CN102198527A - 一种对钻型深孔的偏心量校正方法 - Google Patents

Abstract

一种对钻型深孔的偏心量校正方法，使用一钻头与锥形导向头组装的导向钻头，将导向钻头插入一侧的深孔，钻削进给过程中导向钻头的锥形导向头沿导向接触点向另一侧的偏移面边缘滑移前进，而导向钻头的钻头部分的刃尖通过刃尖接触点直接对钻头伸进端偏移面的切削，并在锥形导向头向另一侧的偏移面边缘滑移前进的过程中引起的锥形导向头的锥面偏移量逐步增大的作用下逐步扩大了切削量，刃尖在进给至一侧深孔的底部时，不钻穿该孔底，保留约2～4mm的预留孔底，该预留孔底作为另一侧深孔的导向接触点，重复上述操作对另一侧的深孔进行切削，同样也需保留约2～4mm的预留孔底，最后使用一普通麻花钻将两侧深孔交汇处的预留孔底以通孔形式钻穿。

Description

一种对钻型深孔的偏心量校正方法

技术领域

本发明涉及金属加工中的钻孔加工领域，尤其涉及一种对钻型深孔的偏心量校正，应用于金属加工中的深孔加工领域。

背景技术

一般将孔深超过孔径五倍圆柱孔称之为深孔，而深孔加工技术已在国防工业、石油采掘、航空航天、机床、汽车等行业获得相当广泛的应用，且由于其高效、高精度等优越性，深孔加工技术也在某些零件的浅孔加工中得到应用。近年来，深孔加工技术的发展很快，我国机械制造加工业对深孔加工技术的研究也取得了长足的进步，如将深孔钻削与低频振动切削结合起来形成的深孔振动钻削技术、枪钻系统、钻削系统、深孔套料钻削系统等也都有相应的研究和创新。

但是由于深孔加工技术处于封闭半封闭状态，不能直接观察到刀具的切削情况，工艺系统刚性差。导致工件深孔加工钻孔偏移，具体原因如下：

一、机床方面：

1.主轴回转中心和卡盘中心存在误差；

2.因主轴轴承磨损等原因而出现的主轴振摆动；

3.钻套与主轴回转中心之间的同轴度误差，钻套与其外部六十度锥面之间的同轴度误差，钻套定位面与配合孔之间的间隙，都会直接影响钻头的正确导入；

4.主轴，输油器，刀杆支架孔外环杆夹头之间，因部件制造和机床装配而存在的同轴度误差，以及导轨的直线度误差。

二、工件方面因素：

1.工件材质不均匀，特别是钻头刚切入一段时间时的材质有明显的不均匀现象时，钻头会产生“避硬趋软”的倾向而像一侧倾斜，导致孔的偏移；

2.钻头引导孔的预置与否，分别会产生同轴度误差和定心误差；

3.工件壁厚局部过薄时的影响，钻头有向薄壁方向偏斜的倾向。

上述为单向深孔加工易导致的孔向偏移的主要原因，针对加长深孔而言，钻削加工就有相当的难度，加上排屑的难点就更加突出，即要经过钻杆内的排屑通道排出，孔越深，其排屑就越困难。单向钻销加工已然不能达到预期效果，即必须采取对钻深孔的方法完成对钻，以达到通孔效果的作业。那么通过二次钻销作业的通孔接合效果必然的产生偏差，即同心度产生微小的偏差，如图1所示，在左、右深孔对钻作业完毕后，必然的产生左右孔的孔径(同心度)偏移，孔径发生变化，即变小。导致精度受到影响，甚至工件直接报废。由于孔道的轨迹已定，如直接做扩孔处理，两对钻孔错位量将保持原样，孔通径则增大，工件强度减弱。

公开号：CN2544878，公开日：2003年04月16日的中国专利，公开了一种旋转头的偏心量调节装置，它包括旋转头、偏心量改变机构和机身座，所述的偏心量改变机构主要包括偏心旋转电机、旋转盘和偏心杆，旋转盘与偏心旋转电机连接，偏心杆与旋转盘之间通过斜面移位偏心调节结构连接。本实用新型所得到的旋转头的偏心量调节装置，结构简单、成本低、刚性足，不易磨损，对旋转头的偏心量易控制，能获得各种高精度孔形。

该专利通过对旋转头做出改进，提高了偏心量的准确精度，但是该专利没有解决对钻型深孔的偏心量的调节，亦无法对对钻型深孔的偏心量进行校正调节，且结构复杂，成本较高。

公开号：CN201084460，公开日：2008年07月09日的中国专利，公开了一种偏心量调节装置，包括管座、作为被调节件的筒体和固定在筒体上端面的定位板，定位板上开有偏心孔，管座插入该偏心孔中，并能够在孔中转动，管座开有用于安装另一个被调节件的偏心孔，管座上部连接有一个花形板，花形板和定位板上有相配合的定位孔，可以通过销钉或螺栓将花形板定位在定位板上。这种偏心量调节装置结构简单、紧凑，可以在同一装置上实现不同的偏心量调整；当定位板的偏心孔轴线与筒体轴线间的距离等于管座的偏心孔轴线与管座外壁轴线间的距离时，则偏心量n与管座相对于“零对中”位置的转动角度θ满足：n＝2×d×sin(θ/2)，辅以刻度盘，可以方便的调节偏心量，并能够实现零偏心量。

该专利通过一偏心量调节装置来调节金属件钻孔前的偏心量的调整，无法对已完成对钻型深孔的金属件做进一步的偏心量调整。

综上所述，现有技术下的各种对偏心量的校正调整，或为对金属件钻孔前进行调整，或为单向型的钻孔偏心量调整，缺乏一种针对对钻型深孔的偏心量调整校正的方法。

发明内容

为了解决现有技术下的无法对对钻型深孔的偏心量做出校正调整的问题，对于对钻孔的钻销效果是既定事实，所以只能对既定事实做部分校正手段，以最大可能的校正接近指定指标。

综上所示，本发明提供了一种对钻型深孔的偏心量校正方法，通过对钻深孔后产生的同心度偏移，而对所产生的偏移量进行量化校正，提供一种达到精度校正的方法。

本发明的具体步骤方法如下所述：

一种对钻型深孔的偏心量校正方法，包括钻头，其步骤如下所述：

(1)所述的钻头的直径小于对钻型深孔工件初加工时的钻头直径，对该钻头进行修磨加工，其具体为在钻头的头部作部分修磨，修磨保留原有主刀刃和副刀刃，原有横刃部分修磨成一圆柱段；

(2)制做锥形导向头，其具体为，该导向头为锥形结构，导向头的圆锥底面的直径小于钻头的直径，导向头的圆锥底面的中心部位加工一圆型盲孔，该圆型盲孔直径略小于钻头的圆柱段的直径，同时该圆型盲孔的深度略大于钻头的圆柱段的长度；

(3)钻头与锥形导向头组装配合后，制成一导向钻头，其具体为，将钻头与锥形导向头以过盈配合的方式连接在一起；

(4)调整定位，由于需在对钻型深孔工件上的对钻型深孔使用组装好的导向钻头进行钻销，故该导向钻头的直径小于工件初加工时的钻头直径，将导向钻头插入一侧的深孔后，导向钻头的锥形导向头部分的较小直径的锥面接触工件另一侧深孔的偏移面边缘处为导向接触点，而导向钻头的钻头部分的刃尖接触于钻头伸进的一侧的深孔的偏移面处为刃尖接触点；

(5)启动钻床进行钻孔校正，将转速调整为115～135转/分钟，手动慢速控制进给速度，基本接近无阻力进给，进给过程中导向钻头的锥形导向头沿步骤4中所述的的导向接触点向另一侧的偏移面边缘滑移前进，而导向钻头的钻头部分的刃尖通过刃尖接触点直接对钻头伸进端偏移面的切削，并在锥形导向头向另一侧的偏移面边缘滑移前进的过程中引起的锥形导向头的锥面偏移量逐步增大的作用下逐步扩大了切削量，刃尖在进给至一侧深孔的底部时，不钻穿该孔底，保留约3～5MM的预留孔底，该预留孔底作为另一侧深孔的导向接触点，重复上述操作对另一侧的深孔进行切削，同样也需保留约3～5MM的预留孔底；

结束后如未达到所需修正量要求，可更换大一号的钻头进行再一次的扩孔，而保留约3～5MM的预留孔底作为另一侧深孔的导向接触点，作为偏移面边缘，让导向钻头对另一侧的深孔进行切削。

(6)完成步骤5所述的作业后，使用一直径等于工件初加工时的原有交错孔径加上两倍预留孔底的高度的总和的普通麻花钻将两侧深孔交汇处的两处预留孔底以通孔形式钻穿，即修正后的通孔孔径大于原有交错孔径。

根据本发明所述的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，其特征在于，所述的钻头为国家标准的麻花钻，其具体尺寸由对钻孔的大小决定。

根据本发明所述的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，其特征在于，所述的锥形导向头，其硬度必须大于对钻型内孔材质的硬度，其锥度由所需校正的对钻型深孔的直径或初加工时的钻孔的错位量而定，如对钻型深孔的直径或初加工时的钻孔的错位量较大，则该锥形导向头的锥度就较大，反之就越小。

根据本发明所述的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，其特征在于，所述的钻头与锥形导向头以过盈配合的方式连接在一起，其具体为，采用热套工艺加工的方法将两者组装为一体。

由于钻头与锥形导向头的组合，要求达到一定的牢固程度，以防止刀具在加工中发生移动，故采取热套的方法组装为一体，以保证较强的夹持力矩。

使用本发明的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，获得如下有益效果：

1.本发明的一种对钻型深孔的偏心量校正方法针对对钻深孔后产生的同心度偏移问题，对所产生的偏移量进行量化校正，以提供一种达到精度校正的方法；

2.使用本发明的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，对钻孔发生的偏移量进行有效的定量校正，避免工件的盲目报废，降低了零部件的报废率。

附图说明

图1为现有技术下的对钻深孔造成的深孔加工钻孔偏移的具体示意图；

图2a和图2b为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤1的钻头修磨的具体工序示意图；

图3为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤2的锥形导向头部分的具体结构示意图；

图4为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤3的钻头与锥形导向头组装配合后，制成一导向钻头的具体结构示意图；

图5a为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤4的调整定位时的具体示意图；

图5b为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤4的导向接触点的具体结构放大图；

图5c为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤4的刃尖接触点的具体结构放大图；

图6a、图6b、图6c和图6d为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤5的启动钻床进行钻孔校正的具体工序示意图；

图7a、图7b和图7c为本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法的步骤6的使用普通麻花钻将两侧深孔交汇处的预留孔底以通孔形式钻穿的具体工序示意图。

图中：1-钻头，1a-主刀刃，1b-副刀刃，1c-横刃，1d-圆柱段，1e-刃尖，2-对钻型深孔工件，2a-导向接触点，2b-刃尖接触点，2c-预留孔底，3-锥形导向头，3a-圆锥底面，3b-圆型盲孔，4-导向钻头，5-普通麻花钻，A-原有交错孔径，B-预留孔底的高度，C-修正后的通孔孔径。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法做进一步的说明：

实施例

本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法步骤如下：

1.如图2a和图2b所示，选取钻头1修磨加工，该钻头为国家标准的麻花钻，其具体尺寸由对钻孔的大小决定，在该钻头的头部作部分修磨，修磨保留原有主刀刃1a和副刀刃1b，原有横刃1c取消，由圆柱段1d代替；

2.如图3所示，制作锥形导向头3，该导向头为锥形结构，导向头的圆锥底面3a的直径小于钻头的直径，导向头的圆锥底面的中心部位加工一圆型盲孔3b，该圆型盲孔直径略小于钻头的圆柱段的直径，同时该圆型盲孔的深度略大于钻头的圆柱段的长度；

此处应注意，锥形导向头的硬度必须大于对钻型内孔材质的硬度，本实施例中选取材质为高碳钢；另外锥形导向头的锥度由所需校正的对钻型深孔的直径或初加工时的钻孔的错位量而定，如对钻型深孔的直径或初加工时的钻孔的错位量较大，则该锥形导向头的锥度就较大，反之就越小。

3.如图4所示，将钻头1与锥形导向头3组装配合后，制成一导向钻头4，其具体为，将钻头与锥形导向头以过盈配合的方式连接在一起；

此处应注意，由于钻头与锥形导向头的组合，要求达到一定的牢固程度，以防止刀具在加工中发生移动，故采取热套的方法组装为一体，以保证较强的夹持力矩。

4.如图5a、图5b和图5c所示，调整定位，由于需在对钻型深孔工件2上的对钻型深孔使用组装好的导向钻头4进行钻销，故该导向钻头的直径小于工件初加工时的钻头直径，将导向钻头插入一侧的深孔后，导向钻头的锥形导向头3部分的较小直径的锥面接触工件另一侧深孔的偏移面边缘处为导向接触点2a，而导向钻头的钻头1部分的刃尖1e接触于钻头伸进的一侧的深孔的偏移面处为刃尖接触点2b；

5.如图6a、图6b、图6c和图6d、启动钻床进行钻孔校正，本实施例中转速调整为125转/分钟，手动慢速控制进给速度，基本接近无阻力进给，进给过程中导向钻头4的锥形导向头3沿步骤4中所述的的导向接触点2a向另一侧的偏移面边缘滑移前进，而导向钻头的钻头1部分的刃尖1e通过刃尖接触点2b直接对钻头伸进端偏移面的切削，并在锥形导向头向另一侧的偏移面边缘滑移前进的过程中引起的锥形导向头的锥面偏移量逐步增大的作用下逐步扩大了切削量，图中的阴影部分为已切削量，刃尖在进给至一侧深孔的底部时，不钻穿该孔底，保留约2～4MM的预留孔底2c，该预留孔底作为另一侧深孔的导向接触点，重复上述操作对另一侧的深孔进行切削，同样也需保留约2～4MM的预留孔底；

结束后如未达到所需修正量要求，可更换大一号的钻头进行再一次的扩孔，另外此处应注意保留约3～5MM的预留孔底作为另一侧深孔的导向接触点，作为偏移面边缘，让导向钻头对另一侧的深孔进行切削，千万不可钻穿该处，造成另一侧校正切削时没有了导向接触点做为定位修正点，即无法实施另一侧深孔校正。

6.如图7a、图7b和图7c所示，完成步骤5所述的作业后，使用一直径等于工件初加工时的原有交错孔径A加上两倍预留孔底2c的高度B的总和的普通麻花钻5将两侧深孔交汇处的两处预留孔底以通孔形式钻穿，即修正后的通孔孔径C大于原有交错孔径。

从图中可以明显看出，做通孔孔径比较，图7c即修正后的通孔孔径明显大于原有交错孔径。

至此使用本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法来校正对钻型深孔工序结束，校正后的对钻型深孔工件2即可正常使用。

本发明的对钻型深孔的偏心量校正方法其使用的钻头与锥形导向头的组合的导向钻头结构简单，制作成本低，但所产生的校正效果较好，解决了现有技术中的对钻型深孔校正领域的不足，对钻孔发生的偏移量进行有效的定量校正，避免工件的盲目报废，降低了零部件的报废率，适用于金属加工中的深孔加工领域。

Claims (4)

1.一种对钻型深孔的偏心量校正方法，包括钻头(1)，其步骤如下所述：

(1)所述的钻头(1)的直径小于对钻型深孔工件(2)初加工时的钻头直径，对该钻头进行修磨加工，其具体为在钻头的头部作部分修磨，修磨保留原有主刀刃(1a)和副刀刃(1b)，原有横刃(1c)部分修磨成一圆柱段(1d)；

(2)制做锥形导向头(3)，其具体为，该导向头为锥形结构，导向头的圆锥底面(3a)的直径小于钻头(1)的直径，导向头的圆锥底面的中心部位加工一圆型盲孔(3b)，该圆型盲孔直径略小于钻头(1)的圆柱段(1d)的直径，同时该圆型盲孔的深度略大于钻头的圆柱段的长度；

(3)钻头(1)与锥形导向头(3)组装配合后，制成一导向钻头(4)，其具体为，将钻头与锥形导向头以过盈配合的方式连接在一起；

(4)调整定位，由于需在对钻型深孔工件(2)上的对钻型深孔使用组装好的导向钻头(4)进行钻销，故该导向钻头的直径小于工件初加工时的钻头直径，将导向钻头插入一侧的深孔后，导向钻头的锥形导向头(3)部分的较小直径的锥面接触工件另一侧深孔的偏移面边缘处为导向接触点(2a)，而导向钻头的钻头(1)部分的刃尖(1e)接触于钻头伸进的一侧的深孔的偏移面处为刃尖接触点(2b)；

(5)启动钻床进行钻孔校正，将转速调整为115～135转/分钟，手动慢速控制进给速度，基本接近无阻力进给，进给过程中导向钻头(4)的锥形导向头(3)沿步骤4中所述的的导向接触点(2a)向另一侧的偏移面边缘滑移前进，而导向钻头的钻头(1)部分的刃尖(1e)通过刃尖接触点(2b)直接对钻头伸进端偏移面的切削，并在锥形导向头向另一侧的偏移面边缘滑移前进的过程中引起的锥形导向头的锥面偏移量逐步增大的作用下逐步扩大了切削量，刃尖在进给至一侧深孔的底部时，不钻穿该孔底，保留约2～4MM的预留孔底(2c)，该预留孔底作为另一侧深孔的导向接触点，重复上述操作对另一侧的深孔进行切削，同样也需保留约2～4MM的预留孔底；

(6)完成步骤5所述的作业后，使用一直径等于工件初加工时的原有交错孔径(A)加上两倍预留孔底(2c)的高度(3)的总和的普通麻花钻(5)将两侧深孔交汇处的两处预留孔底以通孔形式钻穿，即修正后的通孔孔径(C)大于原有交错孔径。

2.如权利要求1所述的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，其特征在于，所述的步骤1中的钻头(1)为国家标准的麻花钻，其具体尺寸由对钻孔的大小决定。

3.如权利要求1所述的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，其特征在于，所述的步骤2中的锥形导向头(2)，其硬度必须大于对钻型内孔材质的硬度，其锥度由所需校正的对钻型深孔的直径或初加工时的钻孔的错位量而定，如对钻型深孔的直径或初加工时的钻孔的错位量较大，则该锥形导向头的锥度就较大，反之就越小。

4.如权利要求1所述的一种对钻型深孔的偏心量校正方法，其特征在于，所述的步骤3中的钻头(1)与锥形导向头(2)以过盈配合的方式连接在一起，其具体为，采用热套工艺加工的方式将两者组装为一一体式的导向钻头(4)。

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