[发明专利]一种镗杆及使用该镗杆的镗刀

说明书

本发明涉及机床加工刀具领域，尤其涉及一种镗杆及使用该镗杆的镗刀。镗杆包括芯杆，芯杆的外周面包覆有碳纤维套层，碳纤维套层的外周面套设有用于将碳纤维套层进行压紧固定的包覆套。本发明中的芯杆通过在镗杆的外周面布置有碳纤维套层和金属套使得整个镗杆的刚度得到加强，满足了镗杆深孔加工的要求。

技术领域

本发明涉及机床加工刀具领域，尤其涉及一种镗杆及使用该镗杆的镗刀。

背景技术

镗杆是工件深孔切削、扩大内孔的主要承载部件之一。现有技术中镗杆多由金属材料制造而成，由于金属（包括合金）材料的刚度（弹性模量E约为206GPa）、受限，导致工件的加工深度无法有效提高；并且当镗削的深度增加时，镗杆也要相应增长，镗削的过程中镗杆的振动量也随之增加，进而致使工件内孔表面的粗糙度增大。因此，如何提高镗杆的刚度，满足工件内孔的加工深度以及内孔表面的加工精度要求，已成为镗削深孔加工中的主要研究问题。

授权公告号为CN 101934383 A的中国发明专利公开了一种镶嵌碳纤维的镗杆，该镗杆的主体形状类似于花键轴，其上开有等宽、等深的若干矩形长槽，各个嵌条的截面形状为矩形，分别通过螺钉固定在主体的各个长槽里。上述发明专利解决了金属镗杆质量大、刚度低、深孔加工时稳定性不好、颤振和变形较大的相关技术问题。但是上述镗杆的主体存在加工不便，加工精度要求较高，当上述镗杆的主体的长槽在加工时不能精确的对称分布时，嵌入的碳纤维由于与镗杆主体的密度不同，镗杆会存在重心偏离的现象，当镗杆转动时会造成结构的不稳定，另外，镗杆高速运转过程中会造成刀具的局部温度过高而软化，上述镗杆不能解决对刀具冷却的问题。因此，如何在降低镗杆质量的情况下增强镗杆的刚度，设计一种新型的镗杆迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型镗杆，用于解决现有技术中金属镗杆存在重量大、当镗杆悬伸长度增加时镗杆的刚度不够的技术问题。本发明的目的还在于提供一种使用上述镗杆的镗刀。

为实现上述目的，本发明的镗杆采用如下的方案：

方案1：镗杆包括芯杆，芯杆的外周面包覆有碳纤维套层，碳纤维套层的外周面套设有用于将碳纤维套层进行压紧固定的包覆套。

有益效果：现有技术中的镗杆由于全部采用金属材质，镗杆较重，并且由于金属本身的刚度所限，当加工深孔时会存在镗杆振动量增加的趋势，进而导致工件内孔表面的粗糙度增大。本发明中的镗杆通过在芯杆的外周面布置有低密度、高模量、耐腐蚀的碳纤维套层保证了镗杆的刚度，碳纤维套层外侧套设有包覆套，包覆套在固定了碳纤维套层的同时也使得整个镗杆的刚度得到加强，满足了镗杆深孔加工的要求，使得镗杆在深孔加工时的振动量在允许的范围内。

方案2：在方案1的基础上，所述芯杆为中空管状结构。中空管状结构可以降低镗杆的质量，并且固定在芯杆一端的刀具在加工的过程中会存在局部温度过高导致软化的现象，芯杆采用中空结构为冷却液的提供了流经通道，保证了刀具始终处于良好的切削性能。

方案3：在方案2的基础上，所述芯杆包括内管和固定连接在内管一端的刀具座，所述刀具座的内部布置有与内管连通的通孔。刀具座与芯杆一体化设计，使得刀具的安装得到简化。

方案4：在方案3的基础上，所述刀具座的外周面与芯杆的外周面平滑连接并被所述碳纤维套层所包覆。平滑连接方便了碳纤维套层与包覆套的布置，避免了碳纤维套层与包覆套的接口处为台阶时碳纤维套层与芯杆之间出现缝隙的情况，使得碳纤维套层与芯杆更加贴合。

方案5：在方案4的基础上，所述刀具座用于与芯杆连接的一端为圆台状凸部或圆台状凹部，芯杆与刀具座连接的一端为对应的圆台状凹部或圆台状凸部。圆台状凸部与圆台状凹部的连接方式能够实现碳纤维套层及包覆套外周面的平滑连接，并能达到很好的密封效果。