管孔环槽刀具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种管孔环槽刀具，解决了现有孔管中环形槽开槽难度大、效率低的问题。技术方案包括主轴，所述主轴的前端穿过外壳的后端与导杆的后端连接，所述导杆套装在定位套内，所述定位套前段对称开有刀片安装孔，刀片安装孔内插装有刀片，所述导杆的前段沿轴向设有斜向导条，所述斜向导条与刀片内壁上的导槽滑动配合；所述外壳前端设有定位螺母，所述定位套的前段穿过定位螺母，所述定位套的后段具有环形凸台，所述环形凸台与所述定位螺母的后端面经轴承活动连接。本实用新型结构简单、操作简便、可靠性高、加工效率高、环槽加工深度可调、维护简便、适用摇臂钻床。
【专利说明】管孔环槽刀具【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种管孔加工刀具，具体的说是一种管孔环槽刀具。
【背景技术】
[0002]锅炉压力容器等承压设备中换热管与管板的连接，许多设计中是采用胀接或先胀后焊的工艺。胀接后，在工作压力下，接头不得渗漏。因此，除了管孔粗糙度要求高外，还需要在管孔内壁开出环形槽，这样在胀管时，胀接力将使管壁变形，填充在环形槽内，起到增强密封的作用。并且，环形槽还能防止在温差应力的作用下，管子和管板拉脱。由于环形槽开在管孔的内壁，且开槽时有一定管孔深度及槽深的要求，甚至有的管孔内壁设计上要求开出双槽，这就大大增加了开槽的难度。通常管板上有许多管孔，这就意味着，环槽的加工量极大，若采用镗床或铣床对加工管孔上的环形槽，由于其对中操作复杂，大量加工时工作效率低下，不适用大规模生产，而摇臂钻床对中操作简单，但这类摇臂钻床上的钻头通常只能加工圆柱孔，而无法加工环形槽。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、操作简便、可靠性高、加工效率高、环槽加工深度可调、维护简便、可用于摇臂钻床的管孔环槽刀具。
[0004]技术方案管包括主轴，所述主轴的前端穿过外壳的后端与导杆的后端连接，所述导杆套装在定位套内，所述定位套前段对称开有两个刀片安装孔，刀片安装孔内插装有刀片，所述导杆的前段沿轴向设有斜向导条，所述导条与刀片内壁上的导槽滑动配合；所述外壳前端设有定位螺母，所述定位套的前段穿过定位螺母，所述定位套的后段具有环形凸台，所述环形凸台与所述定位螺母的后端面经轴承活动连接。
[0005]所述主轴上装有进刀限位装置。
[0006]所述进刀限位装置为以螺纹连接方式套装在外壳外的主轴上的、并紧方向相反的两个调节螺母。
[0007]所述导杆上还套装有弹性复位装置，所述弹性复位装置包括套装在导杆上的复位弹簧，所述复位弹簧的一端与定位套的壁面接触，另一端与套装在导杆后端或外壳内主轴前端的弹簧座接触。所述弹簧座也位于外壳内。
[0008]所述定位螺母前段的外径小于后段的外径，所述定位螺母的后段外径与外壳的内径螺纹连接。
[0009]所述定位螺母后段的外径尺寸大于被加工的管孔的孔径，所述定位螺母前段的外径尺寸小于被加工的管孔的孔径0.3-0.5mm ;所述定位螺母前段的轴向长度加上定位螺母前端至刀片的距离等于环形槽在待加工的管孔中的开槽位置深度。
[0010]所述定位套上对称开有的刀片安装孔为方孔结构。
[0011]所述斜向导条的倾斜方向为由前至后向上倾斜。所述斜向导条的可以为方形导条、半圆形导条或其它截面形状的导条。[0012]所述刀片为单刃或双刃刀片。
[0013]本实用新型中刀片通过刀片安装孔插装在定位套内，并且刀片内壁上的导槽与定位套内导杆上的斜向导条形成滑动配合的关系，这样刀片在径向和轴向均被很好的限位，而无需采用传统的螺丝压紧的方法进行固定，也不会存在由于螺丝松动导致刀片移位带来刀片损坏、环形槽加工精度差等问题。并且，当导杆沿其轴向移动时，导向套被限定螺母限位，只能原位转动而不能随导杆一同沿轴向移动，因而刀片也被导向套上的刀片安装孔限位，也只能转动而不能随之移动，使得导杆上的斜向导条在导槽内滑动，由于斜向导条向上倾斜，在导杆向前移动时，斜向导条会推动导槽沿导杆的径向移动，，带动刀片在高速转动的情况下沿导杆的径向由刀片安装孔处向外伸出，实现刀片的刀刃对管孔壁面开槽的加工动作。同理，当导杆沿其轴向反向移动时，最終带动刀片沿导杆的径向由刀片安装孔处向内回收，实现刀片的复位动作。所述刀片安装孔优选为方孔结构，较常用的圆孔其限位效果更佳，更易加工和操作。
[0014]所述主轴与钻床的主轴连接，由钻床主轴带动转动并前移,主轴与导杆可通过螺纹连接或焊接，导杆及定位套的后段安装在外壳内，前段经定位螺母穿出外壳，加工时，前段可伸入待加工的管孔内。所述定位套起到为刀片限位的作用，套装在导杆上随导杆一起转动。所述进刀限位装置的作用是为刀片进刀的深度进行限位，以避免其进刀深度超出环槽设计的深度。本领域技术人员可根据需要对该装置结构进行合理设计，优选结构最为简单的是:直接在外壳外的主轴上经螺纹配合安装两个相互并紧的螺母，通过控制前ー调节螺母距离外壳后端面的距离来控制导杆可沿轴向移动距离，最終实现控制进刀深度可调的目的。所述后ー调节螺母与前一调节螺母的并紧方向相反，可以防止前一调节螺母在主轴上松动移位。
[0015]进ー步的，通过在外壳内的导杆上设计弹性复位装置，当开槽结束时，不再对主轴施加压紧カ时，导杆可在复位弹簧的作用下经斜向导条带动刀片回缩，从而使刀刃由开好的环形槽中退出，最終使刀具由管孔中轻松退出，不会损伤管孔内壁和已加工好的环形槽。
[0016]进ー步的，在外壳前端设计了ー个定位螺母，所述定位螺母一方面与外壳连接(如螺纹连接)形成一体为导杆的转动导向，另ー方面还起到对待加工的管孔对中定位和控制环形槽在管孔中深度位置的作用。
[0017]有益效果:
[0018]本实用新型刀具可与钻床配合安装用于加工管孔内壁的环形槽(又称环槽)，其结构简单、环形槽加工精度好、效率高、刀片使用寿命长、操作极为简单、运行可靠性高，环形槽在管孔中的位置以及环形槽的深度可调，可实现两道环槽一次成形，大大提高了工作效率，制造、装配简单，适于大批量加工、具有广阔的市场应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型结构示意图。
[0020]图2为图1中A-A剖视图。
[0021]图3为图2的B向视图。
[0022]图4为定位螺母的结构示意图。
[0023]图5为本实用新型的加工状态图。[0024]图6为本实用新型的复位状态图。
[0025]其中，1-刀片、1.1-导槽、2-导杆、2.1-斜向导条、3-定位套、3.1_环形凸台、
3.2-刀片安装孔、4-定位螺母、5-轴承、6-外壳、7-复位弹簧、8-前一调节螺母、9-主轴、10-弹簧座、11-后一调节螺母、12-管孔、13-环形槽、14-管板。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型作进一步解释说明:
[0027]参照图1，所述主轴9 (优选为锥柄主轴)的前端穿过外壳6与导杆2的后端连接，所述导杆2套装在定位套3内，参照图2及图3，所述定位套3上对称开有刀片安装孔3.2，所述刀片安装孔3.2优选为方形结构，刀片安装孔3.2内插装有刀片I (本实用实型中为双刃刀片，也可根据需要安装单刃刀片)，所述导杆2的前段沿轴向设有前至后向上倾斜的斜向导条2.1 (该斜向导条2.1的向上倾斜的角度优选为:与主轴9的轴线成8-10°的夹角)，所述斜向导条2.1与刀片I内壁上的导槽1.1滑动配合。所述外壳6前端设有定位螺母4，所述定位套3的前段穿过定位螺母4，后段具有环形凸台3.1，所述环形凸台3.1与所述定位螺母4的后端面经轴承5 (优选为推力球轴承)活动连接，这样当定位套3在加工状态时随导杆2 —起转动、且环形凸台3.1被压紧在定位螺母4后端面时，能够减少环形凸台
3.1与定位螺母4的壁面摩擦，保证转动的正常进行。所述主轴9上装有进刀限位装置，所述进刀限位装置为以螺纹连接方式套装在外壳外的主轴上的、并紧方向相反的两个调节螺母，即前一调节螺母8和后一调节螺母11，所述前一调节螺母8距离外壳6后端壁面的间隙i等于控制刀片I沿导杆2径向向外伸出的距离h，通过控制前调节螺母8距离外壳6后端壁面的间隙i，从而实现环形槽13开槽深度的调节。所述外壳6内的导杆2上还套装有弹性复位装置，所述弹性复位装置包括套装在导杆2上的复位弹簧7，所述复位弹簧7的一端与定位套3的壁面接触，另一端与套装在导杆2后端或主轴9前端的弹簧座10接触，所述弹簧座10也位于外壳6内。参见图4，所述定位螺母前段的外径尺寸a小于后段的外径尺寸e，所述定位螺母4的后段外壁与外壳6的内壁螺纹连接；所述定位螺母4后段的外径尺寸e大于被加工的管孔的孔径，前段的外径尺寸a小于被加工的管孔的孔径0.3-0.5mm ;所述定位螺母4前段的轴向长度b加上定位螺母4前端面至刀片I的距离g等于被加工的管孔12中开槽位置深度f。
[0028]刀片I安装时，先将刀片I插入对衬的两个刀片安装孔3.2中，然后将导杆2插入定位套3中，使导杆2上的斜向导条2.1与刀片I内壁上的导槽1.1对应插接并滑动配合，安装非常方便，在无需螺丝紧固的前提下能很好的保证刀片安装的稳定性，避免刀片加工过程中因旋转力导致的松动。
[0029]下面以对管板14上的管孔12同时开出两条环形槽为例，对本实用新型的工作原理进行详述:
[0030]参见图5，当主轴9与钻床的主轴固定连接后，先进行对中定位操作:即将定位螺母4的前段插入待加工的管孔12内，由于管孔12的内径略大于定位螺母4的前段外径a且小于定位螺母4的后段外径e，因而两者可很容易的实现一个对中定位插接的状态，插入动作直至定位螺母4后段突出的壁面前端与管孔12周部的管板14的表面紧密接触，此时，刀片I所对应的位置应该正好是需要加工的环形槽13在管孔12内壁上对应的深度位置，即满足了定位螺母4前段的轴向长度b加上定位螺母4前端面至刀片I的距离g等于被加エ的管孔12中环形槽的开槽位置深度f。
[0031] 定位完成后，启动钻床，主轴9被带动转动并前移，导杆2、刀片I及定位套3也相应被带动一起转动，由于定位套3后段被定位螺母4限位，因此定位套3只能在原位置上转动，而导杆2而克服复位弹簧7的弾力向前移动，而刀片I则被刀片安装孔3.2限位同样无法前移，这样使得导杆2上的斜向导条2.1在刀片I上的导槽1.1内滑动，斜向导条2.1推动导槽1.1带动刀片I在高速转动的情况下沿刀片I安装孔3.2逐渐向外伸出，接触到管孔12的内壁后仍继续伸出，实现对管孔12开槽加工动作，当主轴I上的前一调节螺母8前移顶住外壳6的后端面时，导杆2的前移动作被停止，刀片I的两个刀刃端部正好至环形槽12要求的加工深度处，完成了两个环形槽13的加工，此时可控制钻床停止工作，钻床的主轴对主轴9的压紧カ和带动旋转カ消失，回位弹簧7对弹簧座10施加反作用力，依次带动主轴9和导杆2回移，使斜向导条2.1也沿导槽1.1回移，斜向导条2.1带动刀片I沿刀片安装孔3.2回缩复位，刀片I由环形槽13退出至初始状态，最后提起外壳6，将定位螺母4的前段由管孔12中退出，即完成一次加工过程。刀片I退出时不会损伤环形槽13及管孔壁，整个定位、开槽、复位、退出的操作过程极为简便，操作难度低，加工效率高、可靠性高，适用于对大量管孔12中环形槽13的开槽加工。
【权利要求】
1.一种管孔环槽刀具，包括主轴，所述主轴的前端穿过外壳的后端与导杆的后端连接，其特征在干，所述导杆套装在定位套内，所述定位套前段对称开有两个刀片安装孔，刀片安装孔内插装有刀片，所述导杆的前段沿轴向设有斜向导条，所述斜向导条与刀片内壁上的导槽滑动配合；所述外壳前端设有定位螺母，所述定位套的前段穿过定位螺母，所述定位套的后段具有环形凸台，所述环形凸台与所述定位螺母的后端面经轴承活动连接。
2.如权利要求1所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述主轴上装有进刀限位装置。
3.如权利要求2所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述进刀限位装置为以螺纹连接方式套装在外壳外的主轴上的、并紧方向相反的两个调节螺母。
4.如权利要求1所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述导杆上还套装有弹性复位装置。
5.如权利要求4所述的管孔环槽刀具，其特征在干，所述弹性复位装置包括套装在导杆上的复位弹簧，所述复位弹簧的一端与定位套的壁面接触，另一端与套装在导杆后端或外壳内主轴前端的弹簧座接触。
6.如权利要求1所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述定位螺母前段的外径小于后段的外径，所述定位螺母的后段外壁与外壳的内壁螺纹连接。
7.如权利要求6所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述定位螺母后段的外径尺寸大于被加工的管孔的孔径，所述定位螺母前段的外径尺寸小于被加工的管孔的孔径0.3-0.5mm ;所述定位螺母前段的轴向长度加上定位螺母前端至刀片的距离等于管孔中的开槽位置深度。
8.如权利要求1所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述定位套上对称开有的刀片安装孔为方孔结构。
9.如权利要求1所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述斜向导条的倾斜方向为由前至后向上倾斜。
10.如权利要求1-9任一项所述的管孔环槽刀具，其特征在于，所述刀片为单刃或双刃刀片。
【文档编号】B23B51/00GK203448720SQ201320577212
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】吴倩, 丁德纯 申请人:孝感市超前锅炉制造有限公司