[发明专利]一种在内圆柱面上加工环槽的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造、航天领域中的特种加工，具体涉及一种利用弹性元件在内圆柱面上加工深环槽的装置及方法。

背景技术

工程上要求在非金属材料小直径的内圆柱工件表面加工深环槽，且深环槽位置距离工件轴端面较远。现有技术曾提出采用模型成形的方式来实现，但由于工件材料的特殊性，以及模型成形方式的局限性而无法实现。另外，利用机械加工方式可以加工出整个内圆柱面，但无法加工出小直径内圆柱面上远离轴端面的深环槽。这是因为内圆柱孔直径过小时，刀具无法实现径向进给运动，因而无法实现机械加工的要求。

由于工程背景的特殊性，国内外目前均无相关文献资料和现成技术可供参考与借鉴。目前所能采用的解决方案只能是改变产品设计、避免产品中出现环槽。但其结果大大影响了产品的正常功能要求和使用性能，成为设计相关产品的瓶颈，也是生产加工中亟待解决的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在内圆柱面上加工环槽的装置及方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种在内圆柱面上加工环槽的装置，包括刀具、弹簧钢片以及刀架座，所述弹簧钢片卷曲在刀架座上，弹簧钢片的一端与设置于刀架座侧面的弹簧钢片卷曲机构相连，另一端与刀具相连。

所述弹簧钢片卷曲机构包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，齿轮与弹簧钢片相连。

所述弹簧钢片为两个，两个弹簧钢片的卷曲方向相反。

所述刀具为与待加工环槽宽度相同的成形刀。

所述刀架座以及弹簧钢片卷曲机构设置于钢管内，钢管上开设有刀具出口。

一种在内圆柱面上加工环槽的方法，包括以下步骤：

1）通过弹簧钢片卷曲机构使弹簧钢片卷曲，通过卷曲弹簧钢片将与弹簧钢片连接的刀具收入刀架座内，然后将刀架座以及弹簧钢片卷曲机构送入待加工的工件内；

2）将刀架座定位在工件内需要加工环槽的位置后，通过弹簧钢片卷曲机构使弹簧钢片舒展，刀具随弹簧钢片的舒展伸出刀架座；

3）伸出刀架座的刀具随着工件的转动在工件的内圆柱面加工环槽；

4）环槽加工完毕后，将刀具再次收入刀架座内，然后将刀架座以及弹簧钢片卷曲机构从工件内移出。

所述弹簧钢片卷曲机构包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，通过驱动齿条使齿轮转动，弹簧钢片随齿轮的转动卷曲或舒展。

所述刀架座以及弹簧钢片卷曲机构设置于钢管内，钢管上开设有刀具出口，通过钢管将刀架座以及弹簧钢片卷曲机构送入待加工的工件内。

本发明所述在内圆柱面上加工环槽的装置及方法，通过弹簧钢片卷曲机构使弹簧钢片卷曲或舒展，进而带动刀具收入或伸出刀架座，结构简单，容易操作，解决了在非金属材料小直径的内圆柱工件表面加工深环槽的技术问题。

本发明所述装置采用了弹性元件与齿轮传动相结合的形式，齿轮机构用于控制弹簧钢片的卷曲与舒张，依靠弹簧钢片的弹性伸缩，完成刀具的进给，并配合工件的转动完成切削工艺。主要优点有：利用齿轮机构控制弹簧钢片的卷曲与舒张，可获得相对较高的走刀量控制精度；两弹簧钢片之间具有一定空间，使刀具具有更好的散热环境；更主要的是这种结构非常有利于切屑的排出，不至于堆积在环槽内，大大提高了易燃防爆的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图之一；

图2为本发明的结构示意图之二；

图中：1为刀具，2为第一弹簧钢片，3为第二弹簧钢片，4为第一齿条，5为第一齿轮，6为钢管，7为刀架座，8为第二齿条，9为第二齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见图1以及图2，本发明所述在内圆柱面上加工环槽的装置，包括刀具1、弹簧钢片以及刀架座7，所述刀具1为与待加工环槽宽度相同的成形刀，所述弹簧钢片卷曲在刀架座7上，弹簧钢片的一端与设置于刀架座侧面的弹簧钢片卷曲机构相连，另一端与刀具相连，所述弹簧钢片卷曲机构包括齿轮以及与齿轮啮合的齿条，齿轮与弹簧钢片相连，所述弹簧钢片为两个，两个弹簧钢片的卷曲方向相反，所述刀架座7以及弹簧钢片卷曲机构设置于钢管内，钢管上开设有刀具出口。

使用上述装置在内圆柱面上加工环槽的方法，包括以下步骤：