一种车削和钻中心孔的刀具、数控车床及加工工艺

本发明属于数控车床机械加工技术领域，涉及一种车削和钻中心孔的刀具、数控车床及加工工艺，具体涉及一种用于数控车床车削端面和钻中心孔的刀具及其数控车床及加工工艺。

背景技术：

车削加工是产品制造最常用的加工形式之一，车削的刀具、夹具、量具是实现车削加工的必须工具，如何根据加工的要求不同，充分利用这些工具去提高生产质量和效率一直是技术人员的不断追求。针对于此，利用数控车床的特性对现有工具进行应用改造使之更好的完成生产具有实际意义。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种车削和钻中心孔的刀具、数控车床及加工工艺，能够解决轴类零件快速车削端面和中心孔加工的精准高效要求问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车削和钻中心孔的刀具，包括刀杆、设置于所述刀杆一端的刀头以及中心钻，所述刀杆的侧面设置有中心钻安装通孔，所述中心钻安装通孔用于安装中心钻。

进一步地，所述刀杆前端通过刀头固定螺钉固定安装有刀头。

进一步地，所述刀头固定螺钉为圆柱头内六角螺钉标准件。

进一步地，所述刀头为硬质材料标准机夹式刀片。

进一步地，所述刀杆的尾端侧面设置有刀杆限位转角，所述刀杆限位转角为刀杆尾端侧面切敞开式矩形结构，且形成直角转角；所述刀杆为硬质金属长矩形体。

进一步地，所述中心钻通过变径套安装在中心钻安装通孔内；将中心钻安装在变径套内，变径套安装在中心钻安装通孔内，通过变径套的压紧变形将中心钻牢固安装在刀杆上，实现组合刀具的改造安装，此时中心钻轴线和主轴轴线及刀头刀尖平齐等高。

进一步地，所述变径套为外锥面变径套。

一种数控车床，包括床身，所述床身上设置有主轴箱和与主轴箱相对设置的进给机构，所述主轴箱的输出端设置有三爪卡盘，所述进给机构包括导轨、设置在导轨上的纵拖板以及设置在纵拖板上的横拖板，所述横拖板上设置有刀架，所述刀架上安装有上述的刀具。

一种车削和钻中心孔的加工工艺，在上述的数控车床上加工，具体加工工艺为：将刀具安装在刀架上，安装车刀刀头，调整刀杆位置，实现刀具固定和对中要求；

在车床上钻中心钻安装通孔，将中心钻安装至中心钻安装通孔上；

将零件安装到三爪卡盘内并固定，根据加工流程依次为对刀、车削端面、退刀、中心钻横向运动到位用于进刀、钻中心孔、中心钻退位以及回位进行加工。

进一步地，在车床上钻中心钻安装通孔，将中心钻安装至中心钻安装通孔上的具体工艺为：在车床的三爪卡盘上安装麻花钻头，所述麻花钻头在刀具刀杆侧面相对位置上钻中心钻安装通孔，将中心钻安装在变径套内，变径套安装在中心钻安装通孔内，实现中心钻和刀杆的固定安装，完成所述刀具的安装。

刀具为在标准刀具的基础上，在车床的三爪卡盘上安装麻花钻头，所述麻花钻头对已实现刀头对中且固定安装的所述刀具的刀杆侧面相对位置上钻所述中心钻安装通孔，这样钻通孔能够保证中心钻安装通孔的轴线与车床主轴共线。

与现有技术相比，本发明提供了一种车削和钻中心孔的刀具、数控车床及加工工艺，具备以下有益效果：

（1）本发明的刀具和数控车床能够解决轴类零件快速车削端面和中心孔加工的精准高效要求的问题，结构简单、成本低、使用方便。

（2）本发明的刀具结构是组合刀具，是在传统刀杆的侧面钻用于安装中心钻的通孔，使其满足传统车削应用的同时为中心钻提供定位支撑，从而实现轴类零件端面车削和中心孔钻削加工一次连贯性。

（3）本发明的工艺方法包括对现有传统刀杆进行改造安装得到本发明的刀具，以及本发明的刀具的使用方法，本发明的组合刀具改造安装是在车床的三爪卡盘上安装麻花钻头对已实现刀头对中且固定安装的车刀刀杆侧面相对位置上钻通孔（通孔用于中心钻的安装），将中心钻安装在变径套内，变径套安装在通孔内，通过变径套的压紧变形将中心钻牢固安装在刀杆上，实现组合刀具的改造安装；本发明的使用方法由数控系统提供刀具精准定位和运动轨迹，数控系统操控纵、横拖板运动使用刀具刀头对零件（比如轴类零件）端面进行切削加工后，使用刀杆侧面上的中心钻进行中心孔钻削加工，实现一次完整连贯端面车削和中心孔钻削加工，中心钻的对中要求由数控系统通过程序控制横拖板的运行，实现精准横向定位。本发明的加工方法优势为省去使用尾座钻削加工中心孔的方式，保障零件（比如轴类零件）中心孔轴线与车床主轴的同轴共线，同时又提高加工生产效率。

附图说明

图1为本发明的刀具作车削端面工作时的结构示意图一；

图2为本发明的刀具作车削端面工作时的结构示意图二（侧重于图1中刀具的中心钻安装于刀杆侧面的结构示意）；

图3为本发明的刀具结构示意图；

图4为图3的刀具的爆炸图；

图5为本发明的数控车床钻本发明中刀具的中心钻安装孔的示意图一（钻孔工作中）；

图6为本发明的数控车床钻本发明中刀具的中心钻安装孔的示意图一（中心钻安装孔已被钻完毕后）；

图7为本发明的刀具用于钻中心孔的使用状态示意图。

图中附图标记的含义为：1-纵拖板；2-横拖板；3-刀架；4-刀头固定螺钉；5-变径套；6-中心钻；7-三爪卡盘；8-主轴箱；9-零件；10-刀头；11-刀杆；12-导轨；13-麻花钻头；111-刀杆限位转角；112-中心钻安装通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本发明的刀具，包括刀头10、刀杆11以及中心钻6，刀杆11的侧面设置有中心钻安装通孔112，中心钻安装通孔112用于安装中心钻6。

在本实施例的一种具体实施方式中，刀杆11的前端通过刀头固定螺钉4固定安装有刀头10。

在本实施例的一种具体实施方式中，刀头固定螺钉4为圆柱头内六角螺钉标准件。

在本实施例的一种具体实施方式中，刀头10为硬质材料标准机夹式刀片。

在本实施例的一种具体实施方式中，刀杆11的尾端侧面设置有刀杆限位转角111，刀杆限位转角111为刀杆11的尾端侧面切敞开式矩形结构，且形成直角转角；刀杆11为硬质金属长矩形体。

在本实施例的一种具体实施方式中，中心钻6通过变径套5安装在中心钻安装通孔112内；将中心钻6安装在变径套5内，变径套5安装在中心钻安装通孔112内，通过变径套5的压紧变形将中心钻6牢固安装在刀杆11上，实现组合刀具的改造安装，此时中心钻6轴线和主轴轴线及刀头10的刀尖平齐等高。

在本实施例的一种具体实施方式中，变径套5为外锥面变径套。

如图1至图2所示，本发明的数控车床，包括床身，床身上设置有主轴箱8和与主轴箱8相对设置的进给机构，主轴箱8的输出端设置有三爪卡盘7，进给机构包括导轨12、设置在导轨12上的纵拖板1以及设置在纵拖板1上的横拖板2，横拖板2上设置有刀架3，刀架3上安装有上述的刀具。

如图6至图7所示，本发明的加工工艺，在上述的数控车床上加工，具体加工工艺为：将刀具安装在刀架3上，安装车刀刀头10，调整刀杆11位置，实现刀具固定和对中要求；

在车床的三爪卡盘7上安装麻花钻头13，麻花钻头13在刀具刀杆11侧面相对位置上钻中心钻安装通孔112，将中心钻6安装在变径套5内，变径套5安装在中心钻安装通孔112内，实现中心钻6和刀杆11的固定安装，完成刀具的安装；

将零件9安装到三爪卡盘7内并固定，根据加工流程依次为对刀、车削端面、退刀、中心钻横向运动到位用于进刀、钻中心孔、中心钻退位以及回位进行加工。

刀具为在标准刀具的基础上，在车床的三爪卡盘7上安装麻花钻头13，麻花钻头13对已实现刀头10对中且固定安装的刀具的刀杆11侧面相对位置上钻中心钻安装通孔112，这样钻通孔能够保证中心钻安装通孔112的轴线与车床主轴共线。

本发明的加工方法由数控车床的数控系统提供刀具精准定位和运动轨迹，数控系统操控纵、横拖板运动使用刀具刀头对零件9（比如轴类零件）端面进行切削加工后，使用刀杆11侧面上的中心钻6进行中心孔钻削加工，实现一次完整连贯端面车削和中心孔钻削加工，中心钻6的对中要求由数控系统通过程序控制横拖板的运行，实现精准横向定位。本发明的加工方法优势为省去使用尾座钻削加工中心孔的方式，保障零件9（比如轴类零件）中心孔轴线与车床主轴的同轴共线，同时又提高加工生产效率。

需要说明的是，本申请中数控车床的数控系统对刀具的精准定位和运动轨迹的控制方法是现有技术。

工作过程：将刀具安装在刀架3上，安装刀头10，调整刀杆11位置，实现刀具固定和对中要求，在车床的三爪卡盘7上安装麻花钻头13在刀具刀杆11侧面相对位置上钻中心钻安装通孔112，将中心钻6安装在变径套5内，变径套5安装在中心钻安装通孔孔112内，实现中心钻6和刀杆11的固定安装，完成组合刀具安装，将零件9（比如轴类零件）安装到三爪卡盘7内并实现固定，加工时根据需要编制加工工艺步骤，数控系统编写控制程序，加工流程通常为对刀（初始点）、车削端面、退刀、进刀（中心钻横向运动到位）、钻中心孔、退刀（中心钻退位）、回位（初始点），完成一次加工流程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。