一种机体气缸孔复合刀具及使用方法与流程

本发明涉及内燃机技术领域，尤其是一种机体气缸孔复合刀具。

背景技术：

气缸孔是柴油机机体的主要关键孔系，精度要求高，结构复杂，以R12V280机体为例，气缸孔有上中下三档孔径，还有上下孔的倒角及上孔孔口止推平面的加工。在数控机床上如采用单刀加工，需至少粗精镗刀5把，倒角刀1把，平面铣刀1把共7把刀具，刀具数量多，加工效率低，精度难保证。

技术实现要素：

为了克服现有的单刀加工效率低，精度难保证的不足，本发明提供了一种机体气缸孔复合刀具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机体气缸孔复合刀具，包括刀具体、平面齿条差动机构、止推平面车刀、上孔精镗刀、上孔粗镗刀、中孔精镗刀、中孔粗镗刀、上孔倒角刀、下孔精镗刀、下孔粗镗刀和下孔倒角刀，刀具体内部中心部位装配有平面齿条差动机构，刀具体外部上方从右到左依次装配有上孔倒角刀、中孔粗镗刀和下孔倒角刀，刀具体外部下方从右到左依次装配有止推平面车刀、上孔精镗刀、上孔粗镗刀、中孔精镗刀、下孔精镗刀和下孔粗镗刀。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括刀具体右端设有头部法兰盘，头部法兰盘通过定位孔、传动键以及法兰螺孔与机床动力头外圆配合定位，通过螺栓联接。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括刀具体左端设有尾部法兰，尾部法兰外圆用于刀具精度的校正和对刀。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括平面齿条差动机构由斜齿啮合机构与芯轴拉杆组成，平面齿条差动机构通过机床动力头液压油缸拉杆带动芯轴拉杆使轴向齿条上下移动的同时带动径向齿条作径向移动。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括上孔精镗刀、中孔精镗刀和下孔精镗刀都由刀夹、刀片、螺钉和微调单元组成，该微调单元刻度值为0.005mm。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括上孔粗镗刀、中孔粗镗刀、下孔粗镗刀由刀夹、刀片、螺钉和微调单元组成，刀夹固定在刀具体上，该微调单元刻度值为0.02mm。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括上孔倒角刀由刀夹、刀片、螺钉组成，刀片呈45°角度，刀片通过刀夹固定在平面齿条差动机构上。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括下孔倒角刀由刀夹、刀片、螺钉组成，刀片呈30°角度，刀片通过刀夹固定在平面齿条差动机构上。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括机体气缸孔复合刀具的组装方法为：

（1）将复合刀具的前端法兰与机床动力头配合定位，并通过法兰螺栓预紧联接；

（2）通过螺栓将芯轴拉杆与机床动力头液压油缸拉杆联结，实现平面齿条差动机构动作；

（3）用百分表校正刀具后端法兰外圆，确保跳动量≤0.02mm；

（4）用扭力扳手将法兰螺栓拧紧,牢固联接；

（5）组装调整各刀具刀片。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括机体气缸孔复合刀具的使用方法为：

（1）刀具定向，进入气缸孔，到达预定加工位置；

（2）中孔粗镗刀粗镗气缸中孔；

（3）中孔精镗刀精镗气缸中孔；

（4）上孔粗镗刀粗镗气缸上孔；

（5）数控动力头滑台进给至位置一；

（6）液压油缸拉杆推动芯轴拉杆，止推平面车刀、上孔倒角刀及下孔倒角刀涨出，车刀粗车止推平面、下角一次倒角；

（7）液压油缸拉杆拉动芯轴拉杆，止推平面车刀、上孔倒角刀及下孔倒角刀缩回；

（8）动力头滑台进给至位置二；

（9）液压油缸拉杆推动芯轴拉杆，止推平面车刀、上孔倒角刀及下孔倒角刀涨出，车刀半精车止推平面，下角二次倒角；

（10）液压油缸拉杆拉动芯轴拉杆，止推平面车刀、上孔倒角刀及下孔倒角刀缩回；

（11）动力头滑台进给至位置三；

（12）液压油缸拉杆推动芯轴拉杆，止推平面车刀、上孔倒角刀及下角倒角刀涨出，车刀精车止推平面，上孔倒角及下角三次倒；

（13）液压油缸拉杆推拉动芯轴拉杆，止推平面车刀、上孔倒角刀及下角倒角刀缩回；

（14）下孔粗镗刀粗镗气缸下孔；

（15）上孔精镗刀和下孔精镗刀同时精镗气缸上孔及气缸下孔；

（16）刀具定向；

（17）刀具快速退刀。

本发明的有益效果是，使用本复合刀具在加工气缸孔时只需一次定位就能完成气缸孔内所有要素的加工，效率高、精度好，可减少刀具数量6把，减少刀具费用20万；同时加工1只气缸孔可提高效率2倍以上；本刀具在复合多台阶孔的加工上具有极大的推广应用价值。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是机体气缸孔结构图；

图5是数控动力滑台运动流程示意图。

图中1.刀具体，2.平面齿条差动机构，3.止推平面车刀，4.上孔精镗刀，5.上孔粗镗刀，6.中孔精镗刀，7.中孔粗镗刀，8.上孔倒角刀，9.下孔精镗刀，10.下孔粗镗刀，11.下孔倒角刀，12.芯轴拉杆，13.气缸上孔，14.气缸中孔，15.气缸下孔，16.上孔倒角，17.下孔倒角，18.止推平面。

具体实施方式

如图1是本发明的结构示意图，一种机体气缸孔复合刀具，包括刀具体1、平面齿条差动机构2、止推平面车刀3、上孔精镗刀4、上孔粗镗刀5、中孔精镗刀6、中孔粗镗刀7、上孔倒角刀8、下孔精镗刀9、下孔粗镗刀10和下孔倒角刀11，其特征是，所述刀具体1内部中心部位装配有平面齿条差动机构2，刀具体1外部上方从右到左依次装配有上孔倒角刀8、中孔粗镗刀7和下孔倒角刀11，刀具体1外部下方从右到左依次装配有止推平面车刀3、上孔精镗刀4、上孔粗镗刀5、中孔精镗刀6、下孔精镗刀9和下孔粗镗刀10，刀具体1右端设有头部法兰盘，头部法兰盘通过定位孔、传动键以及法兰螺孔与机床动力头外圆配合定位，通过螺栓联接，刀具体1左端设有尾部法兰，尾部法兰外圆用于刀具精度的校正和对刀，平面齿条差动机构2由一组呈一定角度的斜齿啮合机构与芯轴拉杆12组成，其中倒角刀与止推平面车刀装在平面齿条差动机构2上，平面齿条差动机构2通过机床动力头液压油缸拉杆带动芯轴拉杆12使轴向齿条上下移动的同时带动径向齿条作径向移动，由于径向齿条装有倒角刀和止推平面车刀，此时刀具作伸出与退回移动，刀具作伸出时实现形成倒角或平面切削加工，上孔精镗刀4、中孔精镗刀6和下孔精镗刀9都由刀夹、刀片、螺钉和微调单元组成，该微调单元刻度值为0.005mm，上孔粗镗刀5、中孔粗镗刀7、下孔粗镗刀10由刀夹、刀片、螺钉和微调单元组成，刀夹固定在刀具体1上，该微调单元刻度值为0.02mm，上孔倒角刀8由刀夹、刀片、螺钉组成，刀片呈45°角度，刀片通过刀夹固定在平面齿条差动机构上，下孔倒角刀11由刀夹、刀片、螺钉组成，刀片呈30°角度，刀片通过刀夹固定在平面齿条差动机构上。

机体气缸孔复合刀具的组装方法为：

（1）将复合刀具的前端法兰与机床动力头配合定位，并通过法兰螺栓预紧联接；

（2）通过螺栓将芯轴拉杆12与机床动力头液压油缸拉杆联结，实现平面齿条差动机构动作；

（3）用百分表校正刀具后端法兰外圆，确保跳动量≤0.02mm；

（4）用扭力扳手将法兰螺栓拧紧,牢固联接；

（5）组装调整各刀具刀片。

机体气缸孔复合刀具的使用方法为：

（1）刀具定向，进入气缸孔，到达预定加工位置；

（2）中孔粗镗刀7粗镗气缸中孔；

（3）中孔精镗刀6精镗气缸中孔；

（4）上孔粗镗刀5粗镗气缸上孔；

（5）数控动力头滑台进给至位置一；

（6）液压油缸拉杆推动芯轴拉杆12，止推平面车刀3、上孔倒角刀8及下孔倒角刀11涨出，车刀粗车止推平面、下角一次倒角；

（7）液压油缸拉杆拉动芯轴拉杆12，止推平面车刀3、上孔倒角刀8及下孔倒角刀11缩回；

（8）动力头滑台进给至位置二；

（9）液压油缸拉杆推动芯轴拉杆12，止推平面车刀3、上孔倒角刀8及下孔倒角刀11涨出，车刀半精车止推平面，下角二次倒角；

（10）液压油缸拉杆拉动芯轴拉杆12，止推平面车刀3、上孔倒角刀8及下孔倒角刀11缩回；

（11）动力头滑台进给至位置三；

（12）液压油缸拉杆推动芯轴拉杆12，止推平面车刀3、上孔倒角刀8及下角倒角刀11涨出，车刀精车止推平面，上孔倒角及下角三次倒；

（13）液压油缸拉杆推拉动芯轴拉杆12，止推平面车刀3、上孔倒角刀8及下角倒角刀11缩回；

（14）下孔粗镗刀10粗镗气缸下孔；

（15）上孔精镗刀4和下孔精镗刀9同时精镗气缸上孔及气缸下孔；

（16）刀具定向；

（17）刀具快速退刀。

气缸孔加工主要流程：刀具定向进入→粗镗中孔→精镗中孔→粗镗上孔→车止推平面及上、下孔倒角（三次）→粗镗下孔→精镗上孔及下孔→刀具定向退出。

为防止刀具退出时划伤已加工孔表面，刀具必须定向退出，各刀具设计时，应考虑各刀具位置角度，确保刀具顺利退出，不划伤已加工表面。

选择的刀片应耐用度好，至少应能满足一只机体气缸孔（数量12-16只）的加工需要（不换刀片）。

平面齿条差动机构应结构紧凑合理，便于联接组装，工作稳定可靠。

刀具体结构刚性和强度好，不变形，通过整体平衡试验。

刀具装配及应用过程中避免发生碰撞而使刀具受损。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。