一种具有切削抗力过载自动保护的孔加工刀柄制造技术

本发明专利技术公开了一种具有切削抗力过载自动保护的孔加工刀柄，其包括刀体，与刀体连接的端盖，穿过端盖从刀体中轴向伸出的刀头，以及沿着刀体的轴向方向依次设于刀体内的退刀弹簧、活动弹簧座、刀柄、刀柄支撑弹簧；其中，所述退刀弹簧的两端分别抵靠于所述端盖和活动弹簧座上；所述刀头的末端穿过所述活动弹簧座而与刀柄固定连接；所述刀柄的外壁和刀体的内壁之间设有转盘，所述转盘上设有槽；所述活动弹簧座具有轴向伸出的弹簧座顶杆；所述退刀弹簧的弹力大于刀柄支撑弹簧的弹力；其中，当刀头正常工作时，退刀弹簧被压缩地保持在刀体内；当刀头在工作过程中受到的轴向切削抗力增大或过载时，所述刀头朝着刀体内回缩。所述刀头朝着刀体内回缩。所述刀头朝着刀体内回缩。

A hole machining tool holder with automatic overload protection of cutting resistance

【技术实现步骤摘要】
一种具有切削抗力过载自动保护的孔加工刀柄


[0001]本专利技术涉及一种机加工器械，尤其涉及一种孔加工刀柄。

技术介绍

[0002]近年来，随着用户和市场对汽车轻量化要求的逐步提高，为满足市场和用户的需求，诸多汽车生产厂商也开始针对汽车内部装置进行轻量化设计。
[0003]众所周知，缸体是汽车发动机内部的核心部件，在现有技术中，发动机缸体的毛坯通常采用灰铸铁铸造而成，为了满足发动机轻量化的要求，应尽可能地采用薄壁设计。
[0004]但需要注意的是，在采用薄壁设计生产缸体时，由于薄壁的冷却速度较快，其在铸造过程中很容易在毛坯内部产生缩孔。在铸造过程中，当钻头钻削到缩孔位置时，由于两条切削刃的径向力不平衡，造成钻头破损，由于钻头破损后机床继续在做进刀运动，硬质合金钻头的碎片会嵌入在缸体内部，钻头也无法取出。但是毛坯供应商要求，只有完整取出刀具，在不破坏缸体毛坯的前提下能观察到孔内部缩孔情况才能确定是毛坯缩孔引起的断刀。
[0005]因此，在现有的生产铸造过程中，希望能在钻削到缩孔位置且切削力增大时，刀具能够自动停止进刀然后能回退到孔口，同时机床发出报警信号并停机让操作工前来查看加工情况。
[0006]由此，针对现有凸轮加工过程中所存在的缺陷与不足，目前已有部分研究人员进行了相关优化设计，其已经有如下改进方案：1.采用带有ARTIS监控功能的数控机床，根据正常加工时伺服电机的电流大小监控刀具的切削力；2.采用带有振动传感器的刀柄，根据正常加工时刀柄的振动情况监控刀具的切削力。
[0007]但是，上述的这两种改进方案均存在一定的缺陷，无论是采用带有ARTIS监控功能的数控机床，还是采用带有振动传感器的刀柄，根据正常加工时刀柄的振动情况监控刀具的切削力。这两种改进方案都存在技术复杂程度高，设备成本投入较高，可靠性低的问题。
[0008]基于此，针对现有技术的不足与缺陷，本专利技术期望获得一种具有切削抗力过载自动保护的孔加工刀柄，其不同于现有技术中的改进方案，该孔加工刀柄通过合理的优化结构设计，可以实现在刀头受到的轴向切削抗力增大到一定程度时，刀头会回缩到刀体内的功能。
[0009]该孔加工刀柄制造结构简单，维护简便，其可靠性高且使用操作方便，其对刀具的保护效果显著，可以协助操作人员观察加工情况，具有良好的推广前景和应用价值。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的之一在于提供一种具有切削抗力过载自动保护的孔加工刀柄，该孔加工刀柄通过合理的优化结构设计，可以实现在刀头受到的轴向切削抗力增大到一定程度时，刀头会回缩到刀体内的功能。
[0011]该孔加工刀柄制造结构简单，维护简便，其可靠性高且使用操作方便，其对刀具的
保护效果显著，可以协助操作人员观察加工情况，具有良好的推广前景和应用价值。
[0012]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种具有切削抗力过载自动保护的孔加工刀柄，其其包括刀体，与刀体连接的端盖，以及穿过端盖从刀体中轴向伸出的刀头；所述孔加工刀柄还包括沿着刀体的轴向方向依次设于刀体内的退刀弹簧、活动弹簧座、刀柄、刀柄支撑弹簧；其中：
[0013]所述退刀弹簧的两端分别抵靠于所述端盖和活动弹簧座上；
[0014]所述刀头的末端穿过所述活动弹簧座而与刀柄固定连接；
[0015]所述刀柄的外壁和刀体的内壁之间设有转盘，所述转盘上设有槽；
[0016]所述活动弹簧座具有轴向伸出的弹簧座顶杆；
[0017]所述退刀弹簧的弹力大于刀柄支撑弹簧的弹力；
[0018]其中，当刀头正常工作时，所述退刀弹簧被压缩地保持在刀体内；
[0019]当刀头在工作过程中受到的轴向切削抗力增大时，所述刀头略微向刀体内回缩，以推动与其连接的刀柄轴向向后螺旋运动以压缩刀柄支撑弹簧；
[0020]当刀头在工作过程中受到的轴向切削抗力过载时，所述刀头朝着刀体内回缩，以推动与其连接的刀柄轴向向后螺旋运动，所述刀柄的螺旋运动带动转盘转动，直至转盘上的槽与弹簧座顶杆对正，在此状态下，退刀弹簧被释放的弹力推动活动弹簧座轴向向后移动，以使得弹簧座顶杆对应穿过转盘上的槽而抵靠在刀柄的端面上，同时退刀弹簧使得刀头全部回缩至刀体内。
[0021]在本专利技术上述的技术方案中，本专利技术所述的孔加工刀柄中的刀头在工作过程中受到的轴向切削抗力增大时，即加工到较小缩孔时候，刀柄能向后做一定的位移，头能够略微向刀体内回缩，进而对刀头起到一定的保护作用，如果缩孔较小，则刀头逐渐能够恢复正常加工；相应地，刀头在工作过程中受到的轴向切削抗力过载时，退刀弹簧的弹力压缩活动弹簧座，进而压缩刀柄的结构实现刀头的快速缩入刀体内。一旦刀具加工时遇到硬质点能实现瞬间退刀，进而实现对刀具的保护。
[0022]此外，刀头回缩进刀体内还可以协助操作人员观察加工情况，一边操作人员进行准确判断，方便操作人员对于故障的分析和判断。
[0023]进一步地，在本专利技术所述的孔加工刀柄中，所述刀柄上具有径向突出的销柱，所述刀体上开设有螺旋槽，所述刀柄通过销柱沿着螺旋槽的滑动而在刀体内进行所述螺旋运动。
[0024]在上述技术方案中，可以进一步地控制刀体上的螺旋槽与本专利技术所述的孔加工刀柄中的钻头排屑槽具有相同的旋转角，当螺旋槽和钻头排屑槽的螺旋角不相同的话，退刀时容易导致钻头被铁屑拉断。其中，钻头排屑槽在现有技术中公开且已知，此处不做过多的说明。
[0025]进一步地，在本专利技术所述的孔加工刀柄中，所述刀体外套设有防屑套。
[0026]在本专利技术的上述技术方案中，刀体外套上设有防屑套可以防止加工过程中产生的切屑通过刀体上的槽进入本专利技术所述的孔加工刀柄内部。
[0027]进一步地，在本专利技术所述的孔加工刀柄中，所述活动弹簧座上具有径向向外伸出的防转销，其穿过设于所述刀体上的销孔，以阻止活动弹簧座绕着其自身轴心的转动。
[0028]进一步地，在本专利技术所述的孔加工刀柄中，所述转盘上开设有圆周槽，所述刀体上
具有径向朝内设置的销组件，所述销组件与圆周槽配合以使转盘只能在刀体内转动而不能在刀体的轴心方向上线性移动。
[0029]进一步地，在本专利技术所述的孔加工刀柄中，所述销组件包括：与刀体螺纹连接的锁紧螺母，销套，顶块，设于锁紧螺母和顶块之间的顶块弹簧，以及设于销套上的球珠，其中顶块压设在球珠上，所述球珠与转盘的圆周槽以滚动摩擦的形式接触。
[0030]进一步地，在本专利技术所述的孔加工刀柄中，其还包括：沿着刀体的轴向方向设于刀柄支撑弹簧后方的刀柄支撑弹簧力调节螺栓，其与刀体的内壁螺纹连接，所述刀柄支撑弹簧力调节螺栓通过调节其在刀体轴向方向上的位置以调节刀柄支撑弹簧的弹力。
[0031]在本专利技术的上述技术方案中，通过设置刀柄支撑弹簧力调节螺栓，可以调节刀柄支撑弹簧的弹力，进而调节控制本专利技术所述的孔加工刀柄适应各种加工情况下的切削抗力控制。
[0032]进一步地，在本专利技术所述的孔加工刀柄中，所述弹簧座顶杆的尾端部设有滚珠。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有切削抗力过载自动保护的孔加工刀柄，其包括刀体，与刀体连接的端盖，以及穿过端盖从刀体中轴向伸出的刀头；其特征在于，所述孔加工刀柄还包括沿着刀体的轴向方向依次设于刀体内的退刀弹簧、活动弹簧座、刀柄、刀柄支撑弹簧；其中：所述退刀弹簧的两端分别抵靠于所述端盖和活动弹簧座上；所述刀头的末端穿过所述活动弹簧座而与刀柄固定连接；所述刀柄的外壁和刀体的内壁之间设有转盘，所述转盘上设有槽；所述活动弹簧座具有轴向伸出的弹簧座顶杆；所述退刀弹簧的弹力大于刀柄支撑弹簧的弹力；其中，当刀头正常工作时，所述退刀弹簧被压缩地保持在刀体内；当刀头在工作过程中受到的轴向切削抗力增大时，所述刀头略微向刀体内回缩，以推动与其连接的刀柄轴向向后螺旋运动以压缩刀柄支撑弹簧；当刀头在工作过程中受到的轴向切削抗力过载时，所述刀头朝着刀体内回缩，以推动与其连接的刀柄轴向向后螺旋运动，所述刀柄的螺旋运动带动转盘转动，直至转盘上的槽与弹簧座顶杆对正，在此状态下，退刀弹簧被释放的弹力推动活动弹簧座轴向向后移动，以使得弹簧座顶杆对应穿过转盘上的槽而抵靠在刀柄的端面上，同时退刀弹簧使得刀头全部回缩至刀体内。2.如权利要求1所述的孔加工刀柄，其特征在于，所述刀柄上具有径向突出的销柱，所述刀体上开设有螺旋槽，所述刀柄通过销柱沿着螺旋槽的滑动而在刀体内进行所述螺旋运动。3.如权利要求1所述的孔加工刀柄，其特征在于，所述刀体外套设有防屑套。4.如权利要求1所述的孔加工刀柄，其特征在于，所述活动弹簧座上具有径向向外伸出的防转销，其穿过设于所述刀体上的销孔，以阻止活动弹簧座绕着其自身轴心的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛飞，贺强强，陈敏俊，
申请(专利权)人：上汽大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：