[发明专利]一种用于车床的螺旋铣孔装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及的一种铣孔装置及其方法，具体涉及的是一种用于车床的螺旋铣孔装置及其方法，属于切削加工技术领域。

背景技术

传统车床采用钻头、镗刀、铰刀，能完成钻孔、镗孔、扩孔、铰孔等一系列加工。但由于钻孔、扩孔、铰孔的过程均属于半封闭的连续切削，不宜排除的大量切削热能迅速引起刀具过热而产生退火失效，经常出现停车进行刀具刃磨；同时带状钻屑使钻孔过程需设置退刀环节；对于工件的不同孔径，需提供多把刀具，而且还要频繁换刀。这些将直接影响传统车床的制孔效率。

加工精度方面，利用车床尾架进行的钻孔通常适用于粗加工阶段，其钻孔精度一般为IT13～IT11，粗糙度可达Ra50～12.5。对于一些高精度的内孔，必须通过预制底孔——扩孔——镗孔/铰孔等多道组合工序。而且孔的精度与质量是由刀具的几何形状与公差直接决定，日常生产中常因刀具种类繁多而误用刀具引起工件报废情形。尤其对于碳纤增强复合材料来说，由于传统钻削的轴向力很大，撕裂、劈裂、起毛、分层等致命性缺陷时有发生。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种刀具更换频率少、磨损率低、可提高制孔效率的螺旋铣孔装置及其方法，且制得的孔面质量好。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的用于车床的螺旋铣孔装置，包括刀具、与刀具相连接的刀具自转机构和可调节刀具自转轴线与车床主轴线沿X轴方向等高的高度调节装置，刀具自转机构通过固定支架与高度调节装置相连接。本发明结构简单、易于制造、便于安装，制造成本低。

上述刀具自转机构包括安装在固定支架上端的驱动装置和用于连接驱动装置与刀具的刀具夹持机构，驱动装置包括输出轴和可控制输出轴转速的运动控制器。

上述刀具夹持机构包括夹具体、安装在夹具体一端内的弹簧夹头和设置在夹具体上用于固定弹簧夹头的并紧螺帽；刀具的一端贯穿并紧螺帽并安装在弹簧夹头中，输出轴设置在夹具体的另一端内；所述刀具、输出轴和夹具体同轴安装。

上述高度调节装置包括与固定支架底端相连接的活动垫块、设置在活动垫块下方的固定垫块和调高部件；调高部件包括安装在固定垫块一侧的多个高度调节螺柱和安装在另一侧的主动齿轮轴及多个被动齿轮轴，主动齿轮轴和被动齿轮轴上分别设有主动齿轮和均与主动齿轮相啮合的被动齿轮；高度调节螺柱及主动齿轮轴的另一端分别设有用于驱动高度调节螺柱及主动齿轮轴旋转的第一内六角孔和第二内六角孔，被动齿轮轴的另一端与活动垫块相连接。

上述活动垫块及固定支架上分别设有与第一内六角孔及第二内六角孔相对应的第一调节孔及第二调节孔。

上述驱动装置为气动马达或电主轴。

本发明的螺旋铣孔方法，包括以下几个步骤：

(A)将螺旋铣孔装置安装在车床横向拖板的刀架接口部位，并通过车床横向拖板，使刀具自转轴线相对车床主轴线无X轴方向的偏移，完成初始化；

(B)初始化完成后，根据待制孔的直径D和刀具的直径d，确定刀具自转轴线相对车床主轴线沿X轴方向的偏移量ΔX：

当刀具自转轴线与车床主轴线沿X轴方向等高时，则偏移量ΔX＝(D-d)/2；

当刀具自转轴线与车床主轴线沿X轴方向不等高时，首先通过高度调节装置使刀具自转轴线与车床主轴线沿X轴方向等高，同理可得出偏移量ΔX＝(D-d)/2；

(C)根据所确定的偏移量ΔX，通过车床横向拖板，将刀具自转轴线相对车床主轴线沿X轴方向移动ΔX，螺旋铣孔装置被调至所需的制孔状态；

(D)步骤(C)完成后，使安装在车床卡盘上的工件随同车床主轴一同旋转，刀具自转机构带动刀具自转，同时刀具在车床纵向拖板的带动下实现轴向进给，工件的旋转实现刀具的公转进给，刀具最终以组合的螺旋进给完成螺旋铣孔；

(E)步骤(D)完成后，判断是否需要继续铣孔：

当不需要继续铣孔时，转至步骤G；

当需要继续铣孔时，转至步骤F；

(F)判断下一孔径是否改变：

当孔径不改变时，转至步骤D；

当孔径改变时，转至步骤B；

(G)螺旋铣孔结束。

本发明的有益效果如下：