CN101537509B - 阶梯深孔加工方法及加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工行业中深孔加工技术领域，用于有同轴度要求的阶梯深孔的机加工工艺，具体的说是一种阶梯深孔加工方法。传统的阶梯深孔的加工方法有车削加工和镗削加工两种方法。车削加工时，刀杆悬臂过长、刚性差、震动严重，导致尺寸精度、两孔同轴度和表面质量不能满足产品性能要求，且生产效率极低；镗削时，阶梯孔工件两次装夹，导致两孔同轴度不易控制，不能满足产品性能要求。本发明采用正镗一次成型加工小孔，以小孔为导向面采用反镗加工大孔，利用滚压头对大孔进行光整加工。

Description

阶梯深孔加工方法及加工刀具

一、技术领域；

本发明涉及机械加工行业中深孔加工技术领域，用于有同轴度要求的阶梯深孔的机加工，具体地说是一种阶梯深孔加工方法。

二、背景技术：

传统的阶梯深孔的加工方法有车削加工和镗削加工两种方法。车削加工时，刀杆悬臂过长、刚性差、震动严重，导致尺寸精度、两孔同轴度和表面质量不能满足产品性能要求，且生产效率极低；镗削时，阶梯孔工件两次装夹，导致两孔同轴度不能控制，不能满足产品性能要求。同时两种加工方法均不能为下道工序提供满足要求的定位基准。

三、发明内容：

本发明的目的是提供一种阶梯孔加工方法，该方法具有生产效率高、尺寸精度高、同轴度精度高等突出的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用正镗一次成型加工小孔，以小孔为导向面采用反镗加工大孔，利用滚压头对大孔进行光整加工。其具体步骤为：采用锥面定位液压夹紧夹固工件→安装滚压正镗镗头→正镗小孔→更换反镗镗头→反镗加工大孔→退刀→更换滚压头→光整大孔→退刀→卸活。

本发明的有益效果是：

采用一次定位一次装夹加工阶梯孔，消除了多次定位及装夹误差，从根本上保障了大小两孔的同轴度。加工大孔时，以小孔为基准，提高尺寸精度。经过对大孔进行光整加工，提高了光洁度。切削深度决定于反镗头的设计及刀具的调整，一般切削深度可达5～8mm，即大孔较小孔加大5～8mm，由于正反镗头具有相同的连接方式和尺寸，故更换方便，加工效率高。

由于本发明的结构的限制，其加工范围为：小孔直径加工范围为40～160mm，大孔的加工范围为45～165mm，加工长度决定于加工设备的行程。

四、说明书附图

本方法一次加工阶梯孔须三种不同组合刀具：即正镗组合镗头、反镗组合

镗头、单滚压头。

图1为本发明正镗组合镗头结构示意图的主视图。

图2为本发明正镗组合镗头结构示意图的左视图。

图3为本发明反镗组合镗头结构示意图的主视图。

图4为本发明反镗组合镗头结构示意图的左视图。

图5为本发明单滚压头结构示意图。

图中：1.刀体紧固螺丝，2.刀块，3.刀体，4.支撑套，5.滚压体，6.保持架，7.推力轴承，8.连接套，9.螺钉，10.对刀基准保护套，11.固定螺钉，12.芯轴，13.刀体紧固螺丝，14.刀块，15.刀体，16.滚压体，17.中隔套，18.支撑套，19.固定圈，20.推力轴承，21.连接套，22.螺钉，23.刀体，24.推力轴承，25.支撑套，26.滚压体，27.支撑圈，28.固定圈，29.连接套，30.推力轴承。

五、具体实施方式：

阶梯孔加工方法是采用大小孔一次定位一次装夹，正镗组合镗头(图1、2)从机尾侧进刀一次走刀使小孔成型；然后，直接在机头侧卸下正镗组合镗头，并换上反镗组合镗头；(图3、4)反镗组合镗头设计尺寸与导向小孔尺寸形成过渡配合。小孔成为反镗加工基准，即加工导向支撑面。半精加工大孔，直接退刀至机头侧换上单滚压头(图5)，一次走刀完成大孔的精加工。

反镗组合镗头与滚压正镗组合镗头的外观十分相似，安装形式完全一致；不同点在于镗刀一正一反，反镗组合镗头的滚压体只起导向作用、不再具有滚压工件的作用。因此，反镗组合镗头的寿命较长。

如图1、2所示，正镗组合镗头由切削部分、滚压部分和主体部分组成。刀体紧固螺丝1、刀块2、刀体3、螺钉9构成切削部分；滚压体5、保持架6、推力轴承7构成滚压部分；支撑套4、连接套8构成主体部分。保持架6里孔与支撑套4外圆配合，滚压体5由装于保持架上的黄铜板固定；连接套8外圆与推力轴承7里孔配合并通过内螺纹与支撑套4的外螺纹配合；刀块2通过螺柱固定在刀体3前端上，刀体3通过螺钉9与刀体紧固螺丝1固定在支撑套4的前端内槽中。并且与镗头相连刀杆的外螺纹为矩形，便于更换。工作时，刀块在前切削工件后，滚压体5强力挤压已切削面。在形成刀杆支撑导向的同时，并最终完成小孔成型面的加工。

如图3、4所示，反镗组合镗头由对刀部分、切削部分、导向部分和主体部分组成。对刀套10、固定螺钉11构成对刀部分；刀体紧固螺丝13、刀块14、刀体15、螺钉22切削部分；滚压体16、中隔套17、固定圈19、推力轴承20构成导向部分；芯轴12、支撑套18、连接套21构成主体部分。对刀套10里孔与芯轴12配合，并通过固定螺钉11实现轴向固定。滚压体16共两排，每排成周向均匀分布4至6颗。专用对刀规(附图中没画，专用量检具)上的孔与刀体对刀外圆配合，用于确定和检测刀尖的正确位置。镗头与刀杆连接为圆柱表面及矩形外螺纹，更换方便。工作时，滚压体16先于刀块11以工件的小孔相接触。由于成型的小孔与反镗组合镗头的设计尺寸为过渡配合，即反镗组合镗头的加工导向间隙为0.05～0.15mm，故为刀具顺利切削提供了条件加工，从而保障切削部分完成大切削深度的强力切削，以提高大孔的切削效率。间隙合理值至关重要，若间隙过大则加工成的大孔精度不高，进而影响大孔最终质量；若间隙过小则对已加工的小孔产生二次滚压，从而破坏小孔加工精度。

如图5所示，单滚压头由滚压部分和主体部分组成。推力轴承24、支撑套25、滚压体26、支撑圈27、固定圈28、推力轴承30构成滚压部分。刀体23、连接套29构成主体部分。刀体23的外螺纹、小台阶、中台阶、大台阶分别与连接套29的内螺纹、里孔、支撑套25的里孔、推力轴承24的里孔相配合，实现各件的径向定位与联接；支撑套25的阶梯外圆分别与滚压体26的外柱面和支撑圈27的内孔配合；连接套29的小台大台分别与固定圈28和推力轴承30的里孔配合，实现三者的径向定位；刀体23的外螺纹与连接套29的内螺纹的配合，实现各个零件的轴向定位。工作时，此滚压头只对已半精加工的大孔进行滚压，而不参与对工件的切削。此滚压头的滚压体26只有一排且成周向均匀分布4至6棵，这是为了严格保障大孔未滚压的长度，以满足产品的使用性能。

滚压体26的直径也有一个合理范围，一般为8至22mm。滚压体大小与镗头的大小应匹配。滚压体直径尺寸过大无法满足对小尺寸大孔的加工，尺寸过小则其寿命过低。

Claims (4)

1.一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是正镗组合镗头由切削部分、滚压部分和主体部分组成；刀体紧固螺丝(1)、刀块(2)、刀体(3)、螺钉(9)构成切削部分；滚压体(5)、保持架(6)、推力轴承(7)构成滚压部分；支撑套(4)、连接套(8)构成主体部分；保持架(6)里孔与支撑套(4)外圆配合，滚压体(5)由装于保持架上的黄铜板固定；连接套(8)外圆与推力轴承(7)里孔配合并通过内螺纹与支撑套(4)的外螺纹配合；刀块(2)通过螺柱固定在刀体(3)前端上，刀体(3)通过螺钉(9)与刀体紧固螺丝(1)固定在支撑套(4)的前端内槽中；

反镗组合镗头由对刀部分、切削部分、导向部分和主体部分组成；对刀基准保护套(10)、固定螺钉(11)构成对刀部分；刀体紧固螺丝(4)、刀块(14)、刀体(15)、螺钉(22)构成切削部分；滚压体(16)、中隔套(17)、固定圈(19)、推力轴承(20)构成导向部分；芯轴(12)、支撑套(18)、连接套(21)构成主体部分；对刀基准保护套(10)里孔与芯轴(12)配合，并通过固定螺钉(11)实现轴向固定；滚压体(7)共两排，每排成周向均匀分布4至6颗；

单滚压头由滚压部分和主体部分组成；第一推力轴承(24)、支撑套(25)、滚压体(26)、支撑圈(27)、固定圈(28)、第二推力轴承(30)构成滚压部分；刀体(23)、连接套(29)构成主体部分；刀体(23)的外螺纹、小台阶、中台阶、大台阶分别与连接套(29)的内螺纹、里孔、支撑套(25)的里孔、第一推力轴承(24)的里孔相配合，实现各件的径向定位与联接；支撑套(25)的阶梯外圆分别与滚压体(26)的外柱面和支撑圈(27)的内孔配合；连接套(29)的小台大台分别与固定圈(28)和第二推力轴承(30)的里孔配合，实现三者的径向定位；刀体(23)的外螺纹与连接套(29)的内螺纹的配合，实现各个零件的轴向定位。

2.如权利要求1所述的一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是正镗组合镗头相连刀杆的外螺纹为矩形。

3.如权利要求1所述的一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是反镗组合镗头与刀杆连接为圆柱表面及矩形外螺纹；滚压体(16)共两排，每排成周向均匀分布4至6颗。

4.如权利要求1所述的一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是单滚压头的滚压体(26)只有一排且成周向均匀分布4至6颗；滚压体(16)的直径为8～22mm。

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