CN220837975U - 一种扩孔加工刀具 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种扩孔加工刀具，用于车床加工工艺技术领域，具体为一种扩孔加工刀具，包括安装有切割刀的扩孔刀头、设置在扩孔刀头前进方向前端的扩孔刀头引导段和设置在扩孔刀头背离前进方向后端的刀杆；扩孔刀头引导段、扩孔刀头和刀杆同轴设置；扩孔刀头引导段能插设在零件毛坯上开设的引导孔内，扩孔刀头引导段插设在引导孔内时扩孔加工刀具能相对零件毛坯旋转并对零件毛坯的端面进行切割。上述扩孔加工刀具通过在扩孔刀头前进方向前端加设了扩孔刀头引导段，这样，扩孔作业时切削力可由扩孔刀头引导段承受并传导至零件毛坯的引导孔内壁，这种切削力承载方式的支撑刚度更好，是扩孔刀杆自身刚度承载力的数倍。

Description

一种扩孔加工刀具

技术领域

本申请涉及车床加工工艺技术领域，具体涉及一种扩孔加工刀具。

背景技术

机械制造包含各种动力机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备的生产，它为整个国民经济提供技术装备支撑。

各类机械设备中的组成零件离不开机械加工，尤其是回转类的零件必须使用车床加工。

车床加工在机械加工中有普遍性应用，其加工效率的高低也直接代表了机械设备的制造成本。机械制造行业内一直致力于开发既能满足车床普遍适用性又能提高车床加工效率的工艺技术方法。

现在机械加工行业内普通车床普遍采用扩孔工艺技术为普通镗孔法。

该扩孔方法使用固定外形尺寸的扩孔加工刀具，该扩孔加工刀具由扩孔刀头与镗孔刀杆两部分构成，两者一体式连接；扩孔作业产生的切削力由镗孔刀杆自身刚度抵消，导致扩孔加工时可承受的切削力偏低，只能匹配较小的切削速度、进给量、切削深度，导致加工效率不高；

同时，该扩孔加工刀具为固定外形尺寸，不能兼顾不同孔径、孔深的扩孔作业需求，导致扩孔加工刀具的适用范围较窄。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种扩孔加工刀具，其结构通过在扩孔刀头前进方向前端加设扩孔刀头引导段，从而将切削力由扩孔刀头引导段承受并传导至零件毛坯的引导孔内壁，进而提高切削速度、进给量、切削深度以及加工效率。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种扩孔加工刀具，包括：

扩孔刀头，所述扩孔刀头上安装有切割刀，所述切割刀的刀刃能够切割所述零件毛坯；

圆柱状的扩孔刀头引导段，设置在所述扩孔刀头前进方向的前端；

刀杆，设置在所述扩孔刀头背离前进方向的后端；

所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆同轴设置；

所述零件毛坯上开设有与所述零件毛坯同轴设置的引导孔，所述扩孔刀头引导段能插设在所述引导孔内，所述扩孔刀头引导段插设在所述引导孔内时所述扩孔加工刀具能相对所述零件毛坯旋转并对所述零件毛坯的端面进行切割。

可选的，所述扩孔刀头包括至少两个切割刃安装部，所有所述切割刃安装部关于所述扩孔刀头的轴心呈中心对称设置；所述切割刃安装部上安装有所述切割刀。

可选的，所述扩孔刀头还包括圆柱状的基体，所述切割刃安装部的第一端连接在所述基体上，所述切割刃安装部的第二端远离所述基体，所述第一端和所述第二端之间设置有所述切割刀；每个所述切割刃安装部上的所述切割刀的数量为至少两个，相邻所述切割刀之间保持有间隙。

可选的，所有所述切割刃安装部上的所述切割刀的切割轨迹能覆盖所述零件毛坯的整个端面。

可选的，同一个所述切割刃安装部上的所有所述切割刀的刀刃在同一条直线上，并且所述切割刀的刀刃所在的直线穿过所述扩孔刀头的轴心。

可选的，所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆通过连接件组装，所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆均设置有多个不同型号尺寸，任一型号尺寸的所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆均可以组装成所述扩孔加工刀具。

可选的，所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆通过所述连接件可拆卸连接；

所述连接件依次穿过所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆并将三者固定连接；所述连接件的轴线与所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头、和所述刀杆的轴线平行设置。

可选的，所述扩孔刀头引导段上设置有键槽，所述扩孔刀头上设置有台阶，所述台阶能插入所述键槽并限制所述扩孔刀头引导段相对所述扩孔刀头的周向转动。

可选的，所述扩孔刀头上设置有能向所述切割刃安装部喷淋冷却液的冷却模块，所述刀杆内设置有与所述冷却模块相连通的冷却液通道。

可选的，所述冷却模块的喷淋方向可改变。

本申请提供的扩孔加工刀具，通过在扩孔刀头前进方向的前端加设了一个扩孔刀头引导段，扩孔刀头引导段可以被导入零件毛坯的引导孔中，这样，切削力可以由扩孔刀头引导段承受并传导至零件毛坯的引导孔内壁，这种切削力承载方式的支撑刚度更好，是刀杆自身刚度承载力的数倍，这样在刀杆刚度承受力不改变的前提下，就可以提高切削速度、进给量、切削深度以及加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请中零件毛坯的剖面示意图；

图2为本申请的扩孔加工刀具的分体结构示意图；

图3为本申请的扩孔刀头引导段与扩孔刀头的示意图；

图4为本申请的扩孔加工刀具的俯视图；

图5为本申请中零件毛坯被扩孔加工刀具钻进一定深度之后的剖面示意图。

在图1-图5中：

1、零件毛坯；11、引导孔；12、被加工孔；21、扩孔刀头引导段；211、键槽；22、扩孔刀头；221、台阶；23、刀杆；24、刀片；25、铰制孔螺栓；26、冷却模块；27、冷却液通道。

具体实施方式

本申请提供了一种扩孔加工刀具，其结构通过在扩孔刀头前进方向前端加设扩孔刀头引导段，从而将切削力由扩孔刀头引导段承受并传导至零件毛坯的引导孔内壁，进而提高切削速度、进给量、切削深度以及加工效率。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-5所示，本申请实施例提供了一种用于零件毛坯1扩孔加工的扩孔加工刀具，包括依次连接的扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23，其中：

扩孔刀头22上安装有切割刀，切割刀的刀刃能够切割零件毛坯1，具体的，如图2-4所示，本实施例中切割刀为刀片24，当然，也可以采用具有切割刃的、其他形状的切割部件安装在扩孔刀头22上对零件毛坯1进行切割；

扩孔刀头引导段21为圆柱状，设置在扩孔刀头22前进方向的前端；

刀杆23，设置在扩孔刀头22背离前进方向的后端；

扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23同轴设置；

零件毛坯1上需用钻头预先开设引导孔11，引导孔11与零件毛坯1同轴设置且贯穿该零件毛坯1；

这样，在进行扩孔作业时，本申请扩孔加工刀具的扩孔刀头引导段21能插设在引导孔11内，然后使零件毛坯1进行旋转，固定的扩孔加工刀具即能相对零件毛坯1进行旋转，这时露在引导孔11外的扩孔刀头22即能对零件毛坯1的端面进行切割。

本申请提供的扩孔加工刀具，通过在扩孔刀头22前进方向的前端加设了一个扩孔刀头引导段21，扩孔刀头引导段21可以被导入零件毛坯1的引导孔11中，这样，扩孔刀头引导段21和引导孔11形成了轴孔配合，切削力可以由扩孔刀头引导段21承受并传导至零件毛坯1的引导孔11内壁，这种切削力承载方式的支撑刚度更好，是刀杆23自身刚度承载力的数倍，这样在刀杆23刚度承受力不改变的前提下，就可以提高切削速度、进给量、切削深度以及加工效率。

在一种优选的实施例中，如图2-4所示，扩孔刀头22包括两个切割刃安装部，每个切割刃安装部上均设置有切割刀，这样能提高切割效率；

两个切割刃安装部关于扩孔刀头22的轴心呈中心对称设置，这样，扩孔刀头22在对零件毛坯1的端面进行切割时，切割刃安装部的切割方向一致，不会相互干扰。

当然，如有需要，如扩孔尺寸较大或者提高扩孔效率等情况下，扩孔刀头22也可以包括三个或者多个切割刃安装部，每个切割刃安装部上均安装有切割刀类似的，所有的切割刃安装部应关于扩孔刀头22的轴心呈中心对称设置。

优选的，扩孔刀头22还包括圆柱状的基体，具体的，本实施例中，该基体的直径与扩孔刀头引导段21的直径相等，这样，扩孔刀头引导段21不会对扩孔刀头22的切割刃安装部起到遮挡作用，不会影响到切割刃安装部的有效长度；

切割刃安装部的第一端连接在基体上，切割刃安装部的第二端远离基体，第一端和第二端之间设置有切割刀；每个切割刃安装部上的切割刀的数量为至少两个，相邻切割刀之间保持有间隙。

每个切割刃安装部上均安装有至少两个切割刀，一方面为了提高切割效率，另一方面，若是安装一个长度较长的切割刀，切割刃安装部在对零件毛坯1的端面进行切割时，其远离中心和靠近中心的转速不同，切割刀的两端受到的摩擦力也不同，容易使切割刀造成断裂，因此，在切割刃安装部上设置分体式的切割刀来避免此情况发生；

在一种优选的实施例中，如图2-4所示，所有切割刃安装部上的切割刀的切割轨迹能覆盖零件毛坯1的整个端面。

为了保证引导孔11的孔壁到零件毛坯1的外侧壁之间的径向都能被切削到位，第一端和第二端之间设置有切割刀，但是切割刃安装部上的切割刀布置太满，会对零件毛坯1径向上部分重复切割，影响切割效率，因此，相邻切割刀之间保持有间隙，但间隙不能过稀或者过密；

具体的，如图4所示，位于上方的切割刃安装部，其第一端、第二端、第一端和第二端之间各设置了一个切割刀；位于下方的切割刃安装部，其第一端、第二端、第一端和第二端之间也各设置了一个切割刀，位于上方切割刃安装部第一端和第二端之间的切割刀离第一端较近而离第二端较远，位于下方的切割刃安装部第一端和第二端之间的切割刀离第一端较远而离第二端较近；

总的来说，位于不同的切割刃安装部第一端和第二端之间的不同的切割刀只要能够满足覆盖第一端和第二端之间的径向部分，也即所有切割刃安装部上的切割刀的切割轨迹能覆盖零件毛坯的整个端面1即可。

在一种优选的实施例中，如图2-4所示，为了保证在对零件毛坯1切割时的整齐程度，同一个切割刃安装部上的所有切割刀的刀刃在同一条直线上，并且切割刀的刀刃所在的直线穿过扩孔刀头22的轴心；

具体的，如图2所示，刀片24贴合在切割刃安装部的侧端面上，并且，扩孔刀头22的轴线在刀片24所在的平面内；刀片24的刀刃在同一条直线上，所在直线穿过扩孔刀头22的轴心。

在一种优选的实施例中，扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23通过连接件组装，扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23均设置有多个不同型号尺寸，任一型号尺寸的扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23均可以组装成扩孔加工刀具；

这样，扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23作为本申请扩孔加工刀具的组成部件，均为可更换模块，可以随被加工孔12的大小、深度，选择相应的刀杆23、扩孔刀头22和扩孔刀头引导段21，提高了该扩孔刀具的适用性，降低了道具使用成本。

在一种优选的实施例中，如图2-4所示，扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23通过连接件可拆卸连接；

连接件依次穿过扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23并将三者固定连接；连接件的轴线与扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23的轴线平行设置，如此，连接件能够快速方便地将扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23这三者连接固定，实现快速拆装；

具体的，上述连接件为铰制孔螺栓25，铰制孔螺栓25的数量至少为两个且均匀分布在扩孔刀头引导段21的周向上，当然，也可以使用其他螺栓来代替铰制孔螺栓25。

在一种优选的实施例中，如图3所示，扩孔刀头引导段21上设置有键槽211，扩孔刀头22上设置有台阶221，具体的，台阶221设置在扩孔刀头22的基体上；

在本实例中，如图2所示，扩孔刀头引导段21与扩孔刀头22相对的一端设置有两个键槽211，这两个键槽211相对于扩孔刀头引导段21呈中心对称设置；相应的，基体与扩孔刀头引导段21相对的一端上设置有两个台阶221，两个台阶221能分别插入两个键槽211，并能限制扩孔刀头引导段21相对扩孔刀头22的周向转动，从而使扩孔刀头引导段21和扩孔刀头22进一步固定。

切割扩孔过程中会发热，在一种优选的实施例中，如图2-4所示，为了对切割刃安装部和刀片24进行冷却，扩孔刀头22上设置有能向切割刃安装部喷淋冷却液的冷却模块26，具体的，冷却模块26安装在基体的位置，每个切割刃安装部对应一个冷却模块26；刀杆23内设置有与冷却模块26相连通的冷却液通道27，冷却液通道27可以连接至冷却液泵；

具体的，在扩孔加工作业时，机床带动零件毛坯1旋转，本申请的扩孔加工刀具沿轴线做直线运动，通过刀片24与零件毛坯1挤压切削来移除材料扩大孔径，扩孔过程中产生切屑、热量及切削力，其中冷却液带走热量、切屑并润滑刀片24与零件；通常的，切割扩孔作业种会使用水冷，冷却液通道27可以连接至冷却水泵。

在一种优选的实施例中，冷却模块26的喷淋方向可改变，具体的，喷淋方向可以从切割刃安装部的第一端到第二端，对切割刃安装部和安装在其上的切割刀进行全面的冷却。

本申请提供的扩孔加工刀具对零件毛坯1的具体扩孔步骤如下：

用钻头在未钻孔的零件毛坯上钻出引导孔11，得到图1中的零件毛坯1；

根据引导孔11的大小、深度，选择相应的扩孔刀头引导段21、扩孔刀头22和刀杆23安装成本申请的扩孔加工刀具，并将扩孔加工刀具安装至车床刀架固定；

将扩孔加工刀具的扩孔刀头引导段21引入至零件毛坯1的引导孔11内；

启动冷却水泵及机床，进行扩孔作业，图5为零件毛坯1已经过扩孔作业，右端的被加工孔12即为被扩孔的部分。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解或重新组合的。这些分解或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

应当理解，本申请实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”和“第六”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本申请的保护范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种扩孔加工刀具，用于零件毛坯的扩孔加工，其特征在于，包括：

扩孔刀头，所述扩孔刀头上安装有切割刀，所述切割刀的刀刃能够切割所述零件毛坯；

圆柱状的扩孔刀头引导段，设置在所述扩孔刀头前进方向的前端；

刀杆，设置在所述扩孔刀头背离前进方向的后端；

所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆同轴设置；

所述零件毛坯上开设有与所述零件毛坯同轴设置的引导孔，所述扩孔刀头引导段能插设在所述引导孔内，所述扩孔刀头引导段插设在所述引导孔内时所述扩孔加工刀具能相对所述零件毛坯旋转并对所述零件毛坯的端面进行切割。

2.根据权利要求1所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所述扩孔刀头包括至少两个切割刃安装部，所有所述切割刃安装部关于所述扩孔刀头的轴心呈中心对称设置；所述切割刃安装部上安装有所述切割刀。

3.根据权利要求2所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所述扩孔刀头还包括圆柱状的基体，所述切割刃安装部的第一端连接在所述基体上，所述切割刃安装部的第二端远离所述基体，所述第一端和所述第二端之间设置有所述切割刀；每个所述切割刃安装部上的所述切割刀的数量为至少两个，相邻所述切割刀之间保持有间隙。

4.根据权利要求3所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所有所述切割刃安装部上的所述切割刀的切割轨迹能覆盖所述零件毛坯的整个端面。

5.根据权利要求2所述的扩孔加工刀具，其特征在于，同一个所述切割刃安装部上的所有所述切割刀的刀刃在同一条直线上，并且所述切割刀的刀刃所在的直线穿过所述扩孔刀头的轴心。

6.根据权利要求1所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆通过连接件组装，所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆均设置有多个不同型号尺寸，任一型号尺寸的所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆均可以组装成所述扩孔加工刀具。

7.根据权利要求6所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆通过所述连接件可拆卸连接；

所述连接件依次穿过所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头和所述刀杆并将三者固定连接；所述连接件的轴线与所述扩孔刀头引导段、所述扩孔刀头、和所述刀杆的轴线平行设置。

8.根据权利要求1所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所述扩孔刀头引导段上设置有键槽，所述扩孔刀头上设置有台阶，所述台阶能插入所述键槽并限制所述扩孔刀头引导段相对所述扩孔刀头的周向转动。

9.根据权利要求2所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所述扩孔刀头上设置有能向所述切割刃安装部喷淋冷却液的冷却模块，所述刀杆内设置有与所述冷却模块相连通的冷却液通道。

10.根据权利要求9所述的扩孔加工刀具，其特征在于，所述冷却模块的喷淋方向可改变。