[发明专利]浮动刀柄及采用其的高速数控铰珩机床及孔的加工方法

说明书

本发明公开一种浮动刀柄,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。

技术领域

本发明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，属于机械加工技术领域。

背景技术

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。

发明人检索发现，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。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种带有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。

本发明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。