CN209094574U - 一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀 - Google Patents

Abstract

本新型涉及一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，包括镗刀刀片、镗杆、导向条、伸缩柱、压力传感器、水平传感器、万向滚珠、电磁定位销及驱动电路，镗杆为圆柱体结构，其前端侧表面设至少两个定位刀槽并通过定位刀槽与镗刀刀片连接，导向条环绕镗杆轴线包覆在镗杆外侧，且相邻两条导向条间通过至少两条伸缩杆相互连接，万向滚珠嵌于导向条后端面并与镗杆外表面相抵，每个导向条的外表面均设一个水平传感器，前端面和后端面位置均设至少一个电磁定位销。本新型一方面可有效的提高镗杆的结构强度和定位精度，另一方面运行自动化程度和检测精度高，可有效实现对镗杆下垂、挠动等异常作业状态进行有效的检测。

Description

一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀

技术领域

本实用新型涉及一种镗刀，确切地说是一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀。

背景技术

目前在凸轮轴的轴孔加工中，往往均需要通过镗刀对轴孔进行加工作业，由于凸轮轴的轴孔往往直径相对较小但长度相对较大，从而导致用于凸轮轴的轴孔加工用镗刀的镗杆均存在结构强度相对较弱，极易因镗杆自身的自重及加工作业中因镗刀受力不均等而导致镗杆发生弯曲下垂、挠动现象等严重影响镗孔作业精度的现象发生，同时也导致镗刀使用寿命和受到极大的影响，而针对这一问题，当前仅能ton故宫为镗刀配备基于传统机械机构的一个或多个承载座对镗刀的镗杆进行辅助承载定位，虽然当前的这类作法可一定程度达到提高镗杆作业精度的目的，但一方面无法对镗杆下垂、挠动等异常运行情况进行精确监控，另一方面在对镗杆承载限位时，存在与镗杆安装定位难度大、定位精度差的缺陷，同时与镗杆接触面位置的摩擦损耗也相对较大，从而导致镗杆在运行中因磨损现象严重，严重影响镗杆的使用寿命。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的镗刀结构，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，该新型一方面可有效的提高镗杆的结构强度和定位精度，避免因镗杆自重导致的镗杆下垂弯曲和因镗孔作业时镗刀受力不均而造成的镗杆跳动等严重影响镗杆使用寿命和镗孔作业工作精度的缺陷，另一方面运行自动化程度和检测精度高，可有效实现对镗杆下垂、挠动等异常作业状态进行有效的检测，从而极大的提高凸轮轴镗孔作业中镗杆的工作精度，有效避免因镗杆下垂、挠动等导致的凸轮轴轴孔孔径及同轴度质量差的情况发生。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，包括镗刀刀片、镗杆、导向条、伸缩柱、压力传感器、水平传感器、万向滚珠、电磁定位销及驱动电路，镗杆为圆柱体结构，其前端侧表面设至少两个定位刀槽并通过定位刀槽与镗刀刀片连接，且每个定位刀槽均与一个镗刀刀片连接，后端侧表面设至少两个定位滑槽，定位刀槽和定位滑槽均环绕镗杆轴线均布，导向条至少三条，环绕镗杆轴线包覆在镗杆外侧，且相邻两条导向条间通过至少两条伸缩杆相互连接，导向条与镗杆轴线平行分布并位于定位刀槽和定位滑槽之间位置的镗杆外侧，伸缩柱与导向条间通过转台机构相互铰接，且伸缩柱轴线与导向条轴线间呈30°—90°夹角，万向滚珠若干，沿着导向条轴线嵌于导向条后端面并与镗杆外表面相抵，万向滚珠轴线分别与导向条和镗杆轴线垂直分布，压力传感器若干，嵌于导向条后端面并与万向滚珠后端面相抵，水平传感器和电磁定位销数量与导向条数量一致，每个导向条的外表面均设一个水平传感器，每个导向条的前端面和后端面位置均设至少一个电磁定位销，电磁定位销与镗杆外表面相抵，且轴线与镗杆轴线垂直并相交，驱动电路嵌于各导向条的其中一个的外表面，并分别与伸缩柱、压力传感器、水平传感器、电磁定位销及转台机构电气连接。

进一步的，所述的定位刀槽环绕镗杆轴线均布或环绕镗杆轴线呈螺旋状结构分布。

进一步的，所述的导向条为横断面呈矩形、梯形、椭圆形结构中的任意一种。

进一步的，所述的万向滚珠与导向条间通过至少一个弹簧相互连接。

进一步的，所述的伸缩柱为电动伸缩柱、气动伸缩柱及液压伸缩柱中的任意一种。

进一步的，所述的转台机构为伺服电动机驱动的二维转台及三维转台中的任意一种，且所述的转台机构上设至少一个角度传感器，所述的角度传感器与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的导向条中，每条导向条上均设至少三个万向滚珠，沿导向条轴线方向分布的相邻两个万向滚珠间间距不大于镗杆有效长度的30%。

进一步的，所述的导向条有效长度为镗杆有效长度的40%—90%，且导向条的中点与镗杆中点位置一致。

进一步的，所述的导向条外表面上设连接连接齿条，所述的连接齿条与导向条同轴分。

进一步的，所述的驱动电路为基于工业单片机为核心的电路系统，且所述的驱动电路设至少一个数据通讯端子和电源接线端子，所述的数据通讯端子和电源接线端子均嵌于驱动电路所在导向条的外表面。

本新型一方面可有效的提高镗杆的结构强度和定位精度，避免因镗杆自重导致的镗杆下垂弯曲和因镗孔作业时镗刀受力不均而造成的镗杆跳动等严重影响镗杆使用寿命和镗孔作业工作精度的缺陷，另一方面运行自动化程度和检测精度高，可有效实现对镗杆下垂、挠动等异常作业状态进行有效的检测，从而极大的提高凸轮轴镗孔作业中镗杆的工作精度，有效避免因镗杆下垂、挠动等导致的凸轮轴轴孔孔径及同轴度质量差的情况发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。

图1为本实用新型结构示意图；

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，包括镗刀刀片1、镗杆2、导向条3、伸缩柱4、压力传感器5、水平传感器6、万向滚珠7、电磁定位销8及驱动电路9，镗杆2为圆柱体结构，其前端侧表面设至少两个定位刀槽10并通过定位刀槽10与镗刀刀片1连接，且每个定位刀槽10均与一个镗刀刀片1连接，后端侧表面设至少两个定位滑槽11，定位刀槽10和定位滑槽11均环绕镗杆2轴线均布，导向条3至少三条，环绕镗杆2轴线包覆在镗杆2外侧，且相邻两条导向条3间通过至少两条伸缩杆4相互连接，导向条3与镗杆2轴线平行分布并位于定位刀槽10和定位滑槽11之间位置的镗杆2外侧，伸缩柱4与导向条3间通过转台机构12相互铰接，且伸缩柱4轴线与导向条3轴线间呈30°—90°夹角，万向滚珠7若干，沿着导向条3轴线嵌于导向条3后端面并与镗杆2外表面相抵，万向滚珠7轴线分别与导向条3和镗杆2轴线垂直分布，压力传感器5若干，嵌于导向条3后端面并与万向滚珠7后端面相抵，水平传感器6和电磁定位销8数量与导向条3数量一致，每个导向条2的外表面均设一个水平传感器6，每个导向条3的前端面和后端面位置均设至少一个电磁定位销8，电磁定位销8与镗杆2外表面相抵，且轴线与镗杆2轴线垂直并相交，驱动电路9嵌于各导向条3的其中一个的外表面，并分别与伸缩柱4、压力传感器5、水平传感器6、电磁定位销8及转台机构12电气连接。

其中，所述的定位刀槽10环绕镗杆2轴线均布或环绕镗杆2轴线呈螺旋状结构分布。

同时，所述的万向滚珠7与导向条3间通过至少一个弹簧13相互连接。

此外，所述的伸缩柱4为电动伸缩柱、气动伸缩柱及液压伸缩柱中的任意一种，所述的转台机构12为伺服电动机驱动的二维转台及三维转台中的任意一种，且所述的转台机构上设至少一个角度传感器14，所述的角度传感器14与驱动电路9电气连接。

需要特别说明的，所述的导向条3为横断面呈矩形、梯形、椭圆形结构中的任意一种，且所述的导向条3中，每条导向条3上均设至少三个万向滚珠7，沿导向条3轴线方向分布的相邻两个万向滚珠7间间距不大于镗杆2有效长度的30%，导向条3有效长度为镗杆2有效长度的40%—90%，且导向条3的中点与镗杆2中点位置一致，此外所述的导向条3外表面上设连接连接齿条15，所述的连接齿条15与导向条3同轴分。

进一步优化的，所述的驱动电路9为基于工业单片机为核心的电路系统，且所述的驱动电路设至少一个数据通讯端子16和电源接线端子17，所述的数据通讯端子16和电源接线端子17均嵌于驱动电路9所在导向条3的外表面。

本新型在具体实施中个，首先根据镗孔加工需要，选择满足加工作业的镗刀刀片、镗杆结构，然后根据镗杆的长度、直径确定导向条的数量、长度及与导向条连接的伸缩柱及万向滚珠的数量和结构参数，然后对镗刀刀片、镗杆、导向条、伸缩柱、压力传感器、水平传感器、万向滚珠、电磁定位销及驱动电路进行组装，完成本新型装配。

在进行镗孔作业时，将组装后的本新型的镗杆末端与镗床的驱动轴连接，并将调节镗杆和待加工轴孔间的位置，使镗刀刀片与轴孔作业面相抵，最后将本新型的驱动电路与镗床的驱动电路电气连接，完成本新型的装配作业，然后通过驱动电路驱动伸缩柱进行收缩或伸长运行，通过伸缩柱调节各导向条与之间及导向条与镗杆之间的间距等相对位置关系，同时实现万向滚珠对镗杆外表面承载定位，从而实现通过导向条提高镗杆整体的机械强度，避免镗杆因自重发生下垂或因镗孔作业受力不均而导致的镗杆挠动等严重镗刀使用寿命和加工精度的现象发生，其中在对导向条位置调整时，一方面通过水平传感器使导向条与水平面平行分布，另一方通过压力传感器检测导向条上各万向滚珠滚珠与镗杆外表面的压力，并在当导向条与水平面平行时，通过各万向滚珠与导向条间压力传感器的压力值对镗杆的水平面间相对位置进行判断和对镗杆是否存在弯曲或挠动现象进行判断，在进行判读时，各压力传感器的检测数据一致，则说明镗杆与水平平行分布，且未发生弯曲或挠动现象，当各压力传感器检测刀的压力值自镗杆末端向前端逐个递增或递减时，则证明镗杆与水平面间不平行；当个别压力传感器检测到的压力值随镗刀运行存在交变变化时，则证明镗杆存在弯曲或挠动，其中压力值变化最大的压力传感器所对应的镗杆位置即为镗杆弯曲量最大或挠动最严重位置。

本新型一方面可有效的提高镗杆的结构强度和定位精度，避免因镗杆自重导致的镗杆下垂弯曲和因镗孔作业时镗刀受力不均而造成的镗杆跳动等严重影响镗杆使用寿命和镗孔作业工作精度的缺陷，另一方面运行自动化程度和检测精度高，可有效实现对镗杆下垂、挠动等异常作业状态进行有效的检测，从而极大的提高凸轮轴镗孔作业中镗杆的工作精度，有效避免因镗杆下垂、挠动等导致的凸轮轴轴孔孔径及同轴度质量差的情况发生。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。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 (10)

1.一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀包括镗刀刀片、镗杆、导向条、伸缩柱、压力传感器、水平传感器、万向滚珠、电磁定位销及驱动电路，所述的镗杆为圆柱体结构，其前端侧表面设至少两个定位刀槽并通过定位刀槽与镗刀刀片连接，且每个定位刀槽均与一个镗刀刀片连接，后端侧表面设至少两个定位滑槽，所述的定位刀槽和定位滑槽均环绕镗杆轴线均布，所述的导向条至少三条，环绕镗杆轴线包覆在镗杆外侧，且相邻两条导向条间通过至少两条伸缩杆相互连接，所述的导向条与镗杆轴线平行分布并位于定位刀槽和定位滑槽之间位置的镗杆外侧，所述的伸缩柱与导向条间通过转台机构相互铰接，且伸缩柱轴线与导向条轴线间呈30°—90°夹角，所述的万向滚珠若干，沿着导向条轴线嵌于导向条后端面并与镗杆外表面相抵，所述万向滚珠轴线分别与导向条和镗杆轴线垂直分布，所述的压力传感器若干，嵌于导向条后端面并与万向滚珠后端面相抵， 所述的水平传感器和电磁定位销数量与导向条数量一致，每个导向条的外表面均设一个水平传感器，每个导向条的前端面和后端面位置均设至少一个电磁定位销，所述的电磁定位销与镗杆外表面相抵，且轴线与镗杆轴线垂直并相交，所述的驱动电路嵌于各导向条的其中一个的外表面，并分别与伸缩柱、压力传感器、水平传感器、电磁定位销及转台机构电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的定位刀槽环绕镗杆轴线均布或环绕镗杆轴线呈螺旋状结构分布。

3.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的导向条为横断面呈矩形、梯形、椭圆形结构中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的万向滚珠与导向条间通过至少一个弹簧相互连接。

5.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的伸缩柱为电动伸缩柱、气动伸缩柱及液压伸缩柱中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的转台机构为伺服电动机驱动的二维转台及三维转台中的任意一种，且所述的转台机构上设至少一个角度传感器，所述的角度传感器与驱动电路电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的导向条中，每条导向条上均设至少三个万向滚珠，沿导向条轴线方向分布的相邻两个万向滚珠间间距不大于镗杆有效长度的30%。

8.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的导向条有效长度为镗杆有效长度的40%—90%，且导向条的中点与镗杆中点位置一致。

9.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的导向条外表面上设连接连接齿条，所述的连接齿条与导向条同轴分。

10.根据权利要求1所述的一种加工凸轮轴底孔的智能导条式复合阶梯镗刀，其特征在于：所述的驱动电路为基于工业单片机为核心的电路系统，且所述的驱动电路设至少一个数据通讯端子和电源接线端子，所述的数据通讯端子和电源接线端子均嵌于驱动电路所在导向条的外表面。