一种可换头式内孔加工刀具的制作方法

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种可换头式内孔加工刀具。

背景技术：

现有汽车发动机凸轮轴孔加工的刀具，一般采用单刃或者双刃整体式导条式镗刀杆。其加工精度直接影响发动机的可靠性，凸轮轴孔的高精度加工是机体加工的难点，目前通用的加工方法是通过专用机床采用单独镗刀或扩孔刀对铸造形成的毛坯进行粗加工，然后再进行后续的半径加工和精加工，在此过程中，需要通过更换刀片调整刀具尺寸来实现加工精度的变化，刀片多为超硬材料制成，具有较高的价值。可见，刀具的使用寿命及连接稳定性是影响生产效率、加工成本的重要因素。

现有技术中，授权公告号为cn106825643b的专利文献提供了一种加工凸轮轴低空的导条式符合阶梯镗刀及方法，包括与机床相连的刀柄，刀柄上靠近机床的一端依次设有将刀柄包裹的第一导条和第二导条，另一端的端部设有用于半精加工凸轮轴底孔的半精镗刀片，第二导条与半精镗刀片之间的刀柄上设有精镗刀片，显然，该专利文献提供的技术方案能够同时实现半精加工和精加工，有效提高生产加工效率，刀具在使用过程中，如果刀具出现磨损，或者撞刀等情况，无法修整，只能直接报废，会对企业造成很大的经济损失。

另一方面，申请公布号为cn102019467a的专利文献提供了一种柴油机凸轮轴孔的加工方法和刀具，包括铰刀头、传动键、加长到杆和可调刀柄，铰刀头通过连接螺钉与长刀杆连接，根据该专利的附图可知加长刀杆部分深入至铰刀头中进行螺纹连接，连接位置单一、承载强度低，尤其是对于直径较大的刀具，在切削过程中连接稳定性差。

因此，需要研发一种能够便于更换且刀头与刀杆连接稳定性好的刀具。

技术实现要素：

本发明提供一种可换头式内孔加工刀具，以解决现有技术中在更换刀头时刀头与刀柄连接稳定性较差的问题。

本发明的一种可换头式内孔加工刀具采用如下技术方案：

一种可换头式内孔加工刀具，包括刀杆，所述刀杆的一端与相应机床连接、另一端可拆连接有切削头，所述切削头上设有用于对相应工件进行半精加工的第一刀片，所述第一刀片与所述切削头和所述刀杆连接处之间的位置处设有用于对相应工件进行精加工的第二刀片，其特征在于：所述切削头与所述刀杆之间于中心轴线的周向位置处设有多组用于连接刀杆及切削头的连接组件。

进一步地，所述切削头的中心轴线的周向位置处设有其中心轴线方向延伸的第一连接孔，所述刀杆上与所述第一连接孔向对应的位置处设有第一螺纹孔，第一连接孔与第一螺纹孔之间穿装有用于实现切削头和刀杆连接的螺纹件，所述螺纹件与相应的第一连接孔、第一螺纹孔之间的连接构成所述连接组件。

进一步地，所述刀杆上靠近切削头的一端设有沿其周向方向延伸的定位调节槽，所述切削头具有朝向所述定位调节槽处悬伸的定位柱，以便于在组装刀具时对所述切削头进行预定位。

进一步地，所述刀具上还设有用于调节刀杆和切削头同心度的调节组件。

进一步地，所述调节组件包括设置在所述刀杆上于定位调节槽的位置处并沿径向方向延伸的第二螺纹孔、穿装在第二螺纹孔中的调节顶丝，所述第二螺纹孔与定位调节槽连通，所述定位柱与所述定位调节槽的槽壁间隙配合，所述调节顶丝与所述定位柱的侧壁顶压配合进而实现同心度的调节。

进一步地，所述定位柱的侧壁上与所述调节顶丝顶压配合的位置处设置有切平面。

进一步地，所述调节组件的数量为4组，并沿所述刀杆的中心轴线中心对称分布。

进一步地，所述切削头、刀杆上均设有检测环。

进一步地，所述刀杆上设有沿其轴向方向延伸的导向条。

进一步地，所述切削头上设有6组第一刀片和第二刀片。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种可换头式内孔加工刀具，通过将切削头可拆设置在刀杆的一端，能够当使用过程中刀具出现磨损、撞刀时，可以将切削头拆下进行修整更换，无需报废整个刀杆，并且采用多个连接组件对切削头和刀杆进行连接固定，能够适用于径向尺寸不同的多种刀具，具有良好的承载能力、刚性、使用寿命，提高了本发明提供的内孔加工刀具的连接稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种可换头式内孔加工刀具的具体实施例的结构示意图；

图2为本发明的一种可换头式内孔加工刀具的刀杆的具体实施例的结构示意图；

图3为本发明的一种可换头式内孔加工刀具的第二螺纹孔的分布示意图；

图4为本发明的一种可换头式内孔加工刀具的切削头的结构示意图；

图5为本发明的一种可换头式内孔加工刀具的第一连接孔的分布示意图；

附图标记：

1：刀杆；2：切削头；3：第一刀片；4：第二刀片；5：法兰盘；6：第一连接孔；7：第一螺纹孔；8：定位调节槽；9：定位柱；10：第二螺纹孔；11：切平面；12：检测环；13：导向条。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的基体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表达只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的一种可换头式内孔加工刀具的实施例，如图1至图5所示，一种可换头式内孔加工刀具，包括刀杆1，刀杆1的一端与相应机床连接、另一端可拆连接有切削头2，切削头2上设有用于对相应工件进行半精加工的第一刀片3，第一刀片3与切削头2和刀杆1连接处之间的位置处设有用于对相应工件进行精加工的第二刀片4，切削头2与刀杆1之间于中心轴线的周向位置处设有多组用于连接刀杆1及切削头2的连接组件，刀杆1与机床连接的一端设有法兰盘5。本发明提供的一种可换头式内孔加工刀具，通过将切削头2可拆设置在刀杆1的一端，能够当使用过程中刀具出现磨损、撞刀时，可以将切削头2拆下进行修整更换，无需报废整个刀杆1，并且采用多个连接组件对切削头2和刀杆1进行连接固定，能够适用于径向尺寸不同的多种刀具，具有良好的承载能力、刚性、使用寿命，提高了本发明提供的内孔加工刀具的连接稳定性。

在本实施例中，切削头2的中心轴线的周向位置处设有其中心轴线方向延伸的第一连接孔6，具体来讲，第一连接孔6具体为沉孔，刀杆1上与第一连接孔6向对应的位置处设有第一螺纹孔7，第一连接孔6与第一螺纹孔7之间穿装有用于实现切削头2和刀杆1连接的螺纹件，螺纹件具体为内六角压紧螺钉，螺纹件与相应的第一连接孔6、第一螺纹孔7之间的连接构成连接组件，螺纹连接的方式便于加工，易于拆装。

为了进一步提高刀杆1与切削头2之间的连接稳定性，便于进行更换操作，刀杆1上靠近切削头2的一端设有沿其周向方向延伸的定位调节槽8，切削头2具有朝向定位调节槽8处悬伸的定位柱9，以便于在组装刀具时对切削头2进行预定位。

为了使更换切削头2时，切削头2与刀杆1具有所需的同心度，刀具上还设有用于调节刀杆1和切削头2同心度的调节组件，具体来讲，调节组件包括设置在刀杆1上于定位调节槽8的位置处并沿径向方向延伸的第二螺纹孔10、穿装在第二螺纹孔10中的调节顶丝，第二螺纹孔10与定位调节槽8连通，定位柱9与定位调节槽8的槽壁间隙配合，定位柱9的端部与定位调节槽8的槽底接触，调节顶丝与定位柱9的侧壁顶压配合进而实现同心度的调节，通过测量检测环12确定调到精度，精度可在0.003mm以内。

承上所述，为了适应调节顶丝对定位柱9侧壁的顶压接触，定位柱9的侧壁上与调节顶丝顶压配合的位置处设置有切平面11，切平面11能够进一步提高调节顶丝的调节精度。

本实施例中，调节组件的数量为4组，并沿刀杆1的中心轴线中心对称分布；连接组件的数量也为4组，并沿刀杆1的中心轴线中心对称分布，且调节组件与连接组件交错相邻分布。

切削头2、刀杆1上均设有检测环12，通过测量检测环12对调刀精度是否满足所需精度进行判断。

本实施例中，刀杆1上设有沿其轴向方向延伸的导向条13，具体为硬质合金导向条；切削头2上设有6组第一刀片3和第二刀片4，进一步提高了切削效率，第一刀片3的旋转半径小于第二刀片4的旋转半径，第一刀片3和第二刀片4的刃口均为pcd材质。需要说明的是，第一刀片3和第二刀片4可以分别设置在切削头2上，二者也可以为具有两个不同刀刃的一体式结构。

本发明的刀具长度l根据被加工件孔的深度加上一定的空间余量确定，l=l1+l4；刀具直径d根据被加工件孔直径确定；刀具前端l3-l4部分为粗加工部分。l1为刀杆1基准长度；l3为切削头2基准长度；l4为切削头2精加工基准长度；m2为联接螺钉孔。m为调整螺钉孔。d为切削头2法兰盘5轴直径；d1为切削头2法兰盘5孔直径；d3为m2节圆直径，切削头2与刀杆1上一样。d2为刀具刀体直径，根据刀具直径d减去导向条13高度。b为法兰盘5扁方尺寸。

切削头2通过内六角压紧螺钉连接在刀杆1上，刀杆1则通过法兰盘5固定在对应机床型号的刀柄上最终组合成型，刀杆1上d1与切削头2上d间隙配合，端面接触，螺钉穿过切削头2上第一连接孔6与刀杆1上第一螺纹孔7旋合，使切削头2与刀体紧密联接，刀杆1上第二螺纹孔10装配调节顶丝与切削头2上切平面11接触。通过调整调节顶丝，起到调整切削头2与刀杆1同心度，通过测量检测环12确定调刀精度，精度可在0.003以内。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，连接组件可以是3组或是5组；螺纹件可以是沉头螺钉；定位柱可以是圆柱状皆有，也可以是多边形棱柱；调节组件的数量可以是两组；第一刀片、第二刀片的组数可以是4组或是其他加工生产所需求的数量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。