CN102069380A - 轴类零件小直径台阶深孔加工工艺及工艺装备 - Google Patents

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Abstract

一种轴类零件小直径台阶深孔加工工艺及工艺装备,属于机械制造技术领域。本发明扩孔镗刀是在基体上设置扩孔镗刀,在扩孔镗刀基体外圆上设置支承键;盲孔镗刀具设置在盲孔镗头的前端,盲孔镗刀为“L”形结构;滚压刀具由基体和滚光柱两大部分组成,基体包括刀具轴柄和可调节工艺装备;扩孔镗刀、盲孔镗刀及滚压刀具都是与普通镗杆通过螺纹副相连接。采用上述刀具经大孔端钻孔、小孔端钻孔、精镗小端孔、半精镗大端孔、扩钻台阶、精镗大孔端、滚压大孔端、检验入库加工工艺步骤即可完成轴类零件小直径台阶深孔加工。本发明所述专用刀具,简化了轴类零件的机械加工工艺,巧妙的解决了钻深孔易偏心、孔内台阶尺寸超差、孔径表面质量差等问题。

Description

轴类零件小直径台阶深孔加工工艺及工艺装备
技术领域
本发明属于机械制造技术领域,涉及轴类零件的机械加工技术。
背景技术
目前,对于表面质量和过渡台阶要求如此高的小直径台阶深孔,传统的加工工艺有以下工序步骤组成:第一步:工件轴线中心用深孔钻通孔;第二步:通长镗孔至小端孔图纸要求;第三步:扩钻大端孔;第四步:粗镗大端孔;第五步:镗孔内台阶尺寸至图纸要求;第六步:精镗大端孔至图纸要求;第七步:大端内孔抛光。         
传统刀具及工艺的缺点在于:
(一)、用深孔钻头一次钻孔(直径<φ55mm)钻通,深径比较大,容易造成孔偏心太大致使工件报废;
(二)、传统使用的扩孔钻头的切削刃是在半径方向均匀分布,半径方向最为侧切削刃边与工件轴线不平行,而且原有扩孔钻头没有支承键;在扩钻大孔时,由于中间小孔已经加工好,钻头中心位置的切削刃就不会参与切削过程,使钻头处于自由状态,也就是说钻头在中心位置无法定位,不稳定,钻头容易跑偏,致使工件报废;
(三)、原有镗刀为“一”字形的,而且普通镗头的刀具安装孔距本体最前端的尺寸大,安装后镗孔刀切削刃与镗头基体前端约有25mm的距离,当镗大端孔时,刀具基体已经碰到小孔端面时,切削刃还未镗孔至要求的深度,故孔的内台阶尺寸无法保证;
(四)、要提高工件内孔的光洁度,采用传统的砂纸抛光,是达不到图纸要求的,内孔的表面质量合格率很低;若采用传统的滚压刀具,滚柱的最前端距滚压头基体有约40mm距离,当滚压头基体已经顶到小孔端面时,滚柱还未达到内孔滚压的深度,故孔的局部光洁度达不到要求。
发明内容
为了克服现有技术不足,本发明提供一种轴类零件小直径台阶深孔加工工艺及工艺装备,以解决在加工过程中钻深孔易偏心、孔内台阶尺寸超差、孔表面质量差、产品合格率低等问题。
本发明解决其技术问题是改进了扩孔镗刀、盲孔镗刀及滚压刀具,形成新的加工工艺。
扩孔刀具是在基体上设置扩孔镗刀,扩孔镗刀的外部为圆形,扩孔镗刀外圆及前端角度按内孔台阶尺寸刃磨,扩孔镗刀安装于盲孔镗头上。扩孔镗刀与原有刀具相比,减少刀具中间切削刃,在基体外圆上设置支承键,支承键材质为硬质合金,这样就提高了刀具的耐磨性,以免刀具过度磨损影响孔的加工质量。
盲孔镗刀具设置在盲孔镗头的前端,盲孔镗刀为“L”形结构, 盲孔镗头后端连接镗杆。盲孔镗刀具与原有通孔镗头相比较,刀具上硬质合金切削刃的位置有所变化,与刀体成“L”型分布,刀具安装孔也更靠近镗头的前端,使“L”刀具安装好后,确保切削刃超过与镗头的最前端,在镗孔时至末端时镗头与小孔台阶不发生碰撞。
滚压刀具由辊子、保持器、调节装置、连接轴柄组成,调节装置可实现滚压直径在±0.2mm范围内可以调节;滚压刀具与原有滚压头相比较,辊子位于滚压头的最前端,确保辊子的滚光工作始终处于最前端,在滚压到末端时滚压刀具与小孔台阶不发生碰撞。
采用上述刀具即可完成轴类零件小直径台阶深孔加工,具体工艺步骤如下:
1、大孔端钻孔:将工件固定于机床上,根据图纸要求选用钻孔刀具,钻至图纸要求的深度;
2、小孔端钻孔:在机床上将工件掉头,根据图纸要求选用钻孔刀具,钻至与大孔端相通;
3、精镗小端孔:选用普通镗孔工具,精镗孔至图纸要求;
4、半精镗大端孔:在机床上再次将工件掉头,选用普通镗孔工具,半精镗孔至图纸要求;
5、扩钻台阶:根据图纸要求,调整扩孔镗刀,扩孔镗刀从大孔端伸入,扩钻台阶至图纸要求;扩孔加工时刀具进给量应在0.2~0.5mm/转范围内根据实际情况来选用;
6、精镗大孔端:根据图纸要求,调整盲孔镗刀具,盲孔镗刀具从大孔端伸入,精镗大孔端,通孔后的尺寸保证在滚压头直径±0.2mm调整范围之内;
7、滚压大孔端:根据图纸要求,调整滚压刀具,滚压至图纸要求的尺寸和表面质量,获得所述产品;滚压时滚压速度控制在100~130m/min范围内,进给量可以达到0.6~0.8mm/转,这样可以保证内孔的表面质量;
8、检验入库:成品检验、包装入库。
采用本发明的积极效果是通过设置了专用刀具,简化了轴类零件的机械加工工艺,巧妙的解决了钻深孔易偏心、孔内台阶尺寸超差、孔径表面质量差等问题。从而降低了成本,提高了效率,提升产品质量和竞争力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
附图1为扩孔镗刀结构示意图;
附图2为盲孔镗刀具结构示意图;
附图3为滚压刀具结构示意图。
图1中1-1扩孔镗刀、1-2基体、1-3支承键。
图2中2-1盲孔镗刀、2-2盲孔镗头。
图3中3-1辊子、3-2保持器、3-3调节装置、3-4连接轴柄。
具体实施方式
如图1-3所示:所述实心轴外圆直径为φ320mm,总长为1750mm,要在轴的轴线中心位置加工一个台阶孔,一端为φ125mm孔深1420mm,另一端为φ55mm小孔,两孔相通处的台阶有过渡圆角R5和15°的斜度,两端孔的直径差距较大,而且内孔表面有较高的光洁度要求Rz1.6。实现本发明技术方案是改进了扩孔镗刀、盲孔镗刀及滚压刀具,形成新的加工工艺。扩孔镗刀是在基体1-2上设置扩孔镗刀1-1,扩孔镗刀1-1的外部为圆形,扩孔镗刀1-1外圆及前端角度按内孔台阶尺寸刃磨,扩孔镗刀1-1安装于盲孔镗头上。扩孔镗刀与原有刀具相比,减少刀具中间切削刃,在基体外圆上嵌焊增加了支承键1-3,支承键1-3材质为硬质合金,这样就提高了刀具的耐磨性,以免刀具过度磨损影响孔的加工质量。盲孔镗刀具设置在盲孔镗头2-2的前端,盲孔镗刀2-1为“L”形结构, 盲孔镗头2-2后端连接镗杆。盲孔镗刀具与原有通孔镗头相比较,刀具上硬质合金切削刃的位置有所变化,与刀体成“L”型分布,刀具安装孔也更靠近镗头的前端,使“L”刀具安装好后,确保切削刃超过与镗头的最前端,在镗孔时至末端时镗头与小孔台阶不发生碰撞。滚压刀具由辊子3-1、保持器3-2、调节装置3-3、连接轴柄3-4组成,调节装置3-3可实现滚压直径在±0.2mm范围内可以调节;滚压刀具与原有滚压头相比较,辊子3-1位于滚压刀具的最前端,确保辊子3-1的滚光工作始终处于最前端,在滚压到末端时滚压刀具与小孔台阶不发生碰撞。
采用上述刀具即可完成轴类零件小直径台阶深孔加工,具体工艺步骤如下:
1、大孔端钻孔:将工件固定于机床上,根据图纸要求选用钻孔刀具,钻至图纸要求的深度;
2、小孔端钻孔:在机床上将工件掉头,根据图纸要求选用钻孔刀具,钻至与大孔端相通;
3、精镗小端孔:选用普通镗孔工具,精镗孔至图纸要求;
4、半精镗大端孔:在机床上再次将工件掉头,选用普通镗孔工具,半精镗孔至图纸要求;
5、扩钻台阶:根据图纸要求,调整扩孔镗刀,扩孔镗刀从大孔端伸入,扩钻台阶至图纸要求;扩孔加工时刀具进给量应在0.2~0.5mm/转范围内根据实际情况来选用;
6、精镗大孔端:根据图纸要求,调整盲孔镗刀具,盲孔镗刀具从大孔端伸入,精镗大孔端,通孔后的尺寸保证在滚压头直径±0.2mm调整范围之内;
7、滚压大孔端:根据图纸要求,调整滚压刀具,滚压至图纸要求的尺寸和表面质量,获得所述产品;滚压时滚压速度控制在100~130m/min范围内,进给量可以达到0.6~0.8mm/转,这样可以保证内孔的表面质量;
8、检验入库:成品检验、包装入库。

Claims (4)

1.一种轴类零件小直径台阶深孔加工工艺装备,主要由扩孔镗刀、盲孔镗刀及滚压刀具组成;其特征是扩孔镗刀是在基体上设置扩孔镗刀,扩孔镗刀的外部为圆形,扩孔镗刀外圆及前端角度按内孔台阶尺寸刃磨;在扩孔镗刀基体外圆上设置支承键;盲孔镗刀具设置在盲孔镗头的前端,盲孔镗刀为“L”形结构,盲孔镗刀具上硬质合金切削刃与刀体成“L”型分布,刀具安装孔设置于镗头的前端;滚压刀具由辊子、保持器、调节装置、连接轴柄组成,调节装置可实现滚压直径在±0.2mm范围内可以调节;滚压刀具与原有滚压头相比较,辊子位于滚压头的最前端,确保辊子的滚光工作始终处于最前端,在滚压到末端时滚压刀具与小孔台阶不发生碰撞。
2.一种轴类零件小直径台阶深孔加工工艺, 其特征是具体加工工艺步骤如下:
(1)大孔端钻孔:将工件固定于机床上,根据图纸要求选用钻孔刀具,钻至图纸要求的深度;
(2)小孔端钻孔:在机床上将工件掉头,根据图纸要求选用钻孔刀具,钻至与大孔端相通;
(3)精镗小端孔:选用普通镗孔工具,精镗孔至图纸要求;
(4)半精镗大端孔:在机床上再次将工件掉头,选用普通镗孔工具,半精镗孔至图纸要求;
(5)扩钻台阶:根据图纸要求,调整扩孔镗刀,扩孔镗刀从大孔端伸入,扩钻台阶至图纸要求;扩孔加工时刀具进给量应在0.2~0.5mm/转范围内根据实际情况来选用;
(6)精镗大孔端:根据图纸要求,调整盲孔镗刀具,盲孔镗刀具从大孔端伸入,精镗大孔端,通孔后的尺寸保证在滚压头直径±0.2mm调整范围之内;
(7)滚压大孔端:根据图纸要求,调整滚压刀具,滚压至图纸要求的尺寸和表面质量,获得所述产品;滚压时滚压速度控制在100~130m/min范围内,进给量可以达到0.6~0.8mm/转,这样可以保证内孔的表面质量;
(8)检验入库:成品检验、包装入库。
3.根据权利要求1所述轴类零件小直径台阶深孔加工工艺装备,其特征是扩孔镗刀安装于盲孔镗头上。
4.根据权利要求1所述轴类零件小直径台阶深孔加工工艺装备,其特征是盲孔镗头后端连接镗杆。
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