一种镗床的制作方法

本发明涉及一种镗刀安装轴及镗孔组件及镗床。

背景技术：

锥形双螺杆型塑料挤出机的机筒简称锥双机筒，包括前后延伸的筒体，筒体的前端外径大、后端外径小，筒体内设有沿筒体长度方向延伸的两个相交的锥形孔，锥形孔内用于安装锥形螺杆。锥双机筒内的两个锥形孔在加工时，一般先在柱型坯体上加工两个待加工孔，然后通过镗刀将待加工孔加工成锥形成型孔。由于锥双机筒的长度较长，在镗刀伸入待加工孔内加工锥形成型孔时，镗杆悬伸入待加工孔内的长度较大，刚性较差，镗杆安装镗刀的一端往往会在切削力的作用下发生弯曲变形，造成加工出来的锥形成型孔内周面达不到使用要求，锥形成型孔的锥度也不能满足要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于加工锥形内孔的镗刀安装轴，提高了锥双机筒内锥形孔的加工精度；同时，本发明还提供了一种使用该镗刀安装轴的镗孔组件；本发明还提供了一种使用该镗孔组件的机床。

为了解决上述技术问题，本发明的镗刀安装轴采用如下技术方案：一种镗刀安装轴，包括使用时用于伸入到待加工孔内且两端从待加工孔两端伸出而形成支撑端的轴本体，所述轴本体上沿长度方向延伸有用于供镗刀导向移动装配以使镗刀将待加工孔加工成所需成型孔的导向结构。

轴本体伸入到待加工孔内的部分为用于与待加工孔同轴线设置且与成型孔锥度一致的锥形段，所述导向结构的导向方向与锥形段的轴线夹角的角度等于锥形段的锥度。

所述导向结构为设于锥形段上的在垂直于轴本体轴线的截面上口小腔大的导向滑槽。

本发明的镗孔组件采用如下技术方案：一种镗孔组件，包括镗刀和镗刀安装轴，所述镗刀安装轴包括使用时用于伸入到待加工孔内且两端从待加工孔两端伸出而形成两个支撑端的轴本体，所述轴本体上沿长度方向延伸有用于供镗刀导向移动装配以使镗刀将待加工孔加工成所需成型孔的导向结构。

轴本体伸入到待加工孔内的部分为用于与待加工孔同轴线设置且与成型孔锥度一致的锥形段，所述导向结构的导向方向与锥形段的轴线夹角的角度等于锥形段的锥度。

所述导向结构为设于锥形段上的在垂直于轴本体轴线的截面上口小腔大的导向滑槽。

本发明的镗床采用如下技术方案：一种镗床，包括机架和镗孔组件，所述镗孔组件包括相对工件转动的镗刀和镗刀安装轴，所述镗刀安装轴包括使用时用于伸入到工件的待加工孔内且两端从待加工孔两端伸出而形成两个支撑端的轴本体，所述轴本体上沿长度方向延伸有用于供镗刀导向移动装配以使镗刀将待加工孔加工成所需成型孔的导向结构，所述镗床还包括用于驱动镗刀沿导向结构移动的驱动机构。

所述轴本体伸入到待加工孔内的部分为用于与待加工孔同轴线设置且与成型孔锥度一致的锥形段，所述导向结构的导向方向与锥形段的轴线夹角的角度等于锥形段的锥度。

所述导向结构为设于锥形段上的在垂直于轴本体轴线的截面上口小腔大的导向滑槽。

轴本体的一个支撑端被镗床卡盘夹紧支撑，另一个支撑端被轴承座转动支撑。

所述导向滑槽中导向移动安装有导向滑块，镗刀安装在导向滑块上，所述驱动机构包括走刀滑板和驱动走刀滑板沿镗床主轴轴向往复移动的驱动件，走刀滑板通过设置在导向滑槽中的滑块拉杆与导向滑块相连。

滑块拉杆内设有冷却水通道，导向滑块上设有与滑块拉杆的冷却水通道连通且朝向镗刀的冷却水出口。

本发明的镗床包括镗孔组件，镗孔组件包括镗刀安装轴和镗刀，其中镗刀安装轴的轴本体在使用时伸入到工件的待加工孔中，轴本体的两端从待加工孔的两端伸出并形成支撑端，轴本体上沿长度方向设有导向结构，镗刀安装在导向结构上并在驱动机构的驱动下沿导向结构导向移动。在使用这种镗孔组件镗孔时，由于轴本体的两端为支撑端并被稳定支撑，整根镗刀安装轴稳定性较好，不易发生弯曲变形，镗刀在沿轴本体导向移动并相对工件转动而镗削待加工孔内周面时稳定可靠，不会发生振动，大大提高了内孔加工精度，保证了加工品质。

进一步地，轴本体伸入待加工孔中的部分为与待加工孔同轴线设置的锥形段，该锥形段的锥度与成型锥形孔的锥度一致，设于锥形段上的导向结构的导向方向与锥形段的轴线夹角的角度等于锥形段的锥度，这样镗刀在轴向沿导向结构导向移动、周向相对于工件转动而镗削待加工孔时刚好能够成型出所需的锥形成型孔，提高了锥形成型孔的内周面成型质量，也保证了锥形成型孔的锥度。

进一步地，导向结构为设于锥形段上的在垂直于轴本体轴线的截面上口小腔大的导向滑槽，这样尽可能的增大了轴本体的外径，能够使轴本体的刚度在满足使用的条件下达到最大，保证了镗刀在装配到轴本体上的稳定性。

附图说明

图1为本发明的镗床的实施例一的使用状态图；

图2为图1中镗刀安装轴的轴本体的结构示意图；

图3为图1中A处剖视图。

具体实施方式

本发明的镗床的实施例：主要用于加工锥双机筒，如图1、3所示，包括机架，机架上设有用于安装被加工工件的工件安装架。工件安装架包括底座1，底座1用于与机床滑板固定连接，并能随机床滑板前后移动，底座1上分别设有前支撑面10、后支撑面11。工件安装架还包括与前支撑面10对应的前固定座300和与后支撑面11对应的后固定座301，前固定座300用于固定工件的前端大径段，后固定座301用于固定机筒工件8的后端小径段。

工件安装架还包括与前固定座300对应的前垫块20以及与后固定座301对应的后垫块21，其中前垫块20的高度等于锥双机筒在前垫块20所在轴向位置处时，上、下两个待加工孔80、81的中心线之间的距离，后垫块21的高度等于锥双机筒在后垫块21所在轴向位置处时，上、下两个待加工孔80、81的中心线之间的距离。在加工下待加工孔81时，前垫块20垫设在前固定座300与前支撑面10之间对机筒工件8的大径段的水平高度进行定位，后垫块21垫设在后固定座301与后支撑面11之间对机筒工件8的小径段水平高度进行定位；在加工上待加工孔80时，前支撑面10能在前垫块20从前固定座300和前支撑面10之间取出后与前固定座300接触而对机筒工件8的大径段水平高度进行定位，后支撑面11能在后垫块21从后固定座301和后支撑面11之间取出后与后固定座301接触而对机筒工件8的小径段水平高度进行定位。

这样，在首先加工完上锥孔后，只需在前、后固定座和前、后支撑面之间对应夹设前、后垫块，就能使得前、后固定座上升到一定水平高度，在该水平高度处固定在前、后固定座上的机筒工件8刚好位于加工下锥孔的水平位置处，再加工下锥孔；或者在首先加工完下锥孔后，取出前、后固定座和前、后支撑面之间垫设的前、后垫块，就能使得前、后固定座下降到一定水平高度，在该水平高度处固定在前、后固定座上的机筒工件8刚好位于加工上锥孔的水平位置处，再加工上锥孔。这样在加工两个锥孔的过程中就不需要在加工完一个锥孔后，再花费大量时间去找正另一个锥孔的中心线，大大提高了加工效率；同时，通过前、后垫块的高度能够准确保证在加工上下两个锥孔时机筒工件8两个位置之间的高度差，大大提高了加工精度。

工件安装架还包括通过螺杆41与底座1相连以将前、后固定座向下压紧的夹持块4。螺杆41有四个，有两个分别位于前固定座300的左右两端且从下向上穿过前固定座300，另外两个分别位于后固定座301的左右两端且从下向上穿过后固定座301，四个夹持块4分别位于螺杆41的上端。在前、后固定座位于加工下锥孔的水平高度位置处时，前、后垫块夹设在前、后固定座和前、后支撑面之间，夹持块4向下依次将前、后固定座和前、后垫块压紧在前、后支撑面上。前、后固定座的上端还分别设有用于放置前、后垫块的前、后安装面，在前后固定座位于加工上锥孔的水平高度位置处时，前、后垫块分别从前、后固定座和前、后支撑面之间取出并放置在前、后固定座的上端前、后安装面上，此时，夹持块向下依次将前、后垫块和前、后固定座压紧在前、后支撑面上。由于在将前、后垫块分别从前、后固定座和前、后支撑面之间取出时，夹持块和对应的前、后固定座上端之间具有很大的距离，通过旋转调节螺杆41向下移动而使夹持块4夹紧前、后固定座需要很长的调节时间，而将前、后垫块垫设在前、后固定座和夹持块之间就能够填充这部分距离，减小螺杆向下移动的距离，缩短了前、后固定座夹紧固定的时间，提高了加工效率。当然，在其他实施例中，前、后固定座的上端可以不设置用于放置垫设前、后垫块的前、后安装面，在加工上锥孔时，前、后垫块可以不垫设在前、后固定座和夹持块之间。

由于螺杆41上下穿过前、后固定座，那么为了方便前、后垫块垫设在前、后固定座的上端和下端，前、后垫块上设有水平延伸的开口槽，该开口槽主要用于对螺杆41进行让位，在前、后垫块垫设在前、后固定座的上端或下端时，螺杆对应位于开口槽内。优选地，开口槽的槽宽略大于螺杆的直径，这样通过螺杆与开口槽的两侧槽壁的导向配合能够保证垫块在垫设在前、后固定座上下两端时水平位置，保证前、后垫块能够可靠的起到支撑作用。

本实施例中，前、后固定座的结构相同，仅以后固定座301为例，后固定座301包括上下相对设置的上弧形夹块312和下弧形夹块311，上弧形夹块312以及下弧形夹块311具有与机筒工件8的外周面吻合适配的内弧面。上、下弧形夹块通过两端的连接螺栓313锁紧连接，在机筒工件8安装在前、后固定座上时拧紧锁紧螺栓313能够将机筒工件8抱紧实现机筒工件8的定位。

本实施例的镗床还包括镗孔组件。如图1-3所示，镗孔组件包括镗刀5和镗刀安装轴。镗刀安装轴包括使用时用于伸入到机筒工件8的待加工孔内且两端从待加工孔两端伸出而形成两个支撑端的轴本体91，轴本体91上沿长度方向延伸有用于供镗刀5导向移动装配以使镗刀5将待加工孔加工成所需锥形成型孔的导向结构。

具体地，如图2所示，轴本体91包括位于中部的锥形段和设于锥形段两端的第一支撑端911和第二支撑端912，第一、第二支撑端为在前后方向上直径不变的圆柱型。锥形段在使用时伸入机筒工件8的待加工孔内并与待加工孔同轴线设置，锥形段的锥度与锥双机筒的锥形成型孔的锥度一致，设于轴本体91上的导向结构的导向方向与锥形段的轴线夹角的角度等于锥形段的锥度，即等于锥双机筒的锥形成型孔的锥度。第一支撑端911夹紧支撑在镗床卡盘90上，第二支撑端912被安装轴支撑座93上设置的前轴承座930转动支撑，前轴承座930的前后两侧还分别设有用于防止轴本体91前后移动的挡盖931，这样镗床卡盘90能够带动轴本体91绕其轴线转动。前、后固定座沿轴本体的延伸方向依次间隔设置，安装轴支撑座93设于后固定座301的后侧，即远离机床主卡盘90的一侧。

轴本体91上设置的导向结构为设于轴本体外周的导向滑槽910，导向滑槽910沿轴本体长度方向延伸，导向滑槽910垂直于轴本体轴线的截面形状为T形。导向滑槽910中导向移动安装有导向滑块6，镗刀安装在导向滑块6上，其中导向滑块6位于导向滑槽910适配的T形，这样在导向滑块6沿导向滑槽910前后滑动时不会在径向发生位移，保证安装在导向滑块6上的镗刀在镗削时的稳定性，保证了锥形成型孔的加工精度。当然，在其他实施例中导向滑槽可以为圆心位于轴本体内的圆弧形或者为燕尾槽型，只需其在垂直于轴本体轴线的截面上口小腔大即可。这样设置通过导向滑槽的形状就直接实现了在径向方向上对导向滑块的限位，防止导向滑块从导向滑槽中脱出，不需要其他限位结构，简化了整个导向结构。由于轴本体的锥形段位于待加工孔内，导向滑槽也可以仅在轴本体的锥形段上延伸而并不延伸至第一、第二支撑端上。

为了驱动和控制导向滑块带动镗刀在导向滑槽上前后导向移动，镗床上还设有驱动机构。驱动机构包括走刀滑板和驱动走刀滑板沿镗床主轴轴向往复移动，即在前后方向往复移动的驱动件，走刀滑板通过设置在导向滑槽910中的滑块拉杆7与导向滑块6相连。

具体地，如图1、3所示，滑块拉杆7沿导向滑槽910的长度方向延伸，滑块拉杆7的前端与导向滑块6连接，镗床机架上在安装轴支撑座93的后侧间隔设有滑块拉杆支撑座94，滑块拉杆支撑座上设有后轴承座940，滑块拉杆7的后端从导向滑槽910中伸出并转动安装在后轴承座940上。后轴承座940的前后两侧还设有用于防止滑块拉杆7相对于滑块拉杆支撑座94前后移动的挡套942，挡套942和后轴承座940的前后侧面之间设有平面轴承941。滑块拉杆支撑座94固定在走刀滑板上，机架上设置驱动电机作为驱动件驱动走刀滑板前后移动，那么在走刀滑板前后移动时，滑块拉杆支撑座94就能够拉动滑块拉杆7前后移动并实现设于导向滑块6上的镗刀5沿轴本体前后移动。

使用时，镗床卡盘90带动轴本体转动，镗刀5随轴本体与固定的机筒工件8发生相对转动实现镗削动作；滑块拉杆7随轴本体同步转动，在走刀滑板在驱动电机的驱动下前后移动时，滑块拉杆7在绕主轴轴线转动的同时沿轴本体前后移动，完成进刀动作，且镗刀的进刀路径与轴本体的轴线之间的夹角等于锥双机筒的锥形成型孔的锥度，这样加工出来的锥形成型孔精度较高。需要说明的是，由于走刀滑板的移动方向与主轴轴线延伸方向平行，而滑块拉杆的延伸方向与主轴轴线之间具有一定的夹角，且导向滑块在前后移动过程中在径向发生位移，这样滑块拉杆可以为能够发生一定弯曲变形的柔性杆，或者滑块拉杆与导向滑块连接的一端铰接，或者滑块拉杆与后轴承座之间球铰接。

为了对镗刀在镗削过程中进行冷却，滑块拉杆7内还设有冷却水通道，导向滑块6上设有与滑块拉杆7的冷却水通道连通且朝向镗刀5的冷却水出口60。具体地，如图1、3所示，滑块拉杆7为空心杆，冷却水通道为滑块拉杆7的内孔71，滑块拉杆7位于后轴承座940的后端连接有进水器70，从进水器70进入滑块拉杆7内的冷却水向前流动到导向滑块6内，并从冷却水出口60喷出对镗刀5进行冷却。

本发明的镗床的镗刀安装在镗刀安装轴上，镗刀安装轴的两端被支撑，刚度较高不易发生弯曲变形，镗刀在镗刀安装轴上前后移动时稳定性较好，加工出来的成型孔精度较高，且本发明的镗刀安装轴的轴本体具有与锥双机筒的锥形成型孔锥度相同的锥形段，镗刀导向安装在该锥形段上，这样在加工锥双机筒内的锥形成型孔时，加工质量较高，大大降低了锥双机筒的加工成本。

上述实施例中，轴本体具有锥形段，用于安装镗刀的导向结构的导向方向与轴本体轴线之间具有与锥双机筒的锥形成型孔锥度相等的夹角，该镗床主要用于加工锥双机筒内的锥形成型孔，在其他实施例中，轴本体可以为直径不变的通轴，导向结构的导向方向与主轴轴线平行，此时可以用于加工长度较长且内径不变的通孔。

上述实施例中，导向结构为设于锥形段上的导向滑槽，在其他实施例中，导向结构可以为设于轴本体外周面的导向凸条，导向凸条沿轴本体长度方向延伸，且为在垂直于轴本体轴线的截面上的T型，T型导向凸条的竖直边垂直连接轴本体的外周面；或者轴本体可以为直径不变的通轴结构，设于轴本体上的导向凸条前端高、后端低，其与轴本体轴线之间的夹角等于锥形成型孔的锥度。

上述实施例中，轴本体的第一支撑端被镗床卡盘夹紧，第二支撑端被轴承座转动支撑，且被镗床卡盘带动转动，在其他实施例中，镗刀安装轴可以固定不动，工件的一端被机床卡盘夹紧固定，另一端被轴承座转动支撑，并被机床卡盘带动转动，镗刀安装轴的后端被支撑座固定且在前后方向和周向方向均不发生运动，镗刀安装轴的前端被设于卡盘中部的顶尖顶紧固定。

上述实施例中，驱动机构包括走刀滑板和驱动走刀滑板沿镗床主轴轴向往复移动的驱动件，导向滑块通过滑块拉杆拉动而在前后方向移动，滑块拉杆被走刀滑板带动移动，在其他实施例中，驱动机构可以包括驱动电机和与驱动电机输出端传动连接的环形拉绳，拉绳的两端分别连接导向滑块的前后两侧，驱动电机正反转能够通过环形拉绳拉动导向滑块往复移动；或者驱动机构包括驱动缸，驱动缸的输出端通过滑块拉杆连接导向滑块，驱动缸伸缩运动带动导向滑块前后移动。

上述实施例中，滑块拉杆为空心杆，其内孔为冷却水通道，在其他实施例中，滑块拉杆的外侧可以附设冷却水管。

上述实施例中，镗刀通过导向滑块导向安装在导向滑槽中，在其他实施例中，镗刀刀体上可以设置与导向结构导向配合的结构，镗刀直接装配在导向结构上。

本发明的镗孔组件的实施例：其具体结构与上述镗床的实施例中的镗孔组件结构相同，此处不再赘述。

本发明的镗刀安装轴的实施例：其具体结构与上述镗床的实施例中的镗刀安装轴的结构相同，此处不再赘述。