一种基于加工棒料深盲孔与套取料芯的刀具模组

本技术涉及深孔加工，具体是一种基于加工棒料深盲孔与套取料芯的刀具模组。

背景技术：

1、盲孔套料后，取料的传统方式是钳工用楔形工具将料芯打断再将料芯取出，这种方式效率很低，需要套料间隙大，料芯利用率不高，并容易破坏料芯，还可能对已加工孔造成破坏。

2、为解决上述技术问题中国专利号zl201921298801.5公开一种配合盲孔套料的切断刀具。其采用组合式刀杆，外刀杆提供动力，迫使内刀杆刀头垂直槽内的刀片向下进给，进行切断。该实用新型采用的技术方案包括导向套、内刀杆和外刀杆，外刀杆套设于内刀杆的刀杆上，外刀杆的推杆伸入内刀杆的槽内，并与内刀杆槽内设置的切断刀片上的斜面相贴设置，导向套套设于内刀杆的刀头上。

3、该实用新型在切断盲孔的料芯后，需要先进行退刀，再将料芯取出，对取出料芯不太方便。此外，该实用新型在套料加工完成后，退出套料刀杆；将切断刀片放入内刀杆的纵向槽中，将导向套放在内刀杆的半圆上，将外刀杆套在内刀杆上，外刀杆上的推杆伸进内刀杆的横向槽内；将刀具送进孔内；刀具整体旋转包括内刀杆和外刀杆，外刀杆进给；加工参数为转速30转每分钟，进给速度为0.1mm每转；外刀杆上的推杆与刀片接触，推杆的斜面迫使刀片向下进给开始切断；切断完成后停止旋转，将外刀杆向退回到原始位置。此时刀片通过弹簧的压力自动弹回原始位置；将切断刀具退出内孔，完成切断，即是在加工深盲孔后，需要进行更换安装切断刀具，将内孔的料芯切断。整个过程繁琐、生产效率低、刀具两次安装会出现定位误差，进而影响加工精度。

4、套料是机械加工中常用的方法，可以同时获得管料和料芯，取下的料芯作为棒料进一步加工。传统的盲孔套料加工通常需要先采用套料加工进行套料，然后再安装切断刀进行断料，两次安装会出现定位误差，进而影响加工精度。如上述中国专利号zl201921298801.5公开的一种配合盲孔套料的切断刀具。

5、因此，本实用新型设计一套专用刀具，实现大孔径贵重金属的深盲孔套料，可以降低成本，提高材料利用率，提高加工质量。

6、因此有待进一步改进。

技术实现思路

1、本实用新型的目的旨在提供一种基于加工棒料深盲孔与套取料芯的刀具模组，在切断盲孔料芯后可以在退刀同时取出料芯，或者在退刀前直接取出料芯，有效解决现有技术不能在退刀的同时取出料芯的技术问题，以及要先退刀再取出料芯的技术问题，此外，不用频繁的更换刀具，在同一刀具模组上能实现加工棒料深盲孔、也能实现切断棒料深盲孔内的料芯，克服上述现有技术中存在的频繁的更换刀具、工装及生产效率低、材料损失严重的缺点，具有降低刀具成本，提高材料利用率，而且有效解决两次安装刀具会出现定位误差，进而影响加工精度的技术问题，进而提高加工质量与加工精度。

2、按此目的设计的一种基于加工棒料深盲孔与套取料芯的刀具模组，包括内刀座、套设在内刀座上的外刀座，内刀座、外刀座之间设有弹性活动的内刀总成，外刀座上设有用于切割工件的第一刀片；

3、内刀座、外刀座之间设有用于驱动内刀总成活动的制动总成；第一刀片、内刀总成二者的切割端分别处于外刀座和/或内刀座的外端，内刀总成的切割端具有第一状态与第二状态；内刀总成、第一刀片在内刀座与外刀座呈内外圈分布设置；

4、第一刀片、内刀总成随内刀座、外刀座朝转动的工件进行轴向运动时，内刀总成的切割端处于第一状态，第一刀片的切割端相对伸出内刀总成的切割端外，以使第一刀片的切割端首先接触并切割工件；

5、第一刀片、内刀总成随内刀座、外刀座进入转动的工件内，并将工件内部进行切割加工成一内环槽与料芯；第一刀片处于内环槽上，内刀座套设在在料芯上；外刀座带动第一刀片朝退刀方向进行轴向运动并朝内刀座按压内刀总成的弹性运动，内刀总成的切割端在弹性运动下伸出第一刀片的外端并处于第二状态，内刀总成的切割端处于第二状态下抵接在内环槽底壁上，外刀座在外力作用转动下并驱动制动总成运动，制动总成运动过程中驱动内刀总成运动，以使内刀总成的切割端在工件的内部中切断料芯，进而分离工件与料芯，切断后的料芯抵接在内刀总成切割端的内端面上，内刀座、外刀座朝退刀方向进行轴向运动时带动料芯取出工件外，且料芯限位在内刀座中；或者，料芯在切断时沿内刀座直接取出工件外，有效解决现有技术不能在退刀的同时取出料芯的技术问题，以及要先退刀再取出料芯的技术问题。

6、工件加工步骤入如下：

7、将工件放置在车床的装夹固定盘上、以及将组装后的刀具模组安装在车床的尾架上，工件转动，车床的尾架驱动刀具模组朝工件进刀，第一刀片在刀具模具轴向运动中先与工件接触，第一刀片在轴向运动中切割工件，并在工件上加工一个相应深度的盲孔，第一刀片完成工件的加工后，外刀座带动第一刀片沿内刀座作退刀的轴向运动，并按压内刀总成，内刀总成切割端伸出，内刀总成随外刀座作周向运动时切断工件内的料芯。

8、内刀总成具有第一状态与第二状态，内刀总成伸缩、摆动设置在内刀座、外刀座之间，当切割加工工件的盲孔时，内刀总成处于缩进状态，由第一刀片进行加工切割工件的盲孔，工件的盲孔当加工完成后，内刀总成处于伸出状态，并沿料芯周向运动，以将料芯与工件分离，最后，料芯抵接在内刀总成的切割端内侧上，退刀时可以同时从工件的盲孔中取出料芯，或者，料芯直接从内刀座取出。

9、内刀总成包括转动设置在外刀座外端面上的第二刀片，制动总成包括设置在内刀座上的定位销、以及设置在外刀座上的弧形槽，第二刀片包括第一弧面，定位销一端伸出弧形槽外；外刀座带动第二刀片相对内刀座作周向运动时，弧形槽相对定位销运动，定位销伸出弧形槽的一端作用在第二刀片的第一弧面上，以驱动第二刀片运动在外刀座的外端面上，并使第二刀片沿料芯作周向切割运动，且外刀座相对内刀座作周向运动时，定位销相对限位运动在弧形槽上，以控制第二刀片的运动位移。

10、内刀总成还包括与外刀座配合连接的锁定座、以及与第二刀片配合连接的推动构件、弹簧，推动构件设置在锁定座内，外刀座、内刀座之间设有用于容纳、安装锁定座、弹簧的安装空间；第二刀片包括插入安装空间上的刀杆；弹簧套设在第二刀片的刀杆外周侧上，弹簧一端抵接在推动构件一端上，弹簧另一端抵接在外刀座内部上；

11、外刀座带动第二刀片、锁定座轴向运动并通过按压弹簧、推动构件，以使推动构件推出第二刀片。

12、推动构件包括转盘、推杆，锁定座设有容纳转盘、推杆的容纳腔；容纳腔上设有若干个卡位筋，若干个卡位筋周向分布间隔设置在容纳腔上；转盘上设有若干个周向分布间隔设置的第一卡位槽，推杆上设有若干个周向分布间隔设置的第二卡位槽；转盘上设有周向分布的第一螺旋扣合导向牙，推杆上设有周向分布的第二螺旋扣合导向牙；内刀总成处于第一状态时，每个第一卡位槽、第二卡位槽分别与对应的卡位筋配合；第一螺旋扣合导向牙与第二螺旋扣合导向牙相扣合；内刀总成从第一状态切换至第二状态下，锁定座相对于推杆作轴向运动，推杆抵住转盘，当转盘的第一螺旋扣合导向牙与卡位筋的顶端抵住时，转盘向伸出，以使定位推出第二刀片。

13、转盘、推杆、锁定座、弹簧相当于一个按压反弹器，以推出第二刀片。

14、外刀座上设有配合槽位，锁定座上设有与配合槽位相配合的凸筋，凸筋嵌入配合槽位中，第二刀片上设有垫片，弹簧一端抵接在垫片上，外刀座带动第一刀片朝退刀方向进行轴向运动并朝内刀座按压内刀总成时，外刀座通过配合槽位、凸筋驱动锁定座轴向运动，推杆位置不变并抵住转盘，锁定座内部的卡位筋逐渐与转盘的第一卡位槽脱离啮合，当转盘与锁定座内部的卡位筋啮合处脱离时，推杆头部的尖端斜面与转盘的斜面接触处产生径向力强迫转盘旋转，转盘与的第一螺旋扣合导向牙与推杆内的卡位筋的顶端配合，推出第二刀片；且制动总成运动过程中驱动内刀总成运动时，凸筋限位运动在配合槽位上。

15、内刀总成包括伸出外刀座上的第二刀片，第二刀片包括第二弧面，第一刀片包括第三弧面，内刀座、外刀座呈套管状结构，且内刀座、外刀座均设有内腔，第二刀片在内刀总成待定状态下，第二刀片第二弧面圆心为m1，第一刀片第三弧面圆心为m2，内刀座内腔圆心为m3，外刀座内腔圆心为m4，m1、m2、m3、m4均处于同一轴线上。

16、内刀座插入外刀座的内腔，外刀座上设有轴孔，第二刀片包括插入轴孔的刀杆；制动总成运动过程中驱动内刀总成运动时，刀杆限位转动在轴孔上，第二刀片伸出外刀座外端时，刀杆沿轴孔作轴向运动。

17、外刀座上设有用于排出工件切割屑料的第一开口，第一开口连通内刀座的内腔。

18、内刀座上设有用于连通内刀座内腔的第二开口，冷却液沿第二开口进入刀具模组，有效对刀具模组进行冷却；或者，工件切割屑料沿第二开口排出内刀座内腔外，避免刀具模具内堆积切割屑料。

19、外刀座内侧上设有若干个第一斜块，内刀座外侧上设有若干个第二斜块，第一斜块与第二斜块的斜面方向相反，外刀座作轴向运动时通过第一斜块、第二斜块沿着内刀座作退刀运动；或者，外刀座通过第一斜块、第二斜块带动内刀座作进刀运动；工件转动状态下，外刀座在外力作用下作周向运动时，第一斜块脱离于相应的第二斜块，第一斜块、第二斜块在有效避免切割屑料堵塞在外刀座与内刀座之间。

20、外刀座由机床的尾架驱动转动。

21、外刀座作退刀时就能驱动第二刀片伸出，外刀座作周向运动时可以旋转第二刀片。

22、工作原理：

23、刀具模组对工件进行套料加工时，内刀总成下端的按压反弹器处于回缩状态，此时，第一刀片相比于内刀总成的第二刀片向外伸出，当刀具模组向工件运动时，工件同时旋转，外刀座通过第一斜块、第二斜块与内刀座配合，外刀座向工件进刀时以带动内刀座同时沿工件作轴向运动，外刀座、内刀座同时沿工件内部运动。此时，第一刀片在工件上加工出环形的槽口(内环槽)，切屑沿着刀具模组的开口处排出。

24、盲孔加工完成后，将外刀座沿工件轴向向外拉出，外刀座通过第一斜块、第二斜块沿内刀座作轴向退刀运动。此时，外刀座带动第一刀片、内刀总成沿工件的轴向向外运动，通过按压内刀座的推杆，推杆顶出转盘，当转盘与锁定座啮合处脱离时，推杆头部的斜面尖端与转盘的斜面接触处产生径向力强迫转盘旋转，转盘旋转到锁定座的卡位筋上，此时，第二刀片被顶出。使得第二刀片相对于第一刀片向外伸出。

25、调整第二刀片的位置，使其第二刀片一端面与盲孔的底部接触。此时工件旋转，外刀座的凸起限位运动在周向弧槽上，外刀座带动第二刀片沿着料芯的周向进行旋转，内刀座固定不动，第二刀片尖端触碰到定位销，在定位销提供的径向力的作用下沿径向向内运动，第二刀片沿料芯周向切割，在料芯上加工出径向的槽口，继续旋转第二刀片，切割到料芯圆心的位置时，料芯与工件分离，此时第二刀片位于终止位置。将刀具模组沿轴向向外移出，第二刀片为料芯提供轴向的支撑力，带动料芯移出。移出之后，对刀具模组进行复位。

26、本实用新型的有益效果如下：

27、内刀总成具有第一状态与第二状态，内刀总成伸缩、摆动设置在内刀座、外刀座之间，当切割加工工件的盲孔时，内刀总成处于缩进状态，由第一刀片进行加工切割工件的盲孔，工件的盲孔当加工完成后，内刀总成处于伸出状态，并沿料芯周向运动，以将料芯与工件分离，最后，料芯抵接在内刀总成的切割端内侧上，退刀时可以同时从工件的盲孔中取出料芯，或者，料芯直接从内刀座取出。

28、此外，不用频繁的更换刀具，在同一刀具模组上能实现加工棒料深盲孔、也能实现切断棒料深盲孔内的料芯，克服上述现有技术中存在的频繁的更换刀具、工装及生产效率低、材料损失严重的缺点，具有降低刀具成本，提高材料利用率，而且有效解决两次安装刀具会出现定位误差，进而影响加工精度的技术问题，进而提高加工质量与提高加工精度。