一种硬密封孔端面的反锪加工刀具装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种硬密封孔端面的反锪加工刀具装置及其使用方法，该装置包括中部开有刀具安装孔的莫氏刀柄，还包括由刀杆和刀头组成的T字形的整体式反锪刀、通过螺纹垂直安装在莫氏刀柄侧壁的压紧螺母，刀头朝向刀杆方向的端面上为主切削刃，刀头外圆面为副切削刃，刀杆与压紧螺母呈正交布置；刀杆插装在刀具安装孔内，刀杆插入刀具安装孔内的分段上开有矩形槽，矩形槽中部开有球形凹槽，压紧螺母底部末端设有与球形凹槽相匹配的球形凸面。本发明有效提高了刀杆的强度，避免刀杆发生断裂；同时具有较高的精度，降低了沉孔底端面的粗糙度和位置度的加工难度，提高了刀具刚性、可操作性和经济性，提高了生产效率。

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种硬密封孔端面的反 锪加工刀具装置及其使用方法。

背景技术

在机械加工领域，在加工如图1所示的工件上的φD孔及其底面 时，在通常情况下，使用常规换装刀片的反锪刀刀具装置加工时，工 件表面粗糙度、平面度和φD孔径要求都很难满足要求，常规的换装 刀片的反锪刀刀具的锁紧位置在刀杆底端面，容易发生滑动的情况， 导致加工失准或刀具损坏，进而降低了加工精度还容易导致加工成本 升高；且传统的反锪刀一般为分体式设计，即刀头与刀杆之间并不是 固定连接，虽能根据使用要求选择不同的刀头进行更换来提高灵活 性，但长期更换刀头易对刀杆造成磨损，降低精度；同时，非硬性连 接还会导致刀头与刀杆的刚性不足，在工作时容易发生崩裂现象；此 外，每更换一次刀头需要进行精度调整，操作过程比较繁琐，人工劳 动强度较高。

公告号为CN202506856U的专利文件公开了一种窝座反锪刀，它 包括刀座、安装在刀座上的刀杆、安装在刀杆上的反锪刀刀体，它还 包括刀刃，所述刀刃设置在朝向刀座的反锪刀刀体端面上。所述刀杆 的一端安装反锪刀刀体，刀杆的另一端为连接轴，所述连接轴上开设 有卡槽，所述刀座的端部开设有与连接轴配合的安装孔，所述刀座上 还开设有与卡槽对应的销孔，它还包括插入销孔后与卡槽连接的插 销。使用时，将刀杆从背面插入发动机飞轮壳内腔的螺栓孔中，并将 刀杆的刀体安装部伸出螺栓孔外，然后再将反锪刀刀体安装在刀杆 上，反锪刀刀体的刀刃与被加工面贴合，此时便可驱动窝座反锪刀加 工螺栓窝座。该方案中，通过插销、卡槽和销孔完成对刀杆的固定， 避免刀杆发生旋转，但存在以下缺点：1.为了提高刚性，插销与卡槽 尺寸较大，使得刀杆上需切割除料的深度增加，降低了刀杆的强度， 若发生卡刀容易导致刀杆断裂；2.插销插入销孔后为滑动连接，会发 生插销松动脱落的情况，若在加工过程，主轴旋转状态时可能会发生 刀体脱落的情况，存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硬密封孔端面的反锪加工刀具装置 及其使用方法，以解决现有技术中所存在的刀具装拆精度不能满足要 求、刀具刚性不足、加工效率低下以及操作方法繁杂的问题。

本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种硬密封孔端面的反锪加工刀具装置，包括中部开有刀具安装 孔的莫氏刀柄，还包括由刀杆和刀头组成的T字形的整体式反锪刀、 通过螺纹垂直安装在莫氏刀柄侧壁的压紧螺母，刀头朝向刀杆方向的 端面上为主切削刃，刀头外圆面为副切削刃，刀杆与压紧螺母呈正交 布置；刀杆插装在刀具安装孔内，刀杆插入刀具安装孔内的分段上开 有矩形槽，矩形槽中部开有球形凹槽，所述压紧螺母底部末端设有与 球形凹槽相匹配的球形凸面。

所述主切削刃的刀尖外径φD1比工件上需加工的沉孔内径φD的 最大尺寸小0.05～0.07mm。

所述副切削刃尾端外径φD2小于主切削刃的刀尖外径φD1。

所述球面凹槽的深度为3～5mm，且孔口直径比压紧螺母的螺纹小 径小0.5～1mm。

所述刀杆直径φd1尺寸比工件上的定位孔内径φd小0.05～ 0.1mm，比刀具安装孔内径φd2小0.005～0.01mm。

球形凸面的半径公差按IT13取零上公差，球形凹槽的半径公差按 IT13取零下公差。

所述刀头的厚度L为8～20mm。

一种硬密封孔端面的反锪加工刀具装置的使用方法，该方法包括 以下步骤：

（A）将莫氏刀柄装夹在机床主轴上，松开压紧螺母，再将整体 式反锪刀的刀杆从工件上的定位孔中穿出，并插入莫氏刀柄中部开设 的刀具安装孔内；

（B）转动并前后移动整体式反锪刀，使刀杆上开设的矩形槽朝 向压紧螺母，且矩形槽内的球形凹槽与压紧螺母末端的球形凸面充分 接触，拧紧压紧螺母完成安装；

（C）启动机床带动主轴正转，刀杆和刀头向主轴箱方向作进给 动作，进给过程中刀头上的主切削刃和副切削刃分别完成沉孔底面及 侧壁的切削，进给切削至要求位置后，停止进行动作，保持主轴转速 10秒钟；

（D）切削完成后，主轴向工件一侧前移，让刀头离开切削区域， 停止主轴转动，拧松压紧螺母，取下整体式反锪刀。

所述步骤（B）中完成刀具安装后，莫氏刀柄与工件之间设有5～ 8mm的安全间距。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的硬密封孔端面的反锪加工刀具装 置及其使用方法，将切削刃具换成整体式端面反锪刀，通过球形压紧 螺母末端的球形凸面与刀杆矩形槽内的球形凹槽共同完成刀杆的固 定，无需将刀杆切割较大尺寸的卡槽，保证了刀杆的强度，避免刀杆 发生断裂，提高了安全性能；同时具有较高的精度，从而保证了加工 沉孔的孔径尺寸及其底端面的粗糙度、位置度要求，降低了沉孔底端 面的粗糙度和位置度的加工难度，提高了刀具刚性、可操作性和经济 性，提高了生产效率。

附图说明

图1是需加工工件的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明中反锪刀的结构图；

图4是本发明中莫氏侧固式刀柄的结构图；

图5是本发明的工作状态示意图；

图中：1-莫氏刀柄，2-压紧螺母，3-刀杆，4-刀头，5-矩形槽， 6-球形凹槽，7-主切削刃，8-副切削刃，9-球形凸面，10-工件，11- 定位孔，12-沉孔，13-刀具安装孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保 护范围并不局限于所述；

如图2、3和4所示，本发明提供的硬密封孔端面的反锪加工刀具 装置，包括中部开有刀具安装孔13的莫氏刀柄1，还包括由刀杆3和刀 头4组成的T字形的整体式反锪刀、通过螺纹垂直安装在莫氏刀柄1侧 壁的压紧螺母2，刀头4朝向刀杆3方向的端面上为主切削刃7，刀头4 外圆面为副切削刃8，刀杆3与压紧螺母2呈正交布置；刀杆3插装在刀 具安装孔13内，刀杆3插入刀具安装孔13内的分段上开有矩形槽5，矩 形槽5中部开有球形凹槽6，所述压紧螺母2底部末端设有与球形凹槽6 相匹配的球形凸面9。

所述主切削刃7的刀尖外径φD1比工件10上需加工的沉孔12内径 φD的最大尺寸小0.05～0.07mm；其能为后续加工预留加工余量，保 证加工精度。

为了保证进给过程中刀头4的平顺切削，所述副切削刃8尾端外径 φD2小于主切削刃7的刀尖外径φD1。

为了保证刀杆3在压紧螺母2的作用下稳固，所述球面凹槽6的深 度为3～5mm，且孔口直径比压紧螺母2的螺纹小径小0.5～1mm。

为了便于刀杆3在定位孔11和刀具安装孔13内滑动调整，所述刀 杆3直径φd1尺寸比工件10上的定位孔11内径φd小0.05～0.1mm，比 刀具安装孔13内径φd2小0.005～0.01mm。

球形凸面9的半径公差按IT13取零上公差，球形凹槽6的半径公差 按IT13取零下公差。

为了保证刀头4的刚性，防止崩裂情况的发生，所述刀头4的厚度 L为8～20mm。

需加工如图1所示工件10上的沉孔12时：

实施例1：选用厚度L为8mm、主切削刃7的刀尖外径φD1比工件10 上需加工的沉孔12内径φD的最大尺寸小0.05mm的刀头，先将莫氏刀 柄1装夹在机床主轴上，松开压紧螺母2，再将整体式反锪刀的刀杆3 从工件10上的定位孔11中穿出，并插入莫氏刀柄1中部开设的刀具安 装孔13内，为了便于刀杆3在定位孔11和刀具安装孔13内滑动调整， 所述刀杆3直径φd1尺寸比工件10上的定位孔11内径φd小0.05mm，比 刀具安装孔13内径φd2小0.005mm；转动并前后移动整体式反锪刀， 使刀杆3上开设的矩形槽5朝向压紧螺母2，且矩形槽5内的3mm深的球 形凹槽6与压紧螺母2末端的球形凸面9充分接触，且球形凹槽6的孔口 直径比压紧螺母2的螺纹小径小0.5mm，拧紧压紧螺母2完成安装，安 装完成后保证莫氏刀柄1与工件10之间设有5mm的安全间距；启动机床 带动主轴正转，刀杆3和刀头4向主轴箱方向作进给动作，进给过程中 刀头4上的主切削刃7和副切削刃8分别完成沉孔12底面及侧壁的切 削，进给切削至要求位置后，停止进行动作，保持主轴转速10秒钟； 切削完成后，主轴向工件10一侧前移，让刀头4离开切削区域，停止 主轴转动，拧松压紧螺母2，取下整体式反锪刀即可进行下一次加工。

实施例2：选用厚度L为13mm、主切削刃7的刀尖外径φD1比工件 10上需加工的沉孔12内径φD的最大尺寸小0.06mm的刀头，先将莫氏 刀柄1装夹在机床主轴上，松开压紧螺母2，再将整体式反锪刀的刀杆 3从工件10上的定位孔11中穿出，并插入莫氏刀柄1中部开设的刀具安 装孔13内，为了便于刀杆3在定位孔11和刀具安装孔13内滑动调整， 所述刀杆3直径φd1尺寸比工件10上的定位孔11内径φd小0.08mm，比 刀具安装孔13内径φd2小0.008mm；转动并前后移动整体式反锪刀， 使刀杆3上开设的矩形槽5朝向压紧螺母2，且矩形槽5内的4mm深的球 形凹槽6与压紧螺母2末端的球形凸面9充分接触，且球形凹槽6的孔口 直径比压紧螺母2的螺纹小径小0.7mm，拧紧压紧螺母2完成安装，安 装完成后保证莫氏刀柄1与工件10之间设有6mm的安全间距；启动机床 带动主轴正转，刀杆3和刀头4向主轴箱方向作进给动作，进给过程中 刀头4上的主切削刃7和副切削刃8分别完成沉孔12底面及侧壁的切 削，进给切削至要求位置后，停止进行动作，保持主轴转速10秒钟； 切削完成后，主轴向工件10一侧前移，让刀头4离开切削区域，停止 主轴转动，拧松压紧螺母2，取下整体式反锪刀即可进行下一次加工。

实施例3：选用厚度L为20mm、主切削刃7的刀尖外径φD1比工件 10上需加工的沉孔12内径φD的最大尺寸小0.1mm的刀头，先将莫氏刀 柄1装夹在机床主轴上，松开压紧螺母2，再将整体式反锪刀的刀杆3 从工件10上的定位孔11中穿出，并插入莫氏刀柄1中部开设的刀具安 装孔13内，为了便于刀杆3在定位孔11和刀具安装孔13内滑动调整， 所述刀杆3直径φd1尺寸比工件10上的定位孔11内径φd小0.1mm，比 刀具安装孔13内径φd2小0.01mm；转动并前后移动整体式反锪刀，使 刀杆3上开设的矩形槽5朝向压紧螺母2，且矩形槽5内的5mm深的球形 凹槽6与压紧螺母2末端的球形凸面9充分接触，且球形凹槽6的孔口直 径比压紧螺母2的螺纹小径小1.0mm，拧紧压紧螺母2完成安装，安装 完成后保证莫氏刀柄1与工件10之间设有8mm的安全间距；启动机床带 动主轴正转，刀杆3和刀头4向主轴箱方向作进给动作，进给过程中刀 头4上的主切削刃7和副切削刃8分别完成沉孔12底面及侧壁的切削， 进给切削至要求位置后，停止进行动作，保持主轴转速10秒钟；切削 完成后，主轴向工件10一侧前移，让刀头4离开切削区域，停止主轴 转动，拧松压紧螺母2，取下整体式反锪刀即可进行下一次加工。