专利名称：具有多刀片的镗杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及镗杆，特别涉及一种具有多刀片的镗杆。
背景技术：
镗杆通常用于工件的深孔加工。对于需要同时加工多个孔的情况，例如对发动机 气缸孔，就需要镗杆具有多刀片。传统的具有多刀片的镗杆，如图1所示，通常包括可绕一轴线100旋转的镗杆本体 10。镗杆本体10两端具有截面呈圆形的支撑部11，每一端的支撑部11分别套设有一支撑 部件20，并通过传动键21与支撑部件20 (在图1中以简化方式示出)传动连接，该支撑部 件20主要用于支撑镗杆本体10。镗杆本体10两端的支撑部11之间具有一截面基本也呈 圆形的切削部12，该切削部12沿前述轴线100延伸方向顺序装设有若干个刀片30。以及， 镗杆本体10的其中一端支撑部11还连接有可与机床主轴相连、并用于驱动镗杆本体10旋 转的安装盘13。当安装盘13通过其连接的一端支撑部11驱动镗杆本体10旋转时，可带动切削部 12旋转，从而，切削部12所装设的若干个刀片30即可实现对镗杆本体10外围的工件1的 孔壁(图1中示出的工件1是以发动机的气缸孔为例)的切削。然而，在刀片30切削工件1的孔壁时会受到来自孔壁的反作用力，该反作用力会 通过刀片30传递至切削部12，而由于切削部12位于镗杆本体10的中部，因而易导致镗杆 本体10弯曲，从而会影响到孔壁的加工精度。传统方式中为了增强镗杆本体10的抗弯刚性，通常会增大镗杆本体10的径向尺 寸，但由于切削部12截面形状为圆形，增大圆形截面的直径就会导致镗杆本体10的外壁与 工件1的孔壁之间的排屑空间缩小，从而导致加工孔的内壁容易被切屑刮伤。
实用新型内容基于上述发现，本实用新型提供一种具有多刀片的镗杆，其能够兼顾抗弯刚性和 排屑空间。本实用新型所提供的一种具有多刀片的镗杆，包括绕一轴线旋转的镗杆本体，该镗杆本体包括分别位于所述镗杆本体两端的两个支 撑部和位于所述两个支撑部之间的切削部；以及，沿所述轴线装设在所述切削部并具有刃部的多个刀片；该镗杆的主要特征在于，所述切削部的截面在刀片刃部所受反作用力方向上的径 向尺寸，大于该截面在其他方向上的径向尺寸。其中，只要所述切削部的截面满足其在刀片刃部所受反作用力方向上的径向尺寸 大于其他方向上的径向尺寸，任意非圆形的异形截面均可适用(例如，所述切削部的截面 形状可以为椭圆形，由于该椭圆形的长轴大于包括短轴在内的其他方向上的径向尺寸，因 而使该椭圆形的长轴平行于刀片刃部所受反作用力方向即可)。[0013]本实用新型中的镗杆的切削部截面在刀片刃部所受反作用力方向上的径向尺寸 大于该截面其他方向上的径向尺寸，因而通过刀片刃部传递至切削部的反作用力能够主要 集中在抗弯刚性较大的大径向尺寸方向上，这样不易导致镗杆的弯曲，进而减小刀片刃部 所受反作用力对加工精度的影响。而且，相比于传统的圆形截面，切削部在其小径向尺寸方 向上的外壁与加工孔内壁之间的空隙明显增大，从而在提高了镗杆抗弯刚性的同时还增大 了排屑空间。在兼顾抗弯刚性和排屑空间前提下，还可进一步使切削部在刀片刃部所受反作用 力方向上的大径向尺寸与其余方向上的最小径向尺寸之比值(例如椭圆形的长轴与短轴 的比例)满足切削部的预定抗扭刚性、该比值的推荐值可取1. 1 1. 5，从而能够同时兼顾 抗弯刚性、排屑空间以及抗扭刚性。较佳地，还可在所述切削部的其他方向上贴附刚性条、 以进一步提高抗扭刚性。
图1为现有技术中具有多刀片的镗杆的结构示意图。图2为本实用新型一个实施例中具有多刀片的镗杆的结构示意图。图3为图2的具有多刀片的镗杆沿A-A线的剖视图。图4为图2的具有多刀片的镗杆沿B-B线的剖视图。符号说明1 工件10:镗杆本体100 轴线11 支撑部12 切削部13 安装盘20 支撑部件21 传动键211 传动键的一部分212 传动键的另一部分213 传动键的另一部分的表面214:传动键的凹槽215 传动键的通孔22 螺钉221 螺钉的螺纹部222 螺钉的螺钉帽30 刀片301 刀片的一部分302:刀片的另一部分303:刀片的刃部304:刀片的端面[0041]31、32:螺柱40 镗杆本体400 轴线41 支撑部411 支撑部的键槽412 支撑部的键槽的螺纹孔42 切削部421 切削部的柱状腔体422 切削部的柱状腔体一侧的通孔423 切削部的柱状腔体一侧的螺纹孔424 切削部的与柱状腔体贯通的通孔425 切削部的与柱状腔体贯通的螺纹孔426 切削部的柱状腔体的顶面43 阶梯面44 安装盘Dl 切削部椭圆形截面的长轴D2 切削部椭圆形截面的短轴FO 刀片的刃部所受的反作用力Fl 切削方向主分力F2:径向方向背分力
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施 例，对本实用新型进一步详细说明。本实施例中具有多刀片的镗杆，如图2所示，包括可绕一轴线400旋转的镗杆本体 40 ；镗杆本体40两端分别具有支撑部41，以及位于两个支撑部41之间的切削部42，该切削 部42沿前述轴线400延伸方向顺序装设有若干个刀片30 (图2中仅以示出的15个刀片30 为例)，从而，当镗杆本体40旋转时，即可带动若干个刀片30切削镗杆本体40外围的工件 1内壁(图2中示出的工件1是以发动机的气缸孔为例)。在每一端的支撑部41可分别套设一支撑部件20，并通过传动键21与支撑部件 20 (在图2中以简化方式示出)传动连接，该支撑部件20主要用于支撑镗杆本体40。以及， 镗杆本体40的其中一端支撑部41还连接有可与机床主轴相连、并用于驱动镗杆本体40旋 转的安装盘44。参见图3中示出的支撑部41截面的A-A剖视图并结合图2，镗杆本体40每一端 的支撑部41的截面形状为圆形。支撑部41的外壁开设有一键槽411，键槽411底面开设 有一螺纹孔412。传动键21朝向支撑部41外壁的一部分211收容于支撑部41外壁开设 的键槽411内，传动键21背向支撑部41外壁的另一部分212保留于支撑部41外壁开设的 键槽411之外。传动键21背向外壁的另一部分212的表面213开设有一凹槽214，该凹槽 214底面开设有一穿透传动键21的通孔215。一螺钉22的螺纹部221穿过在传动键21的凹槽214的底面开设的通孔215，并与在支撑部41的键槽411的底面开设的螺纹孔412螺 纹连接。螺钉22的螺钉帽222收容于传动键21的凹槽214内，从而将传动键21压紧于键 槽411的底面。相应地，支撑部件20的内壁也会开设有一对应的键槽(未示出)，传动键21 保留于支撑部41外壁开设的键槽411之外的部分212，则可收容并卡接于支撑部件20内壁 开设的键槽411内。这样，通过传动键21即可实现支撑部件20与支撑部41之间的传动， 进而，在支撑部41旋转时，即可通过传动键21将旋转扭矩传递至支撑部件20、以带动切削 部件20旋转。参见图4中示出的切削部42的刀片30安装处截面的B-B剖视图(与刀片30无 关的部分在该视图中省略)并结合图2，镗杆本体40两端支撑部41之间的切削部42截面 形状为椭圆形，而非传统的圆形，且椭圆形长轴Dl的长度与支撑部41的圆形截面的直径相 同，从而在切削部42与两端支撑部41的交界处会出现阶梯面43。切削部42在每个刀片30的安装位置开设有一具有开口的柱状腔体421，柱状腔 体421开口处还开设有一缺口 420。刀片30的一部分301插入在柱状腔体421内，从而由 柱状腔体421的延伸方向决定刀片30的方向。刀片30的另一部分302则保留在柱状腔体 421外，且保留在柱状腔体421外的该另一部分302朝向缺口 420的一侧具有用于切削的刃 部303。切削部42在柱状腔体421开设有缺口 120的一侧、也即刀片30的刃部303所在 的一侧，还具有垂直于柱状腔体421的两个孔422，每个孔422又分别通过垂直于柱状腔体 421的对应螺纹孔423贯通至该柱状腔体421。螺柱31穿过孔422及对应的螺纹孔423伸 入至柱状腔体421内，并从刀片30的刃部303所在的一侧，对插入在柱状腔体421内的刀 片30的部分301施加压力，从而将插入在柱状腔体421内的刀片30的部分301紧压在柱 状腔体421远离刀片30的刃部303 —侧的内壁，即实现刀片30的固定。柱状腔体421的 底面似6还依次通过螺纹孔425和孔似4贯穿切削部42，又一螺柱32穿过孔似4及对应 的螺纹孔425伸入至柱状腔体421内，可对插入在柱状腔体421内的刀片30的部分301的 端面304施加压力，从而调节刀片30插入在柱状腔体421内的部分301与保留在柱状腔体 421外的另一部分302的比例，进而调节保留在柱状腔体421外的另一部分302的刃部303 伸出的长度、即镗孔的尺寸。进一步需要说明的是，在图4中，切削部42椭圆截面的长轴Dl方向与柱状腔体 421的延伸方向(也就是刀片30的延伸方向)之间的关系并不是任意设定的，而是依据由 刀片30刃部303所受反作用力FO的方向设定的，该反作用力FO可以看作是切削方向主分 力Fl与径向方向背分力F2的合力。具体说，切削部42在其椭圆截面的长轴Dl方向所具备的抗弯刚性，大于在其椭圆 截面的短轴D2方向所具备的抗弯强度，因此，在选择柱状腔体421的延伸方向时，应当使刀 片30刃部所受反作用力FO的方向尽可能与切削部42椭圆截面的长轴Dl方向平行，从而 通过刀片30的刃部303传递至切削部12的反作用力FO主要集中在抗弯强度较大的长轴 Dl方向上，故不易导致镗杆本体10、尤其是切削部42弯曲，进而减小反作用力FO对加工精 度的影响。而且，相比于传统圆形截面的切削部12，在本实施例中，切削部42在其椭圆截面 短轴D2方向的外壁与加工孔内壁之间的空隙明显增大，从而在提高了镗杆本体10抗弯刚 性的同时，还增大了排屑空间。较佳地，长轴Dl与短轴D2的比例不宜过大，最佳取1. 1 1. 5，以免降低切削部42的抗扭刚性。当然，至于具体的比例范围，本领域技术人员还可综合考虑镗杆本体40的 转速、材质、以及刀片30的刃部303所受反作用力FO的大小等因素来任意确定。本实施例中采用了传统的支撑部件20，因而支撑部41的截面形状不宜改为椭圆 型，而仍保持传统的圆形截面。当然，切削部42的截面形状并不限于如前所述的椭圆形，只要满足切削部42的截 面在刀片30的刃部303所受反作用力FO方向上的径向尺寸大于该截面其他方向上的径向 尺寸，任何异形截面均可适用，但同样地，反作用力FO方向上的大径向尺寸与其他方向上 的小径向尺寸的比值不宜过大，较佳地需考虑该比例是否能够满足切削部42所需的抗扭 刚性。对于不同的非圆截面，较佳地还可以在切削部42的小尺寸处贴附刚性条，以适当 增强切削部42的抗扭刚性，还能够均勻切削部42在各径向方向上的配重，从而使镗杆本体 40旋转时更为平稳，进而确保切削精度。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范 围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含 在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种具有多刀片的镗杆，包括绕一轴线旋转的镗杆本体，该镗杆本体包括分别位于所述镗杆本体两端的两个支撑部 和位于所述两个支撑部之间的切削部；以及，沿所述轴线装设在所述切削部并具有刃部的多个刀片；其特征在于所述切削部的截面在所述多个刀片的所述刃部所受反作用力方向上的径向尺寸大于 该截面在其他方向上的径向尺寸。
2.如权利要求1所述的具有多刀片的镗杆，其特征在于，所述切削部的所述截面为椭 圆形，该椭圆形的长轴平行于所述多个刀片的所述刃部所受反作用力方向。
3.如权利要求1或2所述的具有多刀片的镗杆，其特征在于，所述两个支撑部的每一个 的截面为圆形，所述切削部的所述截面在所述多个刀片的所述刃部所受反作用力方向上的 径向尺寸与所述两个支撑部的每一个的圆形截面的直径相等。
4.如权利要求1所述的具有多刀片的镗杆，其特征在于，所述切削部的所述截面在所 述多个刀片的所述刃部所受反作用力方向上的径向尺寸与该截面在其余方向上的最小径 向尺寸之比值，满足所述切削部的预定抗扭刚性。
5.如权利要求4所述的具有多刀片的镗杆，其特征在于，所述比值取1.1 1. 5。
6.如权利要求4或5所述的具有多刀片的镗杆，其特征在于，进一步包括在所述其他方 向上贴附在所述切削部的刚性条。
专利摘要本实用新型公开了一种具有多刀片的镗杆，该镗杆能够兼顾抗弯刚性和排屑空间。本实用新型的镗杆包括绕一轴线旋转的镗杆本体，该镗杆本体包括分别位于两端的两个支撑部和位于两个支撑部之间的切削部；以及，沿轴线装设在切削部并具有刃部的多个刀片。其中切削部的截面在多个刀片的刃部所受反作用力方向上的径向尺寸大于该截面在其他方向上的径向尺寸。
文档编号B23B27/00GK201848549SQ20102055339
公开日2011年6月1日 申请日期2010年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者刘猛, 泷口正治, 王萌, 矢野喜久幸 申请人:三菱综合材料株式会社, 天津菱云刀具设计有限公司