自糾偏深孔加工系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于機械制造孔加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及自糾偏深孔加工系統(tǒng)。本實用新型采用楔形和錐形結(jié)構(gòu)，根據(jù)液壓流體力學(xué)理論提出了防止和糾正深孔加工過程中刀具偏斜的技術(shù)方案。自糾偏深孔加工系統(tǒng)包括工件、油路部分、刀具部分，油路部分包括油路系統(tǒng)主體、排屑孔，刀具部分包括切削刃、刀體、楔形體、圓錐體、圓柱體，排屑孔穿過刀體、楔形體、圓錐體、圓柱體，楔形體有沿其圓周方向均勻分布的楔形槽。刀具部分與工件有相對旋轉(zhuǎn)運動，兩表面間形成楔形油膜，產(chǎn)生動壓力。本實用新型的有益效果：多個油楔的合力使刀具趨于穩(wěn)定在正確的位置，提高深孔加工精度。另外，圓錐體與工件孔之間形成的液體因其錐形形狀對刀具部分也有糾偏作用。
【專利說明】自糾偏深孔加工系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機械制造孔加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及自糾偏深孔加工系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]王峻出版了《現(xiàn)代深孔加工技術(shù)》一書，目前深孔加工裝備與工藝設(shè)計主要參考該書，普通圓柱孔加工也可借鑒書中內(nèi)容。深孔加工包括鉆深孔、鏜深孔、鉸孔和珩磨深孔等。在實體上加工孔較多，有時需將零件的底孔擴大。深孔加工主要方式有:第一，刀具旋轉(zhuǎn)，工件進給；第二，工件旋轉(zhuǎn)，刀具進給。鉆深孔應(yīng)用最為廣泛，鉆頭按排屑方式主要分為:內(nèi)排屑深孔鉆和外排屑深孔鉆。
[0003]深孔加工過程中難以觀察加工部位和刀具狀況，刀桿長度大，容易發(fā)生偏斜，造成工件報廢，因此深孔加工是機械加工的難點。防止與糾正鉆頭、鏜刀及刀桿偏斜，確保加工精度，是需要解決的重大課題，也是遠未解決的世界性技術(shù)難題。
[0004]現(xiàn)有深孔加工機床、現(xiàn)有深孔加工BTA刀具是本實用新型重要的技術(shù)背景之一，切削液從油管和進油口進入深孔機床輸油器空腔，由于輸油器右方端蓋及刀桿密封件的限制，切削液只能通過工件已加工孔與刀桿之間的環(huán)狀間隙流向切削刃部，然后將切屑推入排屑孔并最終反方向排出。
[0005]目前所用的內(nèi)排屑深孔鉆鉆桿外部為圓柱體。
[0006]為了防止深孔加工過程中刀具走偏，常常將刀具做成非對稱結(jié)構(gòu)，兩側(cè)切削力合力不為零，此合力指向一側(cè)，作用于刀具，使刀具的導(dǎo)向塊與已加工孔一側(cè)孔壁始終緊密貼合，其結(jié)果是以已加工孔一側(cè)孔壁定位，從而避免孔的偏斜。盡管如此，由于材料不均勻，力口工過程中的振動等原因，在不少情況下，所加工的孔仍然出現(xiàn)偏斜，使產(chǎn)品成為廢品。為了減少孔的偏斜，技術(shù)人員進行過多種努力，但尚未很好解決這一技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的:針對深孔加工過程中刀具容易偏離理想位置這一技術(shù)難題，提出相關(guān)解決方案，防止和糾正刀具的偏斜，使刀具盡可能處于正確位置，提高孔加工成品率及加工精度。
[0008]本實用新型采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn):
[0009]自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于包括工件、油路部分、刀具部分，所述的油路部分包括油路系統(tǒng)主體、排屑孔，所述的刀具部分包括切削刃、刀體、楔形體，排屑孔穿過刀體、楔形體，楔形體有沿其圓周方向均勻分布的楔形槽，所述的楔形槽與工件孔內(nèi)壁間的油膜為楔形形狀，不同楔形槽的結(jié)構(gòu)沿同一圓周方向變化規(guī)律相同；楔形槽最大深度小于楔形體最大外徑與排屑孔直徑之差的一半，當(dāng)工件沒有底孔時，所述的楔形體位于切削刃的后部，當(dāng)工件有底孔時，所述的楔形體可以位于切削刃的前部或后部，或使切削刃前部、后部都有楔形體。
[0010]所述的楔形槽為兩個或兩個以上。
[0011]所述的楔形體上有通油槽。
[0012]所述的通油槽最大深度小于楔形體最大外徑與排屑孔直徑之差的一半。
[0013]所述的刀具部分包括圓柱體，排屑孔穿過圓柱體，所述的圓柱體可直接與楔形體連接，或通過圓錐體與楔形體連接。
[0014]所述的楔形體位于端蓋與工件之間。
[0015]所述的圓錐體位于端蓋與工件之間。
[0016]所述的楔形槽在加工孔時有切削液。
[0017]所述的切削刃和刀體可以是對稱結(jié)構(gòu)或非對稱結(jié)構(gòu)。
[0018]楔形體與工件已加工孔或工件底孔相配合，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)副。當(dāng)楔形體與工件已加工孔相配合時，楔形體最大直徑小于工件已加工孔直徑，當(dāng)楔形體與工件底孔相配合時，楔形體最大直徑小于工件底孔直徑。
[0019]在機械設(shè)計學(xué)科中，軸承包括滾動軸承和滑動軸承，滑動軸承包括動壓軸承和靜壓軸承，部分動壓軸承采用楔形結(jié)構(gòu)，比如M1050無心磨床主軸支撐在動壓軸承上，該動壓軸承為“三片瓦，，式結(jié)構(gòu)，軸與軸承之間形成三個楔形油膜，三個楔形油膜支撐無心磨床的主軸，楔形油膜具有自定心作用，因此使主軸處于正確的位置，主軸具有很高的精度，為磨削聞精度廣品提供保障。
[0020]本實用新型將楔形油膜的原理應(yīng)用于深孔加工。楔形油膜中液體的壓力高于非楔形部分的壓力，本實用新型中楔形油膜支撐深孔加工刀具部分，使深孔刀具處于正確的位置，借助油膜的定心作用防止和糾正深孔加工過程中刀具可能出現(xiàn)的偏斜。這一點與現(xiàn)有機械設(shè)備有所不同，以M1050無心磨床為例，在該設(shè)備中楔形油膜所支撐的對象是軸而不是刀具。另外需要強調(diào)的是，M1050無心磨床類設(shè)備，其楔形結(jié)構(gòu)依靠非旋轉(zhuǎn)的軸承獲得，而在本實用新型中楔形結(jié)構(gòu)可由旋轉(zhuǎn)的刀具部分獲得。從另外一個角度看，用于支撐軸類零件的動壓軸承的楔形結(jié)構(gòu)一般位于旋轉(zhuǎn)副中尺寸較大的零件上，這一點可參見濮良貴、紀名剛主編《機械設(shè)計》第八版，301-302頁，該書由高等教育出版社出版，而在本實用新型中楔形結(jié)構(gòu)位于旋轉(zhuǎn)副中尺寸較小的零件上。
[0021]楔形結(jié)構(gòu)油膜支撐磨床主軸，其承載能力和精度在機床設(shè)計著作中已有詳細介紹，本實用新型的可行性可參照相關(guān)內(nèi)容。
[0022]本實用新型刀具部分可以有圓錐體，也可以沒有圓錐體。當(dāng)有圓錐體時，由圓錐體與工件孔之間形成的液體為錐形形狀，對刀具部分也有糾偏作用。沈興全主編《液壓傳動與控制》第三章第四節(jié)“孔口與縫隙的壓力流量特性”介紹了流經(jīng)圓錐環(huán)形間隙的流量及液壓卡緊現(xiàn)象，順錐的液壓側(cè)向力使偏心距減小，倒錐使偏心距加大，本實用新型利用了順錐的原理，刀具部分的圓錐為順錐，可以防止和糾正刀具的偏斜。
[0023]本實用新型的有益效果:刀具部分與工件有相對旋轉(zhuǎn)運動，兩表面間形成楔形油膜，產(chǎn)生一定的動壓力，多個油楔的合力使刀具趨于穩(wěn)定在正確的位置，提高深孔加工的精度。另外，圓錐體與工件孔之間形成的液體因其錐形形狀對刀具部分也有糾偏作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1帶圓錐體的自糾偏深孔加工系統(tǒng)示意圖。
[0025]圖2楔形體A-A截面剖視圖。
[0026]圖3不帶圓錐體的自糾偏深孔加工系統(tǒng)示意圖。
[0027]圖中:1-工件，2-切削刃，3-刀體，4-楔形體，5-圓錐體，6-鉆套，7-回轉(zhuǎn)件，8-圓柱體,9-端蓋，10-油路系統(tǒng)底座，11-油路系統(tǒng)主體,12-排屑孔，13-通油槽，14-楔形槽，15-進油口，16-油管。

【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本實用新型實施方式作進一步說明，【具體實施方式】不對本實用新型做任何限制。
[0029]自糾偏深孔加工系統(tǒng)，包括工件1、油路部分、刀具部分，所述的油路部分包括油路系統(tǒng)主體11、排屑孔12，所述的刀具部分包括切削刃2、刀體3、楔形體4，排屑孔12穿過刀體3、楔形體4,楔形體4有沿其圓周方向均勻分布的楔形槽14,所述的楔形槽14與工件孔內(nèi)壁間的油膜為楔形形狀，不同楔形槽的結(jié)構(gòu)沿同一圓周方向變化規(guī)律相同；楔形槽14最大深度小于楔形體4最大外徑與排屑孔12直徑之差的一半，當(dāng)工件沒有底孔時，所述的楔形體4位于切削刃2的后部，當(dāng)工件有底孔時，所述的楔形體4可以位于切削刃2的前部或后部，或使切削刃2前部、后部都有楔形體4。
[0030]所述的楔形槽14為兩個或兩個以上。
[0031]所述的楔形體4上有通油槽13。
[0032]所述的通油槽13最大深度小于楔形體4最大外徑與排屑孔12直徑之差的一半。
[0033]所述的刀具部分包括圓柱體8，排屑孔12穿過圓柱體8，所述的圓柱體8可直接與楔形體4連接，或通過圓錐體5與楔形體4連接。
[0034]所述的楔形體4位于端蓋9與工件I之間。
[0035]所述的圓錐體5位于端蓋9與工件I之間。
[0036]所述的楔形槽14在加工孔時有切削液。
[0037]所述的切削刃2和刀體3可以是對稱結(jié)構(gòu)或非對稱結(jié)構(gòu)。
【權(quán)利要求】
1.自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于包括工件(1)、油路部分、刀具部分， 所述的油路部分包括油路系統(tǒng)主體(11)、排屑孔(12)， 所述的刀具部分包括切削刃(2)、刀體(3)、楔形體(4)，排屑孔(12)穿過刀體(3)、楔形體(4)，楔形體(4)有沿其圓周方向均勻分布的楔形槽(14)，所述的楔形槽(14)與工件孔內(nèi)壁間的油膜為楔形形狀，不同楔形槽的結(jié)構(gòu)沿同一圓周方向變化規(guī)律相同；楔形槽(14)最大深度小于楔形體(4)最大外徑與排屑孔(12)直徑之差的一半，當(dāng)工件沒有底孔時，所述的楔形體(4)位于切削刃(2)的后部，當(dāng)工件有底孔時，所述的楔形體(4)可以位于切削刃(2)的前部或后部，或使切削刃(2)前部、后部都有楔形體(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的楔形槽(14)為兩個或兩個以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的楔形體(4)上有通油槽(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的通油槽(13)最大深度小于楔形體(4)最大外徑與排屑孔(12)直徑之差的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的刀具部分包括圓柱體(8)，排屑孔(12)穿過圓柱體(8)，所述的圓柱體(8)可直接與楔形體(4)連接，或通過圓錐體(5)與楔形體⑷連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的楔形體(4)位于端蓋(9)與工件⑴之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的圓錐體(5)位于端蓋(9)與工件⑴之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的楔形槽(14)在加工孔時有切削液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自糾偏深孔加工系統(tǒng)，其特征在于所述的切削刃(2)和刀體(3)可以是對稱結(jié)構(gòu)或非對稱結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】B23B41/02GK204171396SQ201420425232
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】于大國 申請人:中北大學(xué)