涨刀刀具的制作方法

1.本实用新型涉及内孔加工技术领域，特别涉及一种涨刀刀具。


背景技术：

2.发动机缸孔作为发动机完成燃料压缩、燃烧及爆发做功的能量转换室，其直径关乎发动机燃烧室的容积，是衡量发动机压缩比的重要指标。气动涨刀刀具是一种保证缸孔直径的加工方式，其内部有气路与压缩气源连通，通过控制气源压力来控制刀具的加工直径。在采用气动涨刀加工缸孔的过程中，加工机床的气源压力往往达不到要求值，导致刀具不涨刀或涨刀不完全，涨刀十分不稳定。
3.因此，需要提供一种新型的涨刀刀具，解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种涨刀刀具，旨在解决现有气动涨刀刀具涨刀不稳定的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供的所述涨刀刀具包括刀体、调节机构以及刀片机构，所述刀体沿其轴向和径向分别形成有第一安装孔和第二安装孔；所述调节机构包括弹性组件和顶杆组件，所述弹性组件的两端分别与所述刀体和所述顶杆组件连接，所述顶杆组件可滑动地安装于所述第一安装孔内；所述刀片机构包括楔块和刀片组件，所述楔块位于所述第二安装孔内，所述楔块的一端与所述刀片组件连接或抵接，所述楔块的另一端形成有与所述顶杆组件抵接的楔形面。
6.可选地，所述顶杆组件包括顶杆与调节件，所述刀体上远离所述弹性组件的一端还设有连接件，所述调节件通过所述连接件与所述刀体连接，所述调节件的一端穿过所述连接件伸入所述第一安装孔，所述调节件可沿所述第一安装孔的轴向运动，所述顶杆的一端与所述弹性组件连接，另一端与所述调节件伸入所述第一安装孔的一端抵接。
7.可选地，所述涨刀刀具还包括刀柄，所述刀柄与所述刀体连接，所述刀体与所述刀柄共同形成有安装腔，所述安装腔与所述第一安装孔连通，所述弹性组件容置于所述安装腔内。
8.可选地，所述顶杆包括第一段、第二段与第三段，所述第一段与第三段的外壁与所述第一安装孔的内壁抵接，所述第二段的直径小于所述第一段与所述第三段的直径。
9.可选地，所述第一段和/或第三段的外壁上设有润滑槽。
10.可选地，所述刀片组件包括刀夹和安装在所述刀夹上的刀片，所述刀片安装在所述刀夹靠近所述楔块的一端，所述刀体上设有与所述第二安装孔连通的置刀槽，所述刀夹通过紧固件安装在所述置刀槽内。
11.可选地，所述刀夹靠近所述楔块的一侧设有弧形凸起，所述楔块远离所述楔形面的一侧与所述弧形凸起抵接。
12.可选地，所述楔形面包括相对设置的第一侧和第二侧，其中，所述第二侧靠近所述
弹性组件设置，所述楔形面由所述第一侧至所述第二侧向靠近所述刀片组件的方向倾斜。
13.可选地，所述弹性组件包括活塞和弹性件，所述活塞与所述顶杆组件连接，所述弹性件有多个，多个所述弹性件安装在所述活塞上。
14.可选地，所述活塞为铝材质活塞。
15.在本实用新型中，通过调节弹性组件的压缩程度可以调节第一安装孔内的顶杆组件的行程，当顶杆组件运动时，通过楔形面之间的连接可以推动楔块在第二安装孔内运动，而楔块又与刀片组件连接或抵接，由此可以控制刀片组件在刀体径向的运动，从而实现所需要的缸孔加工直径。由于弹簧组件提供的弹力不会随着外界因素的变化而变化，因此加工时整个涨刀刀具的结构十分稳定，从而解决了涨刀不稳定的问题。此外，通过采用纯机械结构来实现涨刀，取消了现有气动涨刀刀具的内部气路，增加了刀具内部的密封性，从而避免了切削液进入刀具内部而导致内部装置被腐蚀，延长了刀具的使用寿命。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本实用新型涨刀刀具一实施例的拆解立体结构示意图；
18.图2为本实用新型涨刀刀具一实施例的局部剖面结构示意图；
19.图3为本实用新型顶杆一实施例的结构示意图；
20.图4为本实用新型涨刀刀具一实施例的局部放大结构示意图。
21.实施例附图标号说明：
22.标号名称标号名称100刀体220顶杆组件200调节机构221顶杆300刀片机构2211第一段400刀柄2212第二段110第一安装孔2213第三段120第二安装孔2214润滑槽130连接件222调节件131法兰盘310楔块132垫片311楔形面140安装腔320刀片组件150置刀槽321刀夹210弹簧组件3211弧形凸起211活塞322刀片212弹性件323紧固件213螺栓
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23.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
27.本实用新型提出一种涨刀刀具。
28.参照图1和图2，本实用新型提出一种涨刀刀具，包括刀体100、调节机构200以及刀片机构300，刀体100沿其轴向和径向分别形成有第一安装孔 110和第二安装孔120；调节机构200包括弹性组件210和顶杆组件220，弹性组件210的两端分别与刀体100和顶杆组件220连接，顶杆组件220可滑动地安装于第一安装孔110内；刀片机构300包括楔块310和刀片组件320，楔块310位于第二安装孔120内，楔块310的一端与刀片组件320连接或抵接，楔块310的另一端形成有与顶杆组件220抵接的楔形面311。
29.弹性组件210可以是弹簧、橡胶件等，用于为顶杆组件220的运动提供推力。弹性组件210始终处于压缩状态，当弹性组件210的压缩量改变时，其弹性形变产生的弹力也随之改变，从而带动顶杆组件220运动并最终改变其停留在第一安装孔110内的位置。而当顶杆组件220的位置发生变化时，楔形面311与顶杆组件220的接触位置也会发生变化，从而楔块310可以在第二安装孔120内运动，并带动与楔块310连接或抵接的刀片组件320沿刀体100的径向运动。加工时，涨刀刀具绕刀体100的主轴旋转，刀片组件320 对缸孔孔壁进行切削，因此当刀片组件320在刀体100径向的位置发生改变时，加工直径也随之改变，实现了现有气动涨刀刀具的功能。在本实施例中，楔块310与刀片组件320抵接，在其他实施例中，可以采用柔性连接，防止楔块310与第二安装孔120发生干涉。本实用新型通过弹性组件210为涨刀提供变化的涨刀力，并通过斜楔机构来改变刀片组件320的径向位置，结构稳定，保证了加工精度，消除了由于涨刀不稳定而导致的停机、卡刀、撞刀等问题。同时，取消了现有气动涨刀刀具上的泄压孔，防止了切削液进入刀具内部而导致的刀具生锈，提高了刀具的使用寿命，节约了加工成本。
30.进一步地，顶杆组件220包括顶杆221与调节件222，刀体100上远离弹性组件210的一端还设有连接件130，调节件222通过连接件130与刀体 100连接，调节件222的一端穿过连接件130伸入第一安装孔110，调节件222 可沿第一安装孔110的轴向运动，顶杆221的一端与弹性组件210连接，另一端与调节件222伸入所述第一安装孔110的一端抵接。连接件130可拆卸地安装在刀体100远离弹性组件210的一端的外部，连接件130的中央有通孔(图
未示出)，调节件222从通孔中穿过直至一端与顶杆221抵接。调节件222与连接件130可拆卸连接，并能调整其在通孔中的位置。在本实施例中，连接件130包括法兰盘131与垫片132，调节件222为螺栓，通孔上有螺纹，螺栓与连接件130螺纹连接。当螺栓旋进时，推动顶杆221朝着弹性组件210运动，楔块310收回，同时压缩弹性组件210，螺栓对顶杆221的限制和弹性组件210产生的弹力之间的相互作用使得顶杆221能够稳定地保持在现有位置上，从而保持涨刀稳定。在其他实施例中，调节件222和连接件130 可以卡接连接，如少数卡槽与多个连续卡齿的卡接，使得调节件222可以在不同的位置固定。
31.更进一步地，涨刀刀具还包括刀柄400，刀柄400与刀体100连接，刀体 100与刀柄400共同形成有安装腔140，安装腔140与第一安装孔110连通，弹性组件210容置于安装腔140内。弹性组件210与顶杆221可以是一体设置，也可以是可拆卸连接，如卡接、螺纹连接等，在本实施例中，采用可拆卸连接的方式，减少了零件的更换成本。此外，在本实施例中，安装腔140 的内径大于第一安装孔110的内径，弹性组件210可以与两者之间形成的台阶面抵接，从而可以限制顶杆221的行程，防止顶杆221的运动行程过大而导致楔块310与顶杆221脱离接触。此外，刀柄400远离刀体100的一端与机床连接，从而将涨刀刀具安装在机床上。
32.顶杆221包括第一段2211、第二段2212与第三段2213，第一段2211与第三段2213的外壁与第一安装孔110的内壁抵接，第二段2212的直径小于第一段2211与第三段2213的直径。其中，在本实施例中，第一段2211靠近调节件222，第三段2213靠近弹性组件210，第二段2212位于第一段2211 与第三段2213之间。切削时，径向切削力会通过刀片组件320和楔块310传递给顶杆221，并在顶杆221上产生剪切应力，可能导致顶杆221被剪断。将第一段2211和第三段2213的外壁与第一安装孔110抵接，使得刀体100可以对顶杆221起到一定的支持作用，可以有效减少顶杆221上的剪切应力，增强结构的强度。当顶杆221沿轴向运动时，第一段2211与第三段2213的外壁与第一安装孔110的内壁之间会产生非常大的摩擦力，使得顶杆221的运动受阻，并在零件表面造成损伤。通过减小第二段2212的直径，可以将润滑油注入到第二段2212与第一安装孔110之间形成的空腔中，减少顶杆221 运动时的摩擦力，同时也能减轻顶杆221的重量。在本实施例中，第二段2212 与第一段2211、第三段2213之间形成的轴肩均为带圆角的轴肩，可以减少应力集中，增加顶杆221的强度。
33.进一步地，第一段2211和/或第三段2213的外壁上均设有润滑槽2214，可以使润滑油更均匀地分布到第一安装孔110与顶杆221的接触面上。润滑槽2214可以是轴向润滑槽或者环向润环槽。在本实施例中，第一段2211与第三段2213的外壁上均有多个相交的轴向润滑槽与多个环向润滑槽，其中多个轴向润滑槽均与第二段2212与第一安装孔110之间形成的空腔连通，可以让更多的润滑油流入到润滑槽中，改善了润滑效果。
34.刀片组件320包括刀夹321和安装在刀夹321上的刀片322，刀片322安装在刀夹靠近楔块310的一端，刀体100上设有与第二安装孔120连通的置刀槽150，刀夹321通过紧固件323安装在置刀槽150内。刀夹321远离刀片 322的一端安装在置刀槽150上，紧固件323可以是螺栓、圆柱销等。在本实施例中，紧固件323为螺栓，螺栓的头部安装在置刀槽150的内壁上，尾部和刀夹321螺纹连接。置刀槽150的开口方向朝向远离所述顶杆221的一侧，装刀时，先安装螺栓，再将装配了刀片322的刀夹321与螺栓连接。此外，刀夹321上还有球形槽(图未示出)，螺栓的尾部可以伸入球形槽内，从而使得置刀槽150可以适应更多不同长度的刀夹
321。同时，球形槽还增加了刀夹321的柔性。因此当楔块310推出时，刀夹321可以适当绕其与螺栓的连接部分旋转，且紧固件323远离楔块310设置，增加了力臂的长度，从而减少了楔块310推出时受到的阻力，涨刀更省力。
35.进一步地，刀夹321靠近楔块310的一侧设有弧形凸起3211，楔块310 远离楔形面311的一侧与弧形凸起3211抵接。由于刀夹321有一定的转动，楔块310与刀夹321的接触位置会发生变化，弧形凸起3211可以确保楔块310 和刀夹321一直抵接，提高了结构的稳定性。
36.楔形面311包括相对设置的第一侧3111和第二侧3112，其中，第二侧3112 靠近弹性组件210设置，楔形面311由第一侧3111至第二侧3112向靠近刀片组件320的方向倾斜。当需要涨刀时，旋转调节件222使得顶杆221朝远离弹性组件210的方向运动，此时相当于释放弹性组件210，同时在弹簧组件 210对调节件222的反作用力的推动下，涨刀相对省力。相应地，当需要刀片组件320回缩时，则需要压缩弹性组件210，相对费力，可以有效防止刀片组件320在切削力的作用下被推回，保证了涨刀的稳定。
37.弹性组件210包括活塞211和弹性件212，活塞211与顶杆组件220连接，弹性件212有多个，多个弹性件212安装在活塞211上，可以增强弹性组件 210的抗压强度。弹性件212可以为弹簧、橡胶件等。在本实施例中，弹性件 212为弹簧，多个弹簧均匀地安装在活塞211上，并与活塞可拆卸连接，方便更换。其中，活塞211通过螺栓213安装在顶杆221上。活塞211上设有凹槽(图未示出)，顶杆221的一部分容置在凹槽中，螺栓213从凹槽的另一侧穿过活塞211并与顶杆221螺纹连接，螺栓213的头部与活塞211抵接。顶杆221的端部还有用于限制活塞211相对转动的凸起(图未示出)，防止活塞211转动导致螺栓213松动。在其他实施例中，活塞211和顶杆221也可以采用其他可拆卸的连接方式，如销连接等。
38.进一步地，活塞211为铝材质活塞。铝与空气接触时，表面会生成一层致密的氧化铝薄膜，可以防止铝受到腐蚀，增加刀具的使用寿命。同时，铝的质量较轻，可以减轻刀具的质量。在其他实施例中，活塞211也可以采用诸如镀铬钢等耐腐蚀材料。
39.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。