为了克服现有技术中存在的不足,本毕业设计提出了一种可横向进给刀具的镗孔装置,这种装置相对传统的镗刀加工类型,其自身更加灵活可动。能够在实现镗刀轴向转动的同时,又可以实现镗刀的横向移动,可以扩展加工工件的范围并提高加工效率。通过行星轮将镗杆的动力传递到蜗杆上,蜗杆带动蜗轮转动,通过一个减速齿轮将动力传递到与齿条组件相啮合的齿轮上,齿轮带动齿条组件在燕尾槽上移动,燕尾槽的几何形状适应于被加工件的径向几何形状,齿条组件的移动带动滑块的移动,滑块上导轨的几何形状适应被加工件径向几何形状,在这样的滑块上装有镗刀,从而实现镗刀在随镗杆一起转动的同时完成横向进给运动,进而在普通的镗床上实现轴向加工圆柱孔的同时也能通过横向进给完成径向特殊几何形状的加工[9]。由于行星轮和第二中心齿轮是可以替换的,而不同尺寸的行星轮所传递镗杆动力的速度是不一样的,实现在相同镗杆转速的情况下,横向进给速度的可调,以满足加工不同孔的需求。通过改变行星轮,就可以改变在相同镗杆转速下的进给速度,也就能实现不同材料孔的加工要求。
这是一种可横向进给刀具的镗孔装置,通过蜗轮蜗杆运动带动齿条组件运动从而带动镗刀横向进给,在普通的镗床上实现轴向加工圆柱孔的同时也能通过横向进给完成径向特殊几何形状的加工,通过更换一对行星轮和第一中心轮,可以加工不同材料的孔,实现了柔性化加工,能够减少加工的原始本钱,提升经济利益与社会利益,配合绿色生产、可持续生产的观念。
当镗杆的转速一定时,第二中心轮的转速是恒定的,那么改变行星轮与第一中心轮的尺寸就可以改变传递到第一轴上的转速,传动原理可依据行星轮系传动比的规律,在设计时,一对行星轮和第一中心轮是可以替换的,这样就可以满足不同材料孔的加工要求。
1。2 镗刀的分类
镗刀是一种非常常见的孔加工工具,主要用来进行扩孔操作。目前机械加工类工厂中都存在的许多机床,如:车床、铣床、镗床以及组合机床和现代化数控机床、加工中心等都可以使用镗刀刀具。镗刀加工孔的精密等级可以达到级,加工出来的孔表面的粗糙度可以达到[2]。传统的镗刀刀具一般用于较大直径的孔的加工,包括孔坯件的粗加工、中间工序的半精加工以及加工质量要求较高的精加工等。传统的镗刀根据其刀具的结构特点和实际加工过程中的使用方法一般可以分为两大类,一类指的是单刃镗刀;一类指的是多刃镗刀。顾名思义,单刃镗刀指的是加工过程中刀具上只有一个主切削刃;而多刃镗刀包含了刀头有两个或者三个切削刃。单刃镗刀的刀头和车刀的刀头较为相似,只有一个主要的切削刃,因此其刀具结构十分简单,刀具在制造过程中也十分方便,没有冗杂的结构和工序,所加工出来的刀具通用性很强;单刃镗刀与车刀相比,其刚度要差的很多,因为为了满足实际加工要求,单刃镗刀在加工制造过程中通常会将其主偏角和副偏角变大,与此同时会将刃倾角变小,刀尖的圆弧半径也会改小,这样可以减小加工时受到的径向力,从而保证刀具的使用寿命。单刃镗刀还可以用于镗削操作,其用于精加工阶段和对切削控制要求较为苛刻的粗加工甚至半精加工工序阶段,此外,单刃镗刀的镗削操作还可以用来当做机床功率受限时候加工刀具选择的较佳方案[3]。多切削刃的镗刀一般用于粗加工阶段,此阶段主要是以去除材料为目的的加工操作,加工过程中多切削刃的镗刀可以同时使用两个或者三个刀刃进行同时切削操作,并且通过设置刀片为相同的轴向高度值以及在设计好的最优每齿进给下进行加工,可以极大的提高材料去除速度,从而获得较高的生产效率,因为其相比于单刃镗刀有较大的刚度和切削速率,可以通过提高进给速度来对圆柱孔进行粗加工。由于双刃镗刀的两个刀刃分布在刀头的两个对称位置,在切削过程中,连个切削刃同时切削,同时受到切削力,方向相反,可以消除由径向切削力产生的对镗刀刀杆产生的作用,也可以降低径向切削力产生的刀杆变形等导致的加工误差。双刃镗刀在切削过程中,所加工的孔直径尺寸等是依靠刀具来保证的,刀具的外径根据待加工的工件的孔直径大小确定,并设置好,因此双刃镗刀结构与单刃镗刀相比要复杂得多,双刃镗刀的刀片和刀杆制造过程中也比单刃镗刀的刀片和刀杆难度要大,但由于其切削过程中是双刃同时切削,因此生产效率很高,切削速度快[4]。因此,双刃镗刀与单刃镗刀相比更加适用于加工精度要求较高的孔零件的加工,同时针对大批量生产的需求,双刃镗刀也比单刃镗刀具有较大的优势。