浮动刀柄及采用其的高速数控铰珩机床及高精度孔的加工方法技术

本发明专利技术公开一种浮动刀柄,包括一端与珩磨设备的主轴刚性连接的刀柄尾座，以及与刀柄尾座的另一端刚性连接的刀柄外壳，其特征在于：还包括设置于刀柄外壳和刀柄尾座内部之间的浮动组件。本发明专利技术浮动刀柄通过机械结构之间的相互配合作用，实现了XY方向、轴向角度的浮动且保证了扭矩的可靠传递。本浮动刀柄设计巧妙利用了十字交叉滚柱与刀柄中间体之间的间隙配合，实现了XY方向、轴向角度上的浮动功能，解决了主轴与刀具之间刚性连接而带来的同轴度误差及垂直度误差大问题，而且该结构的浮动刀柄可通过调整压紧弹簧的压缩量而调节浮动量，适合浮动珩磨加工的范围更加广泛，稳定性更好。

【技术实现步骤摘要】
浮动刀柄及采用其的高速数控铰珩机床及高精度孔的加工方法
本专利技术涉及浮动刀柄及采用其的高速数控铰珩机床及高精度孔的加工方法，属于机械加工

技术介绍
随着国内制造业的不断发展，生产技术水平以及对产品的加工要求不断地提高，其中汽车涡轮增压器中间体类产品的中心孔，液压气动阀体类活塞孔，对其粗糙度、尺寸的加工要求非常高，因此都需要进行珩磨处理，既能保证尺寸精度和粗糙度，又能保证在大批量生产的情况下保持较高的稳定性。但是常规的珩磨设备在加工时无法满足如此高精度要求，分析后原因如下：（1）珩磨机的主轴与刀具之间是刚性连接，但主轴与刀具之间存在同轴度误差及垂直度误差，在加工时导致孔的垂直度和同轴度误差较大；（2）工件与工装夹具之间也是刚性连接，但工装夹具与工件之间存在同轴度、平行度误差，在加工时导致孔的圆度和同轴度误差较大。专利技术人检索发现，CN106466803A公开了一种珩磨头装置及具有其的珩磨机，但这种结构存在以下缺陷：万向节容易出现大摆动，不能提供垂向小角度的摆动和可调节的浮动力，在工件内孔略有倾斜时不能主动适应，会出现刀具与工件内孔的硬性撞击问题，造成损坏刀具。同时，还出现在孔径上端形成椭圆开口的质量问题。综合上述原因，这种现有的珩磨方法易导致珩磨加工后孔的尺寸精度及形位公差偏差较大，无法达到中间体类、阀体类产品的高精度要求，因此需要一种浮动技术，来消除刚性连接导致的加工误差。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本专利技术提供一种带有X、Y方向以及轴向角度浮动量的刀柄，该刀柄浮动量可通过简单操作调节浮动量的大小，保证珩磨加工后产品的高精度及高稳定性。技术方案：浮动刀柄,包括一端与珩磨设备的主轴刚性连接的刀柄尾座，以及与刀柄尾座的另一端刚性连接的刀柄外壳，其特征在于：还包括设置于刀柄外壳和刀柄尾座内部之间的X、Y方向浮动组件。X、Y方向浮动组件包括上中间体、下中间体、纵向滑动滚柱、纵向限位滚柱、横向滑动滚柱以及横向限位滚柱；下中间体包括下中间体本体、由下中间体本体下端面垂直向下延伸出的下连接端、由下中间体本体上端面向上延伸出的上连接端以及设置于下中间体本体上端面上位于上连接端两对侧的伸出键一，下中间体本体上端面上位于两伸出键一之间设有第一沟槽；上中间体包括中间开设有安装槽孔的上中间体本体、设置于上中间体本体上端面边缘且位于安装槽孔两对侧的伸出键二，以及设置于上中间体本体下端面边缘的一对键槽，且两键槽与伸出键二的方向互相垂直，下中间体本体的上端面上位于两伸出键二之间设有第二沟槽；上中间体本体套设在下中间体本体的上连接端，上中间体的键槽和下中间体上的伸出键一间隙配合，伸出键一和上连接端之间的第一沟槽内设置有横向滑动滚柱且键槽和伸出键一两侧第一沟槽间隙分别设有横向限位滚柱；上中间体本体的上端面的伸出键二和下中间体的上连接端之间的第二沟槽内设置有纵向滑动滚柱且伸出键二两侧的第二沟槽内分别设有纵向限位滚柱；刀柄尾座的沟槽下端面与纵向滑动滚柱的上表面贴合，同时与纵向限位滚柱的顶端面间隙配合。本专利技术进一步限定的技术方案还包括从上至下依次安装于刀柄尾座内的调节螺栓、弹簧和钢球，调节螺栓的下端顶住弹簧顶部，弹簧的下端顶住钢球的顶部，钢球下部置于下中间体的上连接端的顶部开设的圆弧状凹槽内。优选地，下中间体的下连接端上套设有平面轴承，平面轴承贴合于下中间体下端面和刀柄外壳之间。优选地，还包括用于安装珩磨刀具的弹性筒夹，弹性筒夹与下中间体的下连接端刚性连接。优选地，下中间体的下连接端为设有锥孔的柱状外螺纹结构，弹性筒夹端部置于锥孔内并通过旋接于柱状外螺纹结构上的锁紧螺母锁紧固定。本专利技术还保护了一种高速数控铰珩机床，至少包括珩磨设备、与珩磨设备的主轴刚性连接的浮动刀柄、定位工装以及珩磨刀具，所述浮动刀柄包括权利要求1-6所述的浮动刀柄。本专利技术还保护了一种高精度孔的加工方法，上述高速数控铰珩机床，包含以下步骤：步骤1：将珩磨刀具安装在浮动刀柄的弹性筒夹中，通过锁紧螺母锁紧；步骤2：浮动刀柄安装在传动主轴上；步骤3：将工装的中心轴与珩磨刀具中心轴的同轴度粗调至±0.05mm左右；步骤4：将工件安装在工装上，间隙配合；步骤5：传动主轴通过中间的浮动刀柄带动珩磨刀具进行旋转，同时珩磨机Z轴下降，使得珩磨刀具贯穿工件的中孔，通过浮动刀柄的浮动量补偿刀具与工件之间的同轴度误差及垂直度误差，从而实现高精度珩磨加工；步骤6：将加工好的工件取出，放入新的未加工件即可。有益效果：本专利技术浮动刀柄通过机械结构之间的相互配合作用，实现了XY方向、轴向角度的浮动且保证了扭矩的可靠传递。本浮动刀柄设计巧妙利用了十字交叉滚柱与刀柄中间体之间的间隙配合，实现了XY方向、轴向角度上的浮动功能，解决了主轴与刀具之间刚性连接而带来的同轴度误差及垂直度误差大问题，而且该结构的浮动刀柄可通过调整压紧弹簧的压缩量而调节浮动量，适合浮动珩磨加工的范围更加广泛，稳定性更好。与现有技术相比，本专利技术结构在大批量生产环境下，可满足保证产品在珩磨加工后的尺寸精度、形位公差达到客户高精度要求，且保证产品的高质量稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例1中铰珩机床的整体结构示意图。图2为本专利技术实施例1中浮动刀柄的工装总图。图3为浮动刀柄的零件爆炸图。图4为浮动刀柄内部结构前剖视图。图5为图4中A-A向剖视图。图6为本专利技术实施例1中浮动刀柄内部结构侧剖视图。图7为图6中B-B向剖视图。图8为本专利技术实施例1中下中间体的第一视角立体结构示意图。图9为本专利技术实施例1中下中间体的第二视角立体结构示意图。图10为本专利技术实施例1中上中间体的第一视角立体结构示意图。图11为本专利技术实施例1中上中间体的第二视角立体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。如图1-11所示，本实施例提供一种高速数控铰珩机床，包括浮动刀柄20、定位工装18以及珩磨刀具17。所述的浮动刀柄包括一端与珩磨设备的传动主轴1刚性连接的刀柄尾座2，与刀柄尾座的另一端刚性连接的刀柄外壳3，设置于刀柄外壳和刀柄尾座内部之间的浮动组件。浮动组件包括上中间体4、下中间体5、纵向滑动滚柱6、纵向限位滚柱7、横向滑动滚柱8以及横向限位滚柱9。其中：下中间体5包括下中间体本体5-1、由下中间体本体下端面垂直向下延伸出的下连接端5-2、由下中间体本体上端面向上延伸出的上连接端5-3以及设置于下中间体本体上端面上位于上连接端两对侧的伸出键一5-4，下中间体本体上端面上位于两伸出键一之间设有第一沟槽5-5，在上连接端5-3的顶部中间开设有圆弧状凹槽5-6。上中间体4包括中间开设有安装槽孔的上中间体本体4-1、设置于上中间体本体上端面边缘且位于安装槽孔两对侧的伸出键二4-3，以及设置于上中间体本体下端面边缘的一对键槽4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.浮动刀柄,包括一端与珩磨设备的主轴刚性连接的刀柄尾座，以及与刀柄尾座的另一端刚性连接的刀柄外壳，其特征在于：还包括设置于刀柄外壳和刀柄尾座内部之间的浮动组件。/n

【技术特征摘要】
1.浮动刀柄,包括一端与珩磨设备的主轴刚性连接的刀柄尾座，以及与刀柄尾座的另一端刚性连接的刀柄外壳，其特征在于：还包括设置于刀柄外壳和刀柄尾座内部之间的浮动组件。


2.根据权利要求1所述的浮动刀柄,其特征在于：所述浮动组件包括上中间体、下中间体、纵向滑动滚柱、纵向限位滚柱、横向滑动滚柱以及横向限位滚柱；
所述下中间体包括下中间体本体、由下中间体本体下端面垂直向下延伸出的下连接端、由下中间体本体上端面向上延伸出的上连接端以及设置于下中间体本体上端面上位于所述上连接端两对侧的伸出键一，所述下中间体本体上端面上位于两伸出键一之间设有第一沟槽；
所述上中间体包括中间开设有安装槽孔的上中间体本体、设置于上中间体本体上端面边缘且位于安装槽孔两对侧的伸出键二，以及设置于上中间体本体下端面边缘的一对键槽，且两键槽与伸出键二的方向互相垂直，所述下中间体本体的上端面上位于两伸出键二之间设有第二沟槽；
所述上中间体本体套设在下中间体本体的上连接端，所述上中间体的键槽和下中间体上的伸出键一间隙配合，所述伸出键一和上连接端之间的第一沟槽间隙内设置有横向滑动滚柱且键槽和伸出键一两侧第一沟槽间隙分别设有横向限位滚柱；
所述上中间体本体的上端面的伸出键二和下中间体的上连接端之间的第二沟槽间隙内设置有纵向滑动滚柱且伸出键二两侧的第二沟槽内分别设有纵向限位滚柱；所述刀柄尾座的沟槽下端面与纵向滑动滚柱的上表面贴合，同时与所述纵向限位滚柱的顶端面间隙配合。


3.根据权利要求1所述的浮动刀柄,其特征在于：还包括从上至下依次安装于刀柄尾座内的调节螺栓、弹簧和钢球，所述调节螺栓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云清，黄彬，王翠玲，陈文明，
申请(专利权)人：常州中车汽车零部件有限公司，中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32