专利名称：一种旋转插削异型孔的刀具和方法
一种旋转插削异型孔的刀具和方法本发明涉及机械加工刀具，尤其涉及一种旋转插削异型孔的刀具和方法。[背景技术]机械加工中的异型孔如六角孔、方孔、十字孔、花键孔等比较困难，传统的机械加工中异型孔的加工大多采专门的机床如冲床进行加工，不能在车床或铣床等通用机床上直接加工成型。传统异型孔加工工艺的缺点是1.小批量加工时成本高，由于传统异型孔加工采用的冲压需要使用专用机床和模具，模具成本较高，所以小批量生产时使用冲压模具加工成本太高。2.转机换模时间长，在转换模具和调整需要大量时间。。本发明要解决的技术问题是提供一种可以在车床或铣床等通用机床上加工异型孔的刀具。本发明另一个要解决的技术问题是提供一种可以在车床或铣床等通用机床上加工异型孔的方法。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种旋转插削异型孔的刀具，包括刀头和夹具，所述的夹具包括刀杆和轴承座，所述刀头的后部固定在刀杆上，刀杆的后部通过轴承安装在所述的轴承座中；刀头的前部为切削部，刀头的切削部为倒锥形，刀头前端的横截面的外形与所插削的异型孔具有相同的形状，刀头的前端面内凹以形成刀头前端面边缘切削刃的前角。以上所述的旋转插削异型孔的刀具，所述内凹的前端面为球面。以上所述的旋转插削异型孔的刀具，包括固定心轴，所述固定心轴的前端与轴承座固定连接；固定心轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交，固定心轴回转轴线与刀头回转轴线的交点位于刀头前端的中心点。以上所述的旋转插削异型孔的刀具，固定心轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交的交角为1°至2°。以上所述的旋转插削异型孔的刀具，刀头的切削部的倒锥角等于或大于2倍所述的交角。以上所述的旋转插削异型孔的刀具，所述的轴承座包括所述轴承的轴承孔和所述固定心轴前端的安装孔，所述轴承孔的中轴线与所述安装孔的中轴线斜交，所述轴承孔的中轴线与所述安装孔的中轴线的交角即固定心轴回转轴线与刀头回转轴线的交角。以上所述的旋转插削异型孔的刀具，刀杆的后部通过两道轴承安装在所述的轴承座中，所述的轴承是向心推力球轴承。以上所述的旋转插削异型孔的刀具，所述的轴承座上包括安装螺钉孔。一种旋转插削异型孔的方法的技术方案是，带有预制孔的工件装夹在机床主轴上，由主轴带动旋转；上述旋转插削异型孔的刀具固定在机床的进给架上，所述的进给架沿所述主轴的轴向进给；机床主轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交，机床主轴回转轴线与刀头回转轴线的交点位于刀头前端的中心点；所述的进给架带动刀具向前进给，当刀头的前端接触旋转的工件时，旋转的工件带动刀头一同旋转，旋转并轴向进给的刀头切削工件，在工件的预制孔上形成与刀头前端面外形相同的异型孔。以上所述的旋转插削异型孔的方法，机床主轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交的交角为1°至2°。本发明利用刀头与机床主轴不同轴同步旋转时前端的切削刃与零件相互咬合时产生的切削作用，完成异形孔的插削。本发明作为特殊刀具可以在车削和铣削机床中使用，替代冲床完成异型孔的加工，在产品批量不大时较冲床加工节约了大量成本。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例1和2刀头的立体图。图2是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例1和2刀头的主视图。图3是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例1的剖面图。图4是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例2的结构图。图5是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例2轴承座的剖面图。图6是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例2的立体图。图7是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例2零件分解图。本发明实施例1的旋转插削异型孔的刀具包括刀头和夹具。夹具包括刀杆1和轴承座2，刀头3的后端用螺钉固定在刀杆1前端102的承孔中，刀杆1的后部的轴颈101通过两道轴承4和5安装在轴承座2的轴承孔中。轴承4和5是角接触轴承(向心推力球轴承)。刀头3的前部301为切削部，刀头3的切削部301为倒锥形，刀头3前端的横截面的外形与所插削的异型孔具有相同的形状(在本实施例中为六角形)，刀头3的前端面302内凹以形成刀头3前端面边缘切削刃303的前角。如图所示，内凹的前端面302可以是球轴承座2上有4个安装螺钉孔202，通过安装螺钉将旋转插削异型孔的刀具固定在机床进给架的支座上。本发明旋转插削异型孔(六角孔)的刀具工作时，带有预制圆孔的工件装夹在机床主轴上，由主轴带动旋转。旋转插削异型孔的刀具的轴承座通过4个螺钉固定在机床的进给架的支座上，进给架可以沿主轴的轴向进给。旋转插削异型孔的刀具在安装时，需要保证刀头3的回转轴线与机床主轴的回转轴线斜交，斜交的交角α为1°至2°。机床主轴回转轴线与刀头3回转轴线的交点位于刀头3前端的中心点。刀具工作时，进给架带动刀头3向工件方向进给，当刀头3的前端接触旋转的工件时，旋转的工件带动刀头3同步旋转，刀头3在旋转的同时进行轴向进给。的刀头3向工件方向切削工件，各个切削刃在加工件表面轮流向前切削，完成对加工件的插削进给，在工件的预制孔上形成与刀头3前端面外形相同的六角孔。为了防止刀头3在工作时与工件发生干涉，刀头3的切削部的倒锥角β等于或大于2倍α角。图4至图7所示是本发明旋转插削异型孔的刀具实施例2的结构，与实施例1不同的是，实施例2还包括固定心轴6，固定心轴6的前端与轴承座2通过细纹连接固定。固定心轴6的回转轴线与刀头的回转轴线斜交，斜交的交角α为1°至2°。固定心轴6回转轴线与刀头回转轴线的交点位于刀头前端的中心点Α。本实施例固定心轴6的回转轴线与刀头的回转轴线斜交的交角是通过轴承座2的结构来保证的。因为轴承座2包括轴承的轴承孔201和固定心轴6前端的安装孔203，轴承座2在制造时，只要轴承孔201的中轴线与安装孔203的中轴线斜交，轴承孔201的中轴线与安装孔203的中轴线的交角即是固定心轴6回转轴线与刀头回转轴线的交角。固定心轴6可以采用带有莫氏锥度的锥柄，利用锥柄的摩擦力可以传递工作扭矩，又因为是锥度配合，可以在机床的刀具安装孔中方便地拆装，重新安装不会影响安装精度，减少安装刀具时的调整工作。刀具头3的总长Y为固定长度，保证在使用时插削刀具回转轴线与机床主轴轴线相交于插削刀头3顶端的中心。螺钉7用来紧固刀头3，螺钉8用来固定轴承4和5，油嘴9用来向轴承腔中注入润滑脂，卡簧10用来固定轴承4、5和刀杆的轴颈101。
权利要求
1.一种旋转插削异型孔的刀具，包括刀头和夹具，其特征在于，所述的夹具包括刀杆和轴承座，所述刀头的后部固定在刀杆上，刀杆的后部通过轴承安装在所述的轴承座中；刀头的前部为切削部，刀头的切削部为倒锥形，刀头前端的横截面的外形与所插削的异型孔具有相同的形状，刀头的前端面内凹以形成刀头前端面边缘切削刃的前角。
2.根据权利要求1所述的旋转插削异型孔的刀具，其特征在于，所述内凹的前端面为球面。
3.根据权利要求1所述的旋转插削异型孔的刀具，其特征在于，包括固定心轴，所述固定心轴的前端与轴承座固定连接；固定心轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交，固定心轴回转轴线与刀头回转轴线的交点位于刀头前端的中心点。
4.根据权利要求3所述的旋转插削异型孔的刀具，其特征在于，固定心轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交的交角为1°至2°。
5.根据权利要求3所述的旋转插削异型孔的刀具，其特征在于，刀头的切削部的倒锥角等于或大于2倍所述的交角。
6.根据权利要求3所述的旋转插削异型孔的刀具，其特征在于，所述的轴承座包括所述轴承的轴承孔和所述固定心轴前端的安装孔，所述轴承孔的中轴线与所述安装孔的中轴线斜交，所述轴承孔的中轴线与所述安装孔的中轴线的交角即固定心轴回转轴线与刀头回转轴线的交角。
7.根据权利要求1所述的旋转插削异型孔的刀具，刀杆的后部通过两道轴承安装在所述的轴承座中，所述的轴承是向心推力球轴承。
8.根据权利要求1所述的旋转插削异型孔的刀具，其特征在于，所述的轴承座上包括安装螺钉孔。
9.一种旋转插削异型孔的方法，其特征在于，带有预制孔的工件装夹在机床主轴上，由主轴带动旋转；权利要求1所述的旋转插削异型孔的刀具固定在机床的进给架上，所述的进给架沿所述主轴的轴向进给；机床主轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交，机床主轴回转轴线与刀头回转轴线的交点位于刀头前端的中心点；所述的进给架带动刀具向前进给，当刀头的前端接触旋转的工件时，旋转的工件带动刀头一同旋转，旋转并轴向进给的刀头切削工件，在工件的预制孔上形成与刀头前端面外形相同的异型孔。
10.根据权利要求9所述的旋转插削异型孔的方法，其特征在于，机床主轴的回转轴线与刀头的回转轴线斜交的交角为1°至2°。
全文摘要
本发明公开了一种旋转插削异型孔的刀具和方法。旋转插削异型孔的刀具，包括刀头和夹具，所述的夹具包括刀杆和轴承座，所述刀头的后部固定在刀杆上，刀杆的后部通过轴承安装在所述的轴承座中；刀头的前部为切削部，刀头的切削部为倒锥形，刀头前端的横截面的外形与所插削的异型孔具有相同的形状，刀头的前端面内凹以形成刀头前端面边缘切削刃的前角。本发明利用刀头与机床主轴不同轴同步旋转时前端的切削刃与零件相互咬合时产生的切削作用，完成异形孔的插削。本发明作为特殊刀具可以在车削和铣削机床中使用，替代冲床完成异型孔的加工，在产品批量不大时较冲床加工节约了大量成本。
文档编号B23B29/04GK102554291SQ20121001119
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者陈炼安 申请人:德利赉精密五金制品(深圳)有限公司