺孔及键槽各一，转动套锥体(22)上加工环形锁紧槽一段，并加工与通过蜗杆机构(3)轴线的主平面不对称的左偏置的蜗轮的轮齿，左偏置的蜗轮是蜗轮蜗杆技术在本实用新型中的特殊应用，其目的是为了轻巧启动转动套(3)。转动套锥体(22)表面镀有耐磨自润滑涂层，当转动套(2)直接由蜗杆机构(3)驱动下在定义的微调范围内旋转时，带动可换刀杆配件(7)进而带动刀头(71)转位，实现相对刀柄体(1)的轴线的精确变径；通过旋转变径指示刻度盘(5)获得变径数值提示，精度很容易达到0.001/格(非游标显示方式)。

在与转动套锥体(22)同轴的孔的底部安装由弹簧(62)、预紧螺钉(61)等构成的弹簧预紧机构(6)，用紧定螺钉(63)固定预紧螺钉(61)。

转动套(2)与刀柄体(1)的锁紧方式采用斜向施力的锁紧机构(4)，由锁紧螺钉(41)和锁紧销(42)组成。

可换刀杆配件(7)的杆部与置入转动套的柄部同轴，改变了原有技术杆部与柄部轴线偏置及通过柄部自锁锥面定位并传递切削力矩的形式，采用圆柱孔及端面定位，销键传递力矩的结构，取消原有技术中的拆可换刀杆的螺母(72)。

为防止转动体(2)与可换刀杆配件(7)间发生相对转动，用紧定螺钉(9)和销键(10)紧定。

刀头(71)沿安装孔轴线移动采用螺杆调节，这样可以在操作时很方便完成变径粗调，对缩小转动变径的实际微调范围，减少转动变径时的重心偏移量，有重要的实际意义，因螺杆调节移动变径模式众所周知，这里不再赘述。

为使刀杆获得较大的镗孔范围，在整个镗孔范围内配套几档可换刀杆配件(7)来实现。

为了镗削大孔，可以参照上述基本形式，采用法兰接口，用螺栓联接的形式，法兰接口的形式本行业的技术人员周知，这里不再赘述。

实施例2

图7为应用于坐标镗床的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆的结构示意图，因镗孔经常在高速工况，重心平衡要求很高，在刀柄体上按需加装了可调整重心平衡圈(8)。改变可调整重心平衡圈中平衡块(83)的周向位置，可平衡由变径调节引起的重心偏移状况。

实施例2柄部形式不同，内部结构及各零部件的装配关系同第一实施例，这里不再赘述。

根据各种机床主轴锥孔的不同接口形式，柄部可相应变化，以适用于各种机床。

以上显示和描述了本实用新型的基本技术特点，应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1、一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，包括刀柄体(1)、转动套(2)、蜗杆机构(3)、锁紧机构(4)、弹簧预紧机构(6)、可换刀杆配件(7)，刀柄体(1)上设置有一与刀柄体轴线偏距为e的锥孔，转动套(2)安装在该锥孔内，其特征是：

所述转动套(2)为曲轴形式，该转动套(2)包括插装在所述锥孔内的转动套锥体(22)、以及露出锥孔的转动套外露圆柱体(21)，所述转动套锥体(22)与转动套外露圆柱体(21)之间偏距为e；转动套外露圆柱体(21)与可换刀杆配件(7)的安装孔同轴；装配时，转动套外露圆柱体(21)与刀柄体轴线同轴；所述刀柄体的刀柄体端面(11)以刀柄体轴线对称。

2、根据权利要求1所述的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，其特征是：所述刀柄体(1)上设置有可调整重心平衡圈(8)，该可调整重心平衡圈(8)上设置有平衡块(83)。

3、根据权利要求1所述的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，其特征是：在转动套外露圆柱体(21)上设置有微调范围标线(23)，在微调范围标线(23)的中间位置设置有零位标志线。

4、根据权利要求1所述的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，其特征是：所述刀柄体(1)的外形按轴线对称，头部有一个用于安装转动套锥体(22)的锥孔，与刀柄体(1)轴线偏距为e；有用于安装弹簧预紧机构(6)的预紧螺钉(61)和紧定螺钉(63)的螺孔各一个；有锁紧转动套(2)的斜向施力的锁紧机构(4)的安装孔一组，有螺杆机构(3)的安装孔一组，并刻有零位线(11)一条。

5、根据权利要求1所述的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，其特征是：所述蜗杆机构(3)附带旋转变径指示刻度盘(5)，刻度盘上有周向分布的等分刻线。

6、根据权利要求1所述的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，其特征是：所述可换刀杆配件(7)的外径与安装柄外径同轴，外径前端有用于安装和移动刀头(71)的孔一组，安装和移动刀头(71)是指采用螺杆调节将刀头(71)沿孔的轴线移动与固定。

7、根据权利要求1所述的一种平衡型偏心微调镗孔刀杆，其特征是：所述锁紧机构(4)采用斜向施力方式，由安装在刀柄体(1)上的锁紧螺钉(41)、锁紧销(42)组成。

Images