[實用新型]自定心防偏減振孔加工刀具

有效

• 申請號: 202020775328.1
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN213614344U
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 于大國
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B23B51/00
• 分類號: B23B51/00;B23B51/02;B23B51/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于機械加工領域，具體涉及自定心防偏減振孔加工刀具，包括麻花鉆、擴孔鉆以及中心鉆、扁鉆、鉸刀、鏜刀等。在結構上有主切削刃、刃帶和刃背。在刀具端面視圖上，一部分刃背輪廓線為楔形輪廓線，與所加工孔的圓心不同，楔形輪廓線與所加工孔的孔壁形成楔形空間；液體被拖進楔形空間，從大間隙進入，從小間隙擠出或被封閉，液體壓力升高，作用于刀具，防止刀具出現偏斜，將已加工孔作為工藝基準，引導刀具進給。液體可以將系統振動的能量變為液體的壓力能，從而吸收系統振動，減小系統振動幅度，提高孔的加工質量。本發明針對麻花鉆等標準件提出了實質性改進方案，具有廣泛的應用前景。方案簡單、易于實施、成本低，是技術上的突破。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，具體涉及自定心防偏減振孔加工刀具。

背景技術

孔加工刀具包括麻花鉆、擴孔鉆、中心鉆、扁鉆、鉸刀、鏜刀等。孔加工刀具最為常用的是麻花鉆，麻花鉆因其容屑槽成螺旋狀、形似麻花而得名。容屑槽有2槽、3槽或更多槽，但以2槽最為常見。麻花鉆可被夾持在手動、電動的手持式鉆孔工具或鉆床、銑床、車床乃至加工中心上使用。鉆頭材料較多為高速工具鋼或硬質合金。擴孔鉆與鉆頭相似，鉆頭鉆底孔，擴孔把底孔加以擴大。擴孔鉆有3到4個刃帶，無橫刃，前角和后角沿切削刃的變化小，加工時導向效果好，軸向抗力小，切削條件優于鉆孔。中心鉆常常用于孔加工的第一道工序，鉸刀加工精度高于鉆頭，鏜刀也比較常用。扁鉆在微小孔和大孔加工中也有應用。

麻花鉆有容屑槽、主切削刃、刃帶、刃背。刃背表面為螺旋面，在理論上，刃背的主要表面與鉆頭具有共同的軸線。在鉆頭的端面視圖上，刃背輪廓線與所加工孔具有相同的圓心。其它孔加工刀具也具有相似結構，至少有主切削刃、刃帶和刃背。

鉆頭細而長，容屑槽進一步降低了鉆頭的剛度，加之僅有兩條刃帶導向，所加工的孔的軸線容易偏斜。麻花鉆的橫刃使定心困難，軸向抗力增大，鉆頭容易擺動。因此，鉆出孔的形位誤差較大。總體而言，孔加工工藝難度高于外圓或外平面加工。

軸承的潤滑形式包括動壓潤滑和靜壓潤滑。

流體動壓潤滑也稱為流體動力潤滑(Hydrodynamic Lubrication，簡稱HDL)。《機械設計》教材在摩擦與潤滑、滑動軸承等章節簡單或詳細介紹動壓潤滑的原理與設計。軸頸旋轉將潤滑油帶入軸承摩擦表面，由于潤滑油的粘性作用，當達到足夠高的相對旋轉速度時，潤滑油被帶入軸和軸瓦配合面間的楔形間隙時，潤滑油內的壓力上升，形成流體動壓效應。因此油膜具有承載能力。當油膜壓力與外載荷平衡時，軸與軸瓦之間形成穩定的油膜，從而實現流體動力潤滑。流體動壓潤滑應滿足的條件為：摩擦表面具有收斂楔；軸頸具有足夠的轉速；潤滑油具有適當的黏度。

動壓潤滑中，軸頸與軸承孔間必須留有間隙。當軸頸靜止時，軸頸處于軸承孔的最低位置，并與軸承孔壁下母線(或軸瓦)接觸。此時，兩表面間自然形成一個收斂的楔形空間。當軸開始轉動時，速度較低，帶入軸承間隙中的油量較少。隨著轉速的增加，軸頸表面的線速度加大，帶入楔形空間的油量增加，這時，楔形油膜內產生動壓力，使軸頸浮起，軸承內的摩擦阻力僅為液體的內阻力，摩擦系數很小，磨損少。

靜壓潤滑則利用油泵供應高壓液體，使軸頸與軸承孔壁分開。

發明內容

本發明的目的：將軸承動壓潤滑原理應用于鉆頭、鉸刀、鏜刀等刀具的孔加工過程中。通過改造刀具結構，形成楔形凸起、楔形空間、楔形油膜，并借助刀具與孔壁的相對旋轉運動，使油膜內形成液壓力，兩處或三處或多處液壓力作用于刀具，支撐、穩定刀具，防止刀具偏斜。同時，利用油膜吸收鉆削過程中的振動，提高孔的加工質量。

本發明通過以下技術創新點實現。