CN102069380B - 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
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；盲孔镗刀设置在盲孔镗头的前端，盲孔镗刀为“L”形结构，盲孔镗刀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.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基体上。
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，其特征是盲孔镗头后端连接镗杆。
4.一种采用权利要求1工艺装备加工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，调整上述扩孔镗刀，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，调整上述盲孔镗刀，盲孔镗刀从大孔端伸入，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，调整上述滚压刀具，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，进给量达到0.6~0.8mm/转，这样可以保证内孔的表面质量；
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