刀具可径向伸缩的加工腹式深孔的自适应支撑式镗削装置的制作方法

本实用新型涉及深孔加工技术领域，更具体地说是一种刀具可径向伸缩的加工腹式深孔的自适应支撑式镗削装置。

背景技术：

在某些特殊的工作条件下，需要使用两端直径小，中间直径大的内孔类轴零件，这种具有两端直径小，中间直径大的内孔称为腹孔，零件腹孔的深孔加工一直都是个难题。不论是加工的刀片，还是加工的工艺方法都存在很多难题需要解决。而进行此类零件腹孔的加工，要求刀片必须进入零件内部，并且刀片能够进行轴向和径向的匀速稳定进给，才能实现此类型面的加工。

中国实用新型专利CN101786173A公开了一种伸缩式双刃深孔镗刀，CN106312107A公开了一种用于数控车床大直径内孔加工的可伸缩刀片，上述两个专利都是通过改变刀头的角度实现内孔直径变化的加工。但是，专利CN101786173A公开的伸缩式双刃深孔镗刀，在针对大直径内孔的加工时，需要更长的刀头才能满足加工的需要，而长刀头在加工时的稳定性很差，难以保证加工精度；专利CN106312107A公开的可伸缩刀片，当刀杆伸入后，刀片附近无支撑的问题，难以保证加工精度。

中国实用新型专利CN102416484A公开了可调式镗刀，是一种可以进行调节镗刀头伸出量的调试式镗刀，这种镗刀无法实现稳定支撑，此外刀柄仅采用单侧固定，必然会产生刀尖的偏移，影响加工精度。

中国实用新型专利CN101704118A公开了一种可伸缩镗头，该镗头通过蜗轮蜗杆传动来改变调节动力的传动方向，便于该镗头在镗杆上的安装。虽然蜗轮蜗杆传动可以精确控制刀头的伸出量，但镗头在镗杆上的采用螺钉安装，难以保证安装精度，对加工精度也有影响。

中国实用新型专利CN101961793A公开了一种刀尖伸缩式自适应支撑式镗削装置，CN105598480A公开了一种单轴手动型深孔镗刀装置，上述两种装置均可以对变直径内孔进行加工，但两种装置的整体结构复杂，加工制作的综合误差难以保证。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种刀具可径向伸缩的自适应支撑式镗削装置，结构相对简单，可以为刀片提供自适应支撑，能较好地保证加工精度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

刀具可径向伸缩的加工腹式深孔的自适应支撑式镗削装置，包括外套筒、刀具和位于外套筒后侧的手轮，外套筒的中心通孔后部设有可沿套筒内孔滑动的共轴线的推拉杆，刀具包括刀柄和刀片，刀柄和刀片沿外套筒径向布置，刀片安装在刀柄的外端，所述外套筒的外圆周沿轴向间隔设有多组为刀具提供支撑的支撑体，推拉杆前端连接有用于支撑刀柄且与中心通孔前部滑动连接的滑块，外套筒上设有供刀具沿外套筒径向移动的侧刀孔，刀柄与所述滑块侧面斜向滑动连接，在滑块沿外套筒轴向移动过程中，刀具沿外套筒的侧刀孔径向移动。

所述滑块包括从前至后依次布置的推动段、过渡段和连接段，所述推动段侧面设有斜向滑槽，刀柄上设有与滑槽配合的凸起，所述连接段后端与推拉杆前端固定连接。

所述连接段、推动段均呈板状且均沿外套筒中心线方向延伸，所述推拉杆前端设有与所述滑块连接段后端相配合的卡槽，所述滑块推动段与刀柄的接触面与外套筒的中心线重合；所述滑槽为燕尾槽。

所述推拉杆前端与所述连接段后端通过圆柱销进行固定，圆柱销与所述连接段的侧面垂直，所述推拉杆靠近手轮的一端设有刻度线。

每组支撑体均包括多个围绕外套筒轴线均匀间隔布置的支撑组件。

所述支撑组件包括从外至内依次布置的接触块、压电体和压缩弹簧，压缩弹簧沿外套筒径向布置，接触块和压电体之间设有上支撑板，压电体和压缩弹簧之间设有膜片和下支撑板，膜片位于下支撑板上方且与下支撑板固结为一体，压电体与膜片上表面直接接触，压缩弹簧与下支撑板下表面直接接触。

所述外套筒外圆周套设有用于固定接触块的紧箍弹簧，紧箍弹簧与外套筒共轴线，每组支撑体对应至少一个紧箍弹簧，接触块外周面设有与紧箍弹簧相对应的第一凹槽；所述接触块、压电体和压缩弹簧均设置在支撑组件外壳内部，所述支撑组件外壳通过螺钉固定在外套筒上，外套筒上设有与所述支撑组件外壳相适配的键槽；所述膜片外表面覆盖有保护层。

所述外套筒与推拉杆之间设有导向结构，所述导向结构包括导向槽及与导向槽相对应的定位销，所述导向槽设置在推拉杆外周面上且平行于推拉杆轴向，所述定位销沿外套筒径向布置且与外套筒螺纹连接，定位销内端外周面与导向槽侧面抵接。

所述外套筒上还设有多个用于调节推拉杆轴心线且均匀间隔布置在外套筒周向上的调节螺栓，调节螺栓均沿外套筒径向布置。

所述推拉杆后端通过平键和螺钉与手轮固定连接；所述外套筒前端安装有用于封堵中心通孔的端盖。

本实用新型的有益效果如下：

一、外套筒的外圆周沿轴向间隔设有多组为刀具提供支撑的支撑体，推拉杆前端连接有用于支撑刀柄的滑块，外套筒上设有供刀片沿外套筒径向移动的侧刀孔，刀柄与所述滑块侧面斜向滑动连接，在滑块沿外套筒轴向移动过程中，通过观察推拉杆靠近手轮的一端的刻度线，刀片可以沿着外套筒的径向进行精确地伸缩移动，实现变径深孔的加工，支撑体为刀片提供了自适应可调支撑，可以较好地保证加工精度；

二、支撑组件包括接触块、压电体和压缩弹簧，能够依据接触块的磨损量和实际接收到的压力信号对接触块进行补偿，压缩弹簧可以及时地补偿接触块的较大磨损量，当压缩弹簧的压缩量变成最小状态后，压电体从外部电场获得电压发生逆压电效应时产生形变，可以对接触块进行微量补偿，实现稳定支撑，保证加工精度；

三、滑块的推动段侧面设有斜向燕尾滑槽，与斜向燕尾滑槽相配合的刀柄上设有与燕尾滑槽配合的凸起，用于支撑刀柄且便于刀片进行稳定滑动；利用斜向燕尾滑槽与刀柄凸起部分相接触的外斜面或内斜面,以实现斜面自锁，避免刀片和刀柄在受力时位置移动；

四、滑块的连接段、推动段均呈板状且均沿外套筒中心线方向延伸，减少了滑块与外套筒内壁的接触面积，减少了摩擦阻力，降低了成本，节省了体力；推拉杆前端设有与连接段后端相配合的卡槽，保证了推拉杆与连接段连接稳定性；

五、外套筒与推拉杆之间设有导向结构，导向结构可以使推拉杆沿外套筒进行直线移动，保证推拉杆移动的稳定性；

六、端盖可以起到防尘作用且便于安装拆卸。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中滑块的俯视图；

图3是图1中沿A—A向的截面图；

图4是图1中沿B—B向的截面图；

图5是图1中沿C—C向的截面图；

图6是图1中沿D—D向的截面图；

图7是图1中沿E—E向的截面图；

图8是图1中沿F—F向的截面图；

图9是图1中支撑组件的结构示意图；

图10是图1中推拉杆上的刻度放大示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图10所示，一种刀具可径向伸缩的加工腹式深孔的自适应支撑式镗削装置，包括外套筒4、刀具和位于外套筒4后侧的手轮10，刀具包括刀柄3和刀片23，，刀柄3和刀片23均沿外套筒4径向布置，刀片23可拆卸式安装在刀柄3的外端。所述外套筒4的外圆周沿轴向间隔设有多组为刀具提供支撑的支撑体，外套筒4中心通孔后部滑动连接有共轴线的推拉杆8，推拉杆8前端连接有用于支撑刀柄3且与中心通孔前部滑动连接的滑块2，外套筒4上设有供刀柄3和刀片23沿外套筒4径向移动的侧刀孔17，刀柄3与所述滑块2侧面斜向滑动连接，在滑块2沿外套筒4轴向移动过程中，刀片23、刀柄3沿外套筒4径向移动。支撑组件5为刀柄3和刀片23提供了支撑，使得该镗削装置在工作时可以较好地保证加工精度。

所述滑块2包括从前至后依次布置的推动段201、过渡段202和连接段203，所述推动段201侧面设有斜向滑槽18，刀柄3的配合端部设有与滑槽18配合的凸起，所述连接段203后端与推拉杆8前端固定连接。

所述连接段203、推动段201均呈板状且均沿外套筒4中心线方向延伸，所述的板状结构减少了滑块2与外套筒4内壁的接触面积，减少了摩擦阻力，降低了成本，节省了体力。所述推拉杆8前端设有与所述连接段203后端相配合的卡槽，所述推动段201与刀柄3的接触面与外套筒4的中心线重合，保证了推拉杆8与连接段203连接稳定性。所述滑槽18为燕尾槽。

所述推拉杆8前端与所述连接段203后端通过圆柱销6进行固定，圆柱销6与所述连接段203的侧面垂直，所述推拉杆靠近手轮的一端设有刻度线25。

每组支撑体均包括多个围绕外套筒4轴线均匀间隔布置的支撑组件5。

所述支撑组件5包括从外至内依次布置的接触块14、压电体15和压缩弹簧12，压缩弹簧12沿外套筒4径向布置，接触块14、压电体15和压缩弹簧12均设置在支撑组件外壳11内部，接触块14和压电体15之间设有上支撑板13，压电体15和压缩弹簧12之间设有膜片16和下支撑板，膜片16位于下支撑板上方且与下支撑板固结为一体，压电体15与膜片16上表面直接接触，压缩弹簧12与下支撑板下表面直接接触。所述外套筒4外圆周套设有用于固定接触块14的紧箍弹簧19，紧箍弹簧19与外套筒4共轴线，每组支撑体对应至少一个紧箍弹簧19，接触块14外周面设有与紧箍弹簧19相对应的第一凹槽。支撑组件外壳11通过螺钉9固定在外套筒4上，外套筒4上设有与所述支撑组件外壳11相适配的键槽；所述膜片16外表面覆盖有保护层。在本实用新型的镗削装置在加工深孔过程中，接触块14会与工件接触，长时间使用后接触块14会有磨损，压缩弹簧12可以及时地补偿接触块14的较大磨损量。压电体15通过线管24中的导线20与外界电控设备相连，当压缩弹簧12的压缩量变成最小状态后，即压缩弹簧12不能对接触块14进行磨损量补偿时，外界电控设备通过控制压电体15发生逆压电效应而产生形变，进而对受损的接触块14进行微量补偿，继续实现稳定支撑，保证加工精度。

所述外套筒4与推拉杆8之间设有导向结构，所述导向结构包括导向槽21及与导向槽21相对应的定位销22，所述导向槽21设置在推拉杆8外周面上且平行于推拉杆8轴向，所述定位销22沿外套筒4径向布置且与外套筒4螺纹连接，定位销22内端外周面与导向槽21侧面抵接。导向结构可以保证推拉杆8沿外套筒4进行直线移动，保证了推拉杆8的移动稳定性。

所述外套筒4上还设有多个用于调节推拉杆8轴心线且均匀间隔布置在外套筒4周向上的调节螺栓7，调节螺栓7均沿外套筒4径向布置。调节螺栓7可以调节推拉杆8与外套筒4的轴心线的共线程度，并且对推拉杆8进行一定程度的固定。

所述外套筒4前端安装有用于封堵中心通孔的端盖1，端盖1可以起到防尘作用且便于安装拆卸。所述推拉杆8后端通过平键、螺钉与手轮10固定连接，手轮10便于移动推拉杆8。

具体工作过程如下：

当加工具有两端直径小中间直径大的腹孔的工件时，将刀片23安装在刀柄3上，镗削装置伸入预制孔中，通过手轮10推动推拉杆8沿着外套筒4轴向进行移动，进而推动滑块2移动，刀柄3沿着滑块2上的斜燕尾滑槽18滑动，实现刀片23沿外套筒4的径向伸缩移动。该镗削装置工作前先旋动调节螺栓7和定位销22，使得调节螺栓7和定位销22在合适位置，以此保证推拉杆8和外套筒4的轴心线的共线程度。该镗削装置伸入预制孔中以后，按照加工的要求和推拉杆8上的刻度线25，拉动手轮10，带动推拉杆8的轴向移动，使刀片23端部的伸出量符合要求。当该镗削装置工作时，可以利用滑块2的推动段201中斜向燕尾滑槽与刀柄3凸起部分相接触的外斜面26或内斜面27实现斜面自锁，保证刀柄3和刀片23的位置在受力时不移动。当孔深变化时，可以根据需要更换对应的外套筒4和推拉杆8。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。