CN201760627U - 带导向密封装置的x形环切刀具 - Google Patents
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Abstract
带导向密封装置的X形环切刀具，属于汽车零部件机械加工领域，具体涉及一种用于加工重型汽车半轴套管深孔零件的带导向密封装置的X形环切刀具。其特征在于：所述环切刀具(4)包括刀头(19)和刀架(18)，刀架(18)为空心管状，一端向外伸展呈具有一定厚度的X形刀架头，另一端设有外螺纹，刀头(19)为四个，包括两个内刀头和两个外刀头，分别安装在X形刀架头四个分支的左侧端面上，两内刀头切削刃向内对称安装在X形架近心端，两外刀头切削刃向外对称安装在X形架远心端。刀头X形排布实现分层切削，切削刃由四个刀头分担，切削平稳，切削力小，分屑、断屑、排屑效果好，切削效率高，提高加工效率，增加刀具寿命，降低能源消耗。
Description
技术领域
带导向密封装置的X形环切刀具，属于汽车零部件机械加工领域，具体涉及一种用于加工重型汽车半轴套管深孔零件的带导向密封装置的X形环切刀具。
背景技术
近年来，随着国内汽车工业的高速发展，2009年重型汽车产量已突破百万辆大关，汽车零部件加工行业也快速发展起来。重型汽车半轴套管深孔零件是重型汽车常用零件，其传统机械加工工艺是通过深孔钻加工内孔，这种加工工艺存在四大问题，一是钻Φ58深度640mm深孔，排屑困难，易断钻头；二是深孔钻通后偏心较大造成废品；三是钻削加工效率低；四是把Φ58×640mm重13.2kg的料芯变成了铁屑，浪费了大量原材料。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术存在的深孔钻削加工排屑困难，加工效率低、浪费材料、钻头寿命短等缺陷，提供一种结构简单，定位准确，便于钻削取芯的带导向密封装置的X形环切刀具。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：带导向密封装置的X形环切刀具，包括环切刀具、刀杆、导向密封装置及支架，所述支架包括固定支架和移动支架两部分，导向密封装置安装在固定支架上，刀杆左端穿过导向密封装置，与环切刀具固定，右端固定在移动支架上，其特征在于：所述环切刀具包括刀头和刀架，刀架为空心管状，一端向外伸展呈具有一定厚度的X形刀架头，另一端设有外螺纹，刀头为四个，包括两个内刀头和两个外刀头，分别安装在X形刀架头四个分支的左侧端面上，两内刀头切削刃向内对称安装在X形架近心端，两外刀头切削刃向外对称安装在X形架远心端。
所述导向密封装置包括冷却液密封套、刀杆导向套、滚锥轴承、紧固螺母和密封螺帽，冷却液密封套中心设有排屑孔，左端向外设有密封凸台，端口为内锥形，右端插入刀杆导向套内，与刀杆导向套左端开设的深孔形成排屑腔，刀杆导向套中心设有刀杆导向孔，刀杆套装在刀杆导向孔及内冷却液密封套的排屑孔内，以保证刀具对工件的正确位置，刀杆导向套通过滚锥轴承安装在固定支架上，以提高刀具系统的支撑刚性。
所述刀杆导向套右端外侧套有固定滚锥轴承用的紧固螺母和密封螺帽。
所述排屑腔下部设有冷却液铁屑出口。
所述刀杆中空，左端端口内设有与刀架相配合的内螺纹，右端口与冷却液入口连接。
所述刀杆内通入冷却液，冷却液压力为2MPa，流量为750L/min。
所述刀头前端面上部向内开有断屑槽，断屑槽圆弧半径Rn为0.6mm。
所述刀头主切削刃D宽度尺寸为2.0～2.5mm，主偏角Kr为15°～26°，副角S为5°～12°，前角γ0为8°～15°，后角α0为5°～10°。
所述刀头采用YG8硬质合金制成。
所述刀架外螺纹及刀杆内螺纹均为矩形螺纹。
与现有技术相比，本实用新型带导向密封装置的X形环切刀具所具有的有益效果是：
1、利用机械切削加工理论设计，四个刀头分别安装在X形刀架头上，实现分层切削，刀体上开有排屑口，切削刃由四个刀头分担，切削平稳，切削力小，分屑、断屑、排屑效果好，切削效率高，提高加工效率，增加刀具寿命，降低能源消耗；断屑槽形状为直线与圆弧结合型设计，断屑好，易形成C型铁屑，便于排屑。
2、环切刀具中心通孔可套出Φ32×640mm料芯，重4kg，按每年加工5万件半轴套管计，可节约原材料近百万元，提高材料利用率13％。
3、根据有导向钻镗孔工装设计原则，采用“内冷外排法”设计导向密封装置，冷却效果好，排屑迅速顺畅，高压密封，避免泄露。
4、刀体与冷却管头采用矩形螺纹连接，安装迅速，定位准确，保证产品质量。
5、与传统钻头钻孔相比可以提高加工效率1.5倍，提高材料利用率13％，延长刀具寿命1倍，实验数据如表1所示：
表1钻孔加工与环切加工对比表
附图说明
图1是本实用新型带导向密封装置的X形环切刀具安装结构剖视示意图。
图2是导向密封装置结构示意图。
图3是实施例斯太尔重型汽车半轴套管结构示意图。
图4是X形环切刀具结构主视图。
图5是X形环切刀具结构左视图。
图6是X形环切刀具刀头结构主视图。
图7是X形环切刀具刀头结构左视图。
其中：1、顶紧轴2、四爪卡盘3、工件4、环切刀具5、料芯6、移动支架7、固定支架8、刀杆9、冷却液入口10、刀杆导向孔11、排屑腔12、冷却液密封套13、刀杆导向套14、滚锥轴承15、紧固螺母16、密封螺帽17、冷却液铁屑出口18、刀架19、刀头20、夹固螺栓。
图1～7是本实用新型带导向密封装置的X形环切刀具的最佳实施例，下面结合附图1～7对本实用新型做进一步说明：
具体实施方式
实施例1
参照附图1～2：
带导向密封装置的X形环切刀具，主要由动力机构、刀头19、刀架18、刀杆8、导向密封装置及支架组成。动力机构采用TX50动力头，通过四爪卡盘2夹紧工件3后带动工件3旋转。支架包括固定支架7和移动支架6两部分，固定支架7用于安放导向密封装置，移动支架6用于带动刀杆8移动进刀。导向密封装置包括冷却液密封套12、刀杆导向套13、滚锥轴承14、紧固螺母15和密封螺帽16，冷却液密封套12中心设有排屑孔，左端向外设有密封凸台，端口为内锥形，右端插入刀杆导向套13内，与刀杆导向套13左端开设的深孔形成排屑腔11，排屑腔11下部设有冷却液铁屑出口17。刀杆导向套13中心设有刀杆导向孔10，刀杆导向套13通过滚锥轴承14安装在固定支架7上，刀杆导向套13右端外侧套有固定滚锥轴承14用的紧固螺母15和密封螺帽16。固定支架7固定在HJ40A/B行程1000mm机械滑台的双矩形导轨上，该双矩型导轨导向精度好，适合深孔加工。
刀杆8为中空管状结构，同时兼有刀杆和冷却液导管双重功能。刀杆8左端端口内设有与刀架18相配合的内矩形螺纹，右端口与冷却液入口9连接，通入冷却液。刀杆8左端套装在刀杆导向孔10及内冷却液密封套12的排屑孔内，并通过排屑孔间隙排屑，右端固定在移动支架6上。
刀杆8内通入压力为2MPa，流量为750L/min的冷却液，冷却液在较高的压力下，从刀杆8内孔经刀架18间缝隙输入环形切削区，冷却润滑切削区并带着铁屑向后排出，最后经冷却液密封套12和刀杆导向套13将铁屑排入冷却液铁屑出口17，冷却液回收后返回冷却液箱。
参照附图4～7：
环切刀具4包括刀头19和刀架18两部分，刀架18为空心管状，一端向外伸展呈具有一定厚度的X形刀架头，另一端设有外矩形螺纹，刀头19为四个，采用YG8硬质合金制成，包括两个内刀头和两个外刀头，分别通过夹固螺栓20紧固安装在X形刀架头四个分支的左侧端面上，两内刀头切削刃向内对称安装在X形架近心端，主要负责内环切削，并保证套出Φ32料芯5，两外刀头切削刃向外对称安装在X形架远心端，主要负责外环切削，并保证半轴套管Φ58内径。四个刀头19呈x型分布结构便于分屑，减小了切削阻力。刀头19前端面上部向内开有断屑槽，断屑槽圆弧半径Rn为0.6mm，主切削刃D宽度尺寸为2.1mm，主偏角Kr为20°，副角S为10°，前角γ0为10°，后角α0为8°。
工作原理与工作过程如下：
以生产斯太尔重型汽车半轴套管为例，工件3如图3所示。将工件3安装在顶紧轴1和冷却液密封套12之间，通过顶紧轴1顶紧在冷却液密封套12左端内锥形端口壁上，并用四爪卡盘2抓紧固定，动力头带动工件3旋转的同时带动冷却液密封套12和刀杆导向套13随工件3作旋转运动。固定支架7紧固在机械滑台双矩形导轨上，刀杆8左端安装在刀杆导向套13内，右端固定在移动支架6上，移动支架6紧固在机械滑台上，环切刀具4通过刀架18安装在刀杆8左端面上，机械滑台带动移动支架6和刀杆8在刀杆导向套13内左右直线滑动，从而实现进刀、退刀，完成环形切削并套出料芯5。移动支架6进给量为S转＝0.15mm/转。冷却液通过冷却液进口9以压力2MPa，流量750L/min喷入刀杆8，通过刀架18缝隙冷却切削点。铁屑通过刀杆8与排屑孔间隙，随冷却液从冷却液铁屑出口17排出。
实施例2～4：
刀头19参数如表2所示，其他结构及工作原理、工作过程同实施例1。
表2实施例2～4参数表
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.带导向密封装置的X形环切刀具，包括环切刀具(4)、刀杆(8)、导向密封装置及支架，所述支架包括固定支架(7)和移动支架(6)两部分，导向密封装置安装在固定支架(7)上，刀杆(8)左端穿过导向密封装置，与环切刀具(4)固定，右端固定在移动支架(6)上，其特征在于：所述环切刀具(4)包括刀头(19)和刀架(18)，刀架(18)为空心管状，一端向外伸展呈具有一定厚度的X形刀架头，另一端设有外螺纹，刀头(19)为四个，包括两个内刀头和两个外刀头，分别安装在X形刀架头四个分支的左侧端面上，两内刀头切削刃向内对称安装在X形架近心端，两外刀头切削刃向外对称安装在X形架远心端。
2.根据权利要求1所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述导向密封装置包括冷却液密封套(12)、刀杆导向套(13)、滚锥轴承(14)、紧固螺母(15)和密封螺帽(16)，冷却液密封套(12)中心设有排屑孔，左端向外设有密封凸台，端口为内锥形，右端插入刀杆导向套(13)内，与刀杆导向套(13)左端开设的深孔形成排屑腔(11)，刀杆导向套(13)中心设有刀杆导向孔(10)，刀杆(8)套装在刀杆导向孔(10)及内冷却液密封套(12)的排屑孔内，刀杆导向套(13)通过滚锥轴承(14)安装在固定支架(7)上。
3.根据权利要求2所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述刀杆导向套(13)右端外侧套有固定滚锥轴承(14)用的紧固螺母(15)和密封螺帽(16)。
4.根据权利要求2所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述排屑腔(11)下部设有冷却液铁屑出口(17)。
5.根据权利要求1所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述刀杆(8)中空，左端端口内设有与刀架(18)相配合的内螺纹，右端口与冷却液入口(9)连接。
6.根据权利要求5所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述刀杆(8)内通入冷却液，冷却液压力为2MPa，流量为750L/min。
7.根据权利要求1所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述刀头(19)前端面上部向内开有断屑槽，断屑槽圆弧半径Rn为0.6mm。
8.根据权利要求1或7所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述刀头(19)主切削刃D宽度尺寸为2.0～2.5mm，主偏角Kr为15°～26°，副角S为5°～12°，前角γ0为8°～15°，后角α0为5°～10°。
9.根据权利要求8所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述刀头(19)采用YG8硬质合金制成。
10.根据权利要求1或5所述的带导向密封装置的X形环切刀具，其特征在于：所述螺纹为矩形螺纹。
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