一种机加车床的扩孔专用刀具的制作方法

本发明主要涉及机械加工刀具的技术领域，具体为一种机加车床的扩孔专用刀具。

背景技术：

数控车床在机械加工的过程中，对于工件的扩孔是较为常见的加工方式，现有的扩孔刀具种类较多，安装结构较为繁琐，尤其是在进行初扩孔和精扩孔等不同工序时，需要工作人员手动更换不同的刀具才能进行，频繁的更换刀具一方面降低了加工效率，另一方面也增加了工作人员的工作量；

可根据专利文献(公开号cn201644941u)所提供的一种可换刀头的车床深孔扩孔刀具，由莫氏刀杆和扩孔刀头组成，莫氏刀杆与扩孔刀头用t型螺纹联接，使用时莫氏刀杆安装在车床尾座上，便于实现深扩孔加工，可以根据不同孔径更换不同大小的刀头，莫氏刀杆与扩孔刀头用t型螺纹联接。该技术方案中就是通过不断的更换刀头进行扩孔加工，增加了工作人员的工作量；

还可根据专利文献(公开号cn202336590u)所提供的一种扩孔刀具，包括刀杆，刀杆尾部设有夹头，刀杆前端设有导向杆，刀杆中段为矩形，刀杆上设有一组矩形槽，矩形槽内设有刀片，刀片位置可调，在底孔尺寸不变的情况下，可实现加工孔直径大小的调节，在定位套、夹具等辅助装置的配合下，便于实现大批量非标准中、小尺寸台阶孔的扩孔加工。该技术方案中虽能够在不更换刀头的情况下改变加工孔的直径大小，但是刀片调节结构一定程度上降低了整体强度，减少使用寿命，尤其是长时间的扩孔工作中，刀片的安装容易变形产生间隙，使得刀片不稳定；

因此，在保证刀具使用寿命以及尽量减少更换刀具次数的情况下还能够快速提供多种扩孔刀具进行不同尺寸的扩孔加工技术是有必要进行研究的。

技术实现要素：

本发明主要提供了一种机加车床的扩孔专用刀具，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种机加车床的扩孔专用刀具,包括刀具安装座、扩孔刀具和三爪气动夹盘，所述刀具安装座为圆柱形，所述刀具安装座内部开设有中空槽，所述刀具安装座圆周壁上等分开设有三个刀轴孔，三个所述刀轴孔均与中空槽相贯通，且所述刀具安装座圆周壁上逐一位于三个刀轴孔的间隔内等分设有三个刀具固定装置，每个刀轴孔圆心各自与对立面的刀具固定装置中心点呈直线对应，所述扩孔刀具可任意插入其中一个刀具固定装置实施可拆卸的夹紧连接，所述刀具安装座尾端连接有主轴，所述主轴上贯穿固定有三角限位块，所述三角限位块的每个顶角均为倒圆角结构，且每两个相邻顶角间的边缘呈弧形内凹结构；

所述三爪气动夹盘中心处开设有通孔，所述三爪气动夹盘前端面设有三幅式活动槽，所述三幅式活动槽内环绕通孔外周边等分设有三个活动夹块，每个所述活动夹块靠近通孔一端均为扇形结构，通过所述主轴贯穿通孔后驱动三个活动夹块夹紧使得扇形结构一端侧壁逐一与三角限位块的三个弧形内凹结构侧壁相切实施刀具安装座固定。

进一步的，三个所述刀具固定装置均包括有中空柱和夹紧旋钮，所述中空柱一端与刀具安装座圆周壁焊接固定并与中空槽呈贯通连接，另一端与夹紧旋钮活动套接，所述夹紧旋钮为圆台形，靠近夹紧旋钮大头端的内部设有限位活动槽，所述夹紧旋钮通过限位活动槽与中空柱套接时可实施伸缩活动，且所述中空柱内插设有刀具插杆，所述刀具插杆穿插并呈转动连接有转筒，所述转筒插设于中空柱内部。

进一步的，每个所述中空柱与中空槽相贯通的通道内壁上设有环形挡片，所述环形挡片与对应的转筒一端相抵接，且所述刀具插杆一端沿两侧外壁对称开设有两个夹口槽，另一端的端部表面开设有三角形凹槽，所述刀具插杆靠近三角形凹槽一端贯穿中空柱并延伸至中空槽内，另一端延伸至中空柱的外部与所述夹紧旋钮呈螺纹连接。

进一步的，所述扩孔刀具最多可安装三个，每个扩孔刀具均插入相应刀具插杆的夹口槽一端并通过拧紧夹紧旋钮实施夹持固定。

进一步的，所述三爪气动夹盘后端通过螺栓固定连接有l型撑板，所述l型撑板远离三爪气动夹盘一端的水平板体上开设有滑槽，所述滑槽上端设有换向电机，所述换向电机包括有电机底座，所述电机底座活动嵌入滑槽内并呈滑动连接，且所述换向电机远离三爪气动夹盘一端设有伸缩推杆，所述伸缩推杆的输出轴与电机底座相连接，所述伸缩推杆通过安装架与l型撑板的水平板体相固定。

进一步的，所述换向电机靠近三爪气动夹盘一端设有输出轴，该输出轴连接有圆柱联轴器，所述圆柱联轴器远离输出轴一端开设有圆形卡槽，所述圆形卡槽两侧内壁上对称设有两个凸块，且所述圆柱联轴器圆周壁上还螺纹连接设有固定螺钉，所述固定螺钉贯穿圆柱联轴器壳体并延伸至圆形卡槽内。

进一步的，所述主轴远离刀具安装座一端的圆周壁两侧对称设有两个定位槽，所述主轴依次贯穿通孔和l型撑板的竖直板体并延伸至圆形卡槽内实施嵌合连接，且通过所述固定螺钉进行挤压固定。

进一步的，所述l型撑板底部设有机加车床并通过螺栓与机加车床顶部表面相固定，所述机加车床靠近刀具安装座一端设有加工平台面，所述加工平台面高度低于l型撑板所处的顶部表面高度，且所述加工平台面上设有可升降夹具工装，所述可升降夹具工装位于刀具安装座下端并实施待扩孔工件的固定和升降。

进一步的，所述机加车床一侧设有伸缩升降柱，所述伸缩升降柱上端输出轴的顶部呈直角折弯，且所述伸缩升降柱上端输出轴延伸至可升降夹具工装的正上方设有刀具驱动器，所述刀具驱动器底部设有刀轴固定座，所述刀轴固定座底部安装有刀轴，所述刀轴与刀轴孔相适配。

进一步的，所述刀轴远离刀轴固定座一端设为轴头，该轴头横截面为三角形，且该轴头与刀具插杆上的三角形凹槽相吻合。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过在圆柱形的刀具安装座圆周面上等分设置三个刀具固定装置，以提供不同尺寸用的扩孔刀具能够逐一安装在对应的刀具固定装置上，减少刀具的手动更换次数，刀具安装座圆周面上的三个刀轴孔分别和对立面的刀具固定装置相对应，使得驱动刀具工作的刀轴能够穿过刀轴孔和中空槽来带动扩孔刀具旋转，刀具安装座又利用主轴贯穿三爪气动夹盘的通孔，在三个活动夹块不实施夹紧的状态下向外伸出时就能够进行旋转，从而实现三个扩孔刀具角度的快速转换，需要使用某种扩孔刀具时即可旋转其至工件上端即可，减少了工作人员的工作量，选定后利用三幅式活动槽内的三个活动夹块由高压气体驱动对主轴上的三角限位块进行夹持固定，从而保证刀具安装座的稳定性，同时配合使用的扩孔刀具也是强度较高的一体制成式，能够最大程度上使得扩孔刀具的使用寿命不受到影响。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体车床设备结构示意图；

图2为本发明的刀具安装座内部结构剖视图；

图3为图1中的a区放大图；

图4为图1中的b区放大图；

图5为图1中的c区放大图；

图6为图1中的d区放大图；

图7为图2中的e区放大图；

图8为本发明的刀具插杆结构示意图。

附图说明：1、机加车床；11、加工平台面；2、可升降夹具工装；3、伸缩升降柱；31、刀具驱动器；32、刀轴固定座；32a、刀轴；4、l型撑板；41、滑槽；5、换向电机；51、电机底座；52、圆柱联轴器；52a、圆形卡槽；52b、凸块；52c、固定螺钉；6、伸缩推杆；7、刀具安装座；7a、中空槽；7b、刀轴孔；71、刀具固定装置；71a、中空柱；71a-1、环形挡片；71b、夹紧旋钮；71b-1、限位活动槽；71c、刀具插杆；71c-1、夹口槽；71c-2、三角形凹槽；71d、转筒；72、主轴；72a、三角限位块；72b、定位槽；8、扩孔刀具；9、三爪气动夹盘；91、通孔；92、三幅式活动槽；93、活动夹块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请参照附图1-4所示，一种机加车床的扩孔专用刀具,包括刀具安装座7、扩孔刀具8和三爪气动夹盘9，所述刀具安装座7为圆柱形，所述刀具安装座7内部开设有中空槽7a，所述刀具安装座7圆周壁上等分开设有三个刀轴孔7b，三个所述刀轴孔7b均与中空槽7a相贯通，且所述刀具安装座7圆周壁上逐一位于三个刀轴孔7b的间隔内等分设有三个刀具固定装置71，每个刀轴孔7b圆心各自与对立面的刀具固定装置71中心点呈直线对应，所述扩孔刀具8可任意插入其中一个刀具固定装置71实施可拆卸的夹紧连接，所述刀具安装座7尾端连接有主轴72，主轴72与刀具安装座7一体铸成，所述主轴72上贯穿固定有三角限位块72a，所述三角限位块72a的每个顶角均为倒圆角结构，且每两个相邻顶角间的边缘呈弧形内凹结构，所述三爪气动夹盘9中心处开设有通孔91，所述三爪气动夹盘9前端面设有三幅式活动槽92，所述三幅式活动槽92内环绕通孔91外周边等分设有三个活动夹块93，每个所述活动夹块93靠近通孔91一端均为扇形结构，通过所述主轴72贯穿通孔91后驱动三个活动夹块93夹紧使得扇形结构一端侧壁逐一与三角限位块72a的三个弧形内凹结构侧壁相切实施刀具安装座7固定，三爪气动夹盘9上利用两个高压管外接气泵装置，一个高压管为进气用，另一个为回气用，通过气动的方式实现三个活动夹块93的收拢和外扩动作；

具体的，请参照附图1、4和5所示，所述三爪气动夹盘9后端通过螺栓固定连接有l型撑板4，所述l型撑板4远离三爪气动夹盘9一端的水平板体上开设有滑槽41，所述滑槽41上端设有换向电机5，换向电机5可采用步进电机，设定单次转动时角度为120度，实施三个扩孔刀具8转换时的精确定位，所述换向电机5包括有电机底座51，所述电机底座51活动嵌入滑槽41内并呈滑动连接，且所述换向电机5远离三爪气动夹盘9一端设有伸缩推杆6，伸缩推杆6采用气动式推杆，与三爪气动夹盘9共用同一个气泵装置，利用分配器进行分批次工作即可，避免工作冲突，所述伸缩推杆6的输出轴与电机底座51相连接，所述伸缩推杆6通过安装架与l型撑板4的水平板体相固定，所述换向电机5靠近三爪气动夹盘9一端设有输出轴，该输出轴连接有圆柱联轴器52，所述圆柱联轴器52远离输出轴一端开设有圆形卡槽52a，所述圆形卡槽52a两侧内壁上对称设有两个凸块52b，且所述圆柱联轴器52圆周壁上还螺纹连接设有固定螺钉52c，所述固定螺钉52c贯穿圆柱联轴器52壳体并延伸至圆形卡槽52a内，所述主轴72远离刀具安装座7一端的圆周壁两侧对称设有两个定位槽72b，所述主轴72依次贯穿通孔91和l型撑板4的竖直板体并延伸至圆形卡槽52a内实施嵌合连接，此时，两个定位槽72b和两个凸块52b通过契合的方式来限制主轴72打滑，且通过所述固定螺钉52c进行挤压固定，当圆柱联轴器52和主轴72连接后，即可实现换向电机5来带动刀具安装座7进行角度转换，同时还利用伸缩推杆6在需要转换角度时推动换向电机5前移，使得三角限位块72a移出三幅式活动槽92实现无障碍的转动。

实施例，请参照附图1、6、7和8所示，所述l型撑板4底部设有机加车床1并通过螺栓与机加车床1顶部表面相固定，所述机加车床1靠近刀具安装座7一端设有加工平台面11，所述加工平台面11高度低于l型撑板4所处的顶部表面高度，且所述加工平台面11上设有可升降夹具工装2，所述可升降夹具工装2位于刀具安装座7下端并实施待扩孔工件的固定和升降，利用高度差能够较好的放置工件到可升降夹具工装2上进行夹持固定，可升降夹具工装2控制工件上升与扩孔刀具8的刀头进行接触，以机加车床1上主用plc控制器的数据设定，相应的工作程序中实现进刀、退刀以及扩孔等工作，所述机加车床1一侧设有伸缩升降柱3，所述伸缩升降柱3上端输出轴的顶部呈直角折弯，且所述伸缩升降柱3上端输出轴延伸至可升降夹具工装2的正上方设有刀具驱动器31，所述刀具驱动器31底部设有刀轴固定座32，所述刀轴固定座32底部安装有刀轴32a，所述刀轴32a与刀轴孔7b相适配，所述刀轴32a远离刀轴固定座32一端设为轴头，该轴头横截面为三角形，且该轴头与刀具插杆71c上的三角形凹槽71c-2相吻合，伸缩升降柱3控制整个刀具驱动器31进行上下升降活动，下降后由刀轴32a对准并贯穿刀轴孔7b后保持轴头嵌入刀具插杆71c上的三角形凹槽71c-2内，通过刀具驱动器31包含的电机作为主动力源，电机的输出端旋转带动刀轴固定座32、刀轴32a、刀具插杆71c以及插在刀具插杆71c的两个夹口槽71c-1一端的扩孔刀具8进行同步旋转即可实现工件扩孔。

实施例，请参照附图2、7和8所示，三个所述刀具固定装置71均包括有中空柱71a和夹紧旋钮71b，所述中空柱71a一端与刀具安装座7圆周壁焊接固定并与中空槽7a呈贯通连接，另一端与夹紧旋钮71b活动套接，所述夹紧旋钮71b为圆台形，靠近夹紧旋钮71b大头端的内部设有限位活动槽71b-1，所述夹紧旋钮71b通过限位活动槽71b-1与中空柱71a套接时可实施伸缩活动，同时也保持了夹紧旋钮71b能够与扩孔刀具8同步进行旋转，且所述中空柱71a内插设有刀具插杆71c，所述刀具插杆71c穿插并呈转动连接有转筒71d，所述转筒71d插设于中空柱71a内部，每个所述中空柱71a与中空槽7a相贯通的通道内壁上设有环形挡片71a-1，所述环形挡片71a-1与对应的转筒71d一端相抵接，转筒71d与且刀具插杆71c之间的接触面均光滑，并且利用黄油作为润滑剂，所述刀具插杆71c一端沿两侧外壁对称开设有两个夹口槽71c-1，另一端的端部表面开设有三角形凹槽71c-2，所述刀具插杆71c靠近三角形凹槽71c-2一端贯穿中空柱71a并延伸至中空槽7a内，另一端延伸至中空柱71a的外部与所述夹紧旋钮71b呈螺纹连接，所述扩孔刀具8最多可安装三个，每个扩孔刀具8均插入相应刀具插杆71c的夹口槽71c-1一端并通过拧紧夹紧旋钮71b实施夹持固定，当扩孔刀具8插入刀具插杆71c进行连接时，类似于常规的电钻机安装钻头一样，将夹紧旋钮71b进行拧紧，保持扩孔刀具8的固定，而在安装三个扩孔刀具8时可根据所需扩孔直径或者作用进行选择，比如初扩孔刀、精扩孔刀以及直径不同的扩孔刀等，固定后能够实现在无需手动频繁更换刀具的情况下进行不同扩孔刀具8的转换。

本发明的具体流程如下：

首先，通过所需工件加工使用的三个不同尺寸或作用的扩孔刀具8依次安装在刀具插杆71c的夹口槽71c-1一端并通过拧紧夹紧旋钮71b实施夹持固定，主轴72是依次贯穿通孔91和l型撑板4的竖直板体并延伸至圆柱联轴器52上的圆形卡槽52a内实施嵌合连接，两个定位槽72b和两个凸块52b相互契合，通过所述固定螺钉52c进行挤压固定，完成圆柱联轴器52和主轴72连接后，然后由伸缩推杆6在需要转换角度时推动换向电机5前移，使得三角限位块72a移出三幅式活动槽92，即可通过换向电机5来带动刀具安装座7进行角度转换，单次转动角度为120度，从而将三个扩孔刀具8进行切换，选定合适的扩孔刀具8后，伸缩升降柱3控制整个刀具驱动器31进行下降，由刀轴32a对准并贯穿刀轴孔7b后保持轴头嵌入刀具插杆71c上的三角形凹槽71c-2内，然后在可升降夹具工装2上进行工件的夹持固定，可升降夹具工装2控制工件上升与扩孔刀具8的刀头进行接触，再利用机加车床1上主用plc控制器的数据设定，相应的工作程序启动，通过刀具驱动器31包含的电机作为主动力源，电机的输出端旋转带动刀轴固定座32、刀轴32a、刀具插杆71c以及插在刀具插杆71c的两个夹口槽71c-1一端的扩孔刀具8进行同步旋转即可实现工件扩孔，再次需要切换扩孔刀具8时，需将刀具驱动器31抬升使得刀轴32a退出刀轴孔7b，然后重复前述的扩孔刀具8自动切换步骤，最后重新将刀具驱动器31下降使得刀轴32a插入刀轴孔7b保持轴头嵌入刀具插杆71c上的三角形凹槽71c-2内即可。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。