CN102974995B - 一种小孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小孔加工方法，属于机械零部件领域。所述方法包括：装夹待加工工件；在所述待加工工件上用钻头进行钻孔；对钻孔后的所述待加工工件用铰刀进行铰孔；所述在待加工工件上用钻头进行钻孔，包括：对于每个孔，每钻出预定深度，退刀一次，直至钻完整个孔深。本发明实施例通过在待加工工件上用钻头进行钻孔时，每钻至预定深度，退刀一次，直至钻完整个孔深，避免了由于工件采用的材质疲软，采用钻铰一次加工成形的方法加工出的小孔易出现收缩，尺寸难以保证，不能满足高精度的要求，并且，减小了加工孔数多时的工作量，提高了工作效率。

Description

一种小孔加工方法

技术领域

本发明涉及机械零部件领域，特别涉及一种小孔加工方法。

背景技术

在一些设备(比如动力发射系统的冷却器装置)中，常常会用到这样一种工件，该工件采用较疲软材质(如奥氏不锈钢等)制成，呈管状或其它形状，且其上开设有多个高精度小孔。

对于这类工件，现有的加工方法通常是，先装夹工件，然后采用钻铰一次加工成形的方法，在装夹好的工件上加工小孔。所谓钻铰一次加工成形是指，先在待加工工件上钻孔，然后再进行铰孔，在进行钻孔或铰孔时，都是一次性将孔钻完或铰完。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于工件采用的材质疲软，采用钻铰一次加工成形的方法加工出的小孔易出现收缩，尺寸难以保证，不能满足高精度的要求。并且，由于小孔的尺寸难以保证，所以需要在小孔加工完成后对每个小孔进行检测，对于小孔数量多(比如一个工件上设有几百甚至上千个高精度小孔)的情况，工作量十分巨大，工作效率低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种小孔加工方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种小孔加工方法，适用于孔数量大于200、壁厚不大于15mm的管外壁小孔的加工，所述方法包括：

装夹待加工工件，所述待加工工件为奥氏不锈钢材质的管状工件；在所述待加工工件上用钻头进行钻孔；对钻孔后的所述待加工工件用铰刀进行铰孔；所述在所述待加工工件上用钻头进行钻孔，包括：对于每个孔，每钻出预定深度，退刀一次，直至钻完整个孔深；

其中，钻孔的工艺参数为：钻头的转速为750～850r/min，进给量为10～20mm/min，钻孔时每钻深1.2～1.6mm时退刀一次，铰孔工艺参数优选为：转速220～260r/min，进给量10～20mm/min；

所述方法还包括：钻完第一个孔后，采用钻用通规和钻用止规对所述第一个孔进行检测；

钻完预定个数的孔后，采用钻用通规和钻用止规对所述预定个数的孔中最后一个钻完的孔进行检测；

当所述钻用通规和钻用止规检测到小孔的尺寸不满足设定的工艺参数时，更换新的钻头。

具体地，所述装夹待加工工件，包括：采用数控分度头装夹所述待加工工件。

进一步地，在铰孔完成之后，所述方法还包括：采用铰用通规和铰用止规对铰孔后形成的孔进行检测。

更进一步地，所述方法还包括：当所述铰用通规和铰用止规检测到小孔的尺寸不满足设定的工艺参数时，更换新的铰刀。

更进一步地，所述采用铰用通规和铰用止规对所述孔进行检测，包括：铰完第一个孔后，对所述第一个孔进行检测；

然后每铰完预定个数的孔后，对所述预定个数的孔中最后一个钻完的孔进行检测。

进一步地，所述在所述待加工工件上用钻头进行钻孔；以及对钻孔后的所述待加工工件用铰刀进行铰孔采用数控机床实现。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在待加工工件上用钻头进行钻孔时，每钻至预定深度，退刀一次，直至钻完整个孔深，避免了由于工件采用的材质疲软，采用钻铰一次加工成形的方法加工出的小孔易出现收缩，尺寸难以保证，不能满足高精度的要求，并且，减小了加工孔数多时的工作量，提供了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的小孔加工方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的装夹待加工工件的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例

本发明实施例提供了一种小孔的加工方法，参见图1，该方法包括：

步骤101：装夹待加工工件。

优选地，在本实施例中，该步骤包括：采用数控分度头装夹待加工工件。

参见图2，数控分度头1的三爪夹住待加工工件2一端，待加工工件2另一端顶住尾座3的顶尖的中心孔。进一步地，数控分度头1的定位间隙优选不大于0.015mm，尾座3(即顶尖)的定位精度优选不低于0.015mm。

容易知道，在具体实现中，也可以采用普通分度头，人工进行分度。

步骤102：在该待加工工件上用钻头进行钻孔，且对于每个孔，每钻出预定深度，退刀一次，直至钻完整个孔深。

具体地，当待加工工件为奥氏不锈钢材质的工件时，钻孔工艺参数优选为：转速750～850r/min，进给量10～20mm/min，钻孔时每钻深1.2～1.6mm时需退刀一次。容易知道，在实际应用中，当待加工工件的材质不同时，钻孔工艺参数也不相同。

优选地，在该步骤之前，该方法还包括：

采用中心钻对孔的中心进行定位，以防止钻孔时出现钻偏现象。

进一步地，中心钻应定期更换，比如使用预定时间或钻完预定个数的孔后进行更换。

进一步地，在钻孔完成之后，该方法还包括：

采用钻用通规和钻用止规对钻孔后形成的孔进行检测。

优选地，在本实施例中，采用钻用通规和钻用止规对钻孔后形成的孔进行检测，包括：

钻完第一个孔后，对第一个孔进行检测；

然后每钻完预定个数的孔后，对预定个数的孔中最后一个钻完的孔进行检测。

更进一步地，该方法还包括：当钻用通规和钻用止规检测到小孔的尺寸不满足设定的工艺参数时，更换新的钻头。

以选用直径为的钻头为例，来说明本实施例的钻孔以及对钻出的孔进行检测的步骤。钻孔时，每支钻头钻完第一个孔后，对第一个孔进行检测，分别通过安装在主轴上的Φ1.95钻用通规和Φ2.0钻用止规检查小孔的尺寸，且每连续钻10个孔检测一次，必要时可增加小孔的检测数量和检测频率，当该钻用止规在该小孔上可以通过(表示钻后孔尺寸大于Φ2.0)，应立即更换钻头；当该钻用通规在该小孔上不能通过，(表示钻后孔尺寸在Φ1.90～Φ1.95之间)，可用Φ1.95的钻头钻一次后再铰或重新换钻头；每钻完第1、10、20、30个……孔后，对第1、10、20、30个……孔进行检测，确定钻头的更换时机，。

在实际应用中，钻孔时，应注意观察孔的排屑状态是否良好，排出的铁屑应呈麻花丝状态，如排出的铁屑呈块状态，则说明钻头有损或双刃不均匀，也应立即更换钻头。

进一步地，钻用通规安装在数控机床的主轴上，利用数控机床所设定的检测工艺参数，自动对孔的通过性进行检测；钻用止规在设备停止工作时，由人工进行检测，确保其孔满足规定的要求。

更进一步地，在采用钻用通规对钻孔后形成的孔进行检测之前，该方法还包括：让钻用通规的锥部缓慢进入小孔孔壁，通过锥部与孔壁的间隙情况，主轴自动找正，使钻用通规的中心与被加工孔中心一致。

步骤103：对钻孔后的待加工工件用铰刀进行铰孔。

具体地，当待加工工件为奥氏不锈钢材质的工件时，铰孔工艺参数优选为：转速220～260r/min，进给量10～20mm/min。

进一步地，在采用铰刀对钻孔后的待加工工件进行铰孔之前，该方法还包括：让铰刀的锥部缓慢进入小孔孔壁，通过锥部与孔壁的间隙情况，主轴自动找正，使铰刀的中心与被加工孔中心一致。

优选地，在铰孔完成之后，该方法还包括：

采用铰用通规和铰用止规对铰孔后形成的孔进行检测。

进一步地，采用铰用通规和铰用止规对铰孔后形成的孔进行检测，包括：

铰完第一个孔后，对第一个孔进行检测；

然后每铰完预定个数的孔后，对预定个数的孔中最后一个钻完的孔进行检测。

更进一步地，该方法还包括：当铰用通规和铰用止规检测到小孔的尺寸不满足设定的工艺参数时，更换新的铰刀。

以选用直径为的铰刀为例，来说明本实施例的铰孔以及对铰出的孔进行检测的步骤。其中，铰孔时，每支铰刀铰完第一个孔后，对第一个孔进行检测，且每连续铰10个孔检测一次孔，必要时可增加小孔的检测数量和检测频率。每铰完第1、10、20、30个……孔后，对第1、10、20、30个……孔进行检测，确定刃具的更换时机。若铰用止规检测全部或部分通过，则需重新换铰刀。

同时，铰孔时，为保证孔的尺寸精度高和光洁度为Ra0.8，以出现薄薄的丝状铁屑为佳，即单边有0.01～0.02mm的铰孔余量为宜，如余量过少，可能不能完全消除钻孔纹路，光洁度难以提高。如排出的铁屑呈粉末状态，则表示铰刀的刃有损，或三刃不均匀，也应立即更换铰刀。

进一步地，铰用通规安装在数控机床的主轴上，利用数控机床所设定的检测工艺参数，自动对孔的通过性进行检测；铰用止规在设备停止工作时，由人工进行检测，确保其孔满足规定的要求。

更进一步地，在采用铰用通规对铰孔后形成的孔进行检测之前，该方法还包括：让铰用通规的锥部缓慢进入小孔孔壁，通过锥部与孔壁的间隙情况，主轴自动找正，使铰用通规的中心与被加工孔中心一致。

值得说明的是，本发明实施例提供的小孔加工方法特别适用于小孔直径≤Φ5，6级及以上精度，孔数量大于200、壁厚不大于15mm的管外壁小孔的加工。本发明实施例提供的小孔加工方法中，在待加工工件上用钻头进行钻孔；以及对钻孔后的待加工工件用铰刀进行铰孔采用数控机床实现。

上述步骤通常采用数控机床实现，钻头、铰刀、钻用通规和铰用通规均放置在数控机床的刀具库中，由机床自动更换。容易知道，在进行本实施例加工前，该方法还包括数控加工程序生成过程，数控机床根据生成的数控加工程序执行对待加工工件的加工。

具体地，数控加工程序生成过程可以包括以下步骤：

先在三维软件(例如UGNX2.0)的CAD(ComputerAidedDesign，计算机辅助设计)模块中建立待加工工件的实体模型；

根据待加工工件上孔的数量及位置要求，在三维软件的CAM(computerAidedManufacturing，计算机辅助制造)模块中，自动计算数控分度头的分度方法；

在三维软件的CAD模块中创建钻头、铰刀、通规，并创建各钻头、铰刀的加工方法，切削工艺参数，钻用通规和铰用通规的检测工艺参数；

在三维软件的CAM模块中创建各钻头、铰刀、通规的换刀程序；

在三维软件的CAM模块中，进行实物动态加工检测仿真和干涉检查；

在三维软件的CAM模块中，根据铰刀、钻用通规、铰用通规与各孔壁间隙的测定结果，选定中心定位的自动补偿方式；

选用机床后处理器，生成用于加工的数控程序(G代码)，并在VERICUT软件中对G代码进行仿真加工，从而得到最终的加工程序。

容易知道，数控加工程序生成过程中，根据待加工工件材料的不同设置相应地钻孔工艺参数、铰孔工艺参数以及通规的检测尺寸范围。

本发明实施例通过在待加工工件上用钻头进行钻孔时，每钻至预定深度，退刀一次，直至钻完整个孔深，避免了由于工件采用的材质疲软，采用钻铰一次加工成形的方法加工出的小孔易出现收缩，尺寸难以保证，不能满足高精度的要求，并且，减小了加工孔数多时的工作量，提供了工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种小孔加工方法，适用于孔数量大于200、壁厚不大于15mm的管外壁小孔的加工，所述方法包括：

装夹待加工工件，所述待加工工件为奥氏不锈钢材质的管状工件；

在所述待加工工件上用钻头进行钻孔；

对钻孔后的所述待加工工件用铰刀进行铰孔；

其特征在于，所述在所述待加工工件上用钻头进行钻孔，包括：

对于每个孔，每钻出预定深度，退刀一次，直至钻完整个孔深；

其中，钻孔的工艺参数为：钻头的转速为750～850r/min，进给量为10～20mm/min，钻孔时每钻深1.2～1.6mm时退刀一次，铰孔工艺参数优选为：转速220～260r/min，进给量10～20mm/min；

所述方法还包括：钻完第一个孔后，采用钻用通规和钻用止规对所述第一个孔进行检测；

钻完预定个数的孔后，采用钻用通规和钻用止规对所述预定个数的孔中最后一个钻完的孔进行检测；

当所述钻用通规和钻用止规检测到小孔的尺寸不满足设定的工艺参数时，更换新的钻头。

2.根据权利要求1所述的小孔加工方法，其特征在于，所述装夹待加工工件，包括：

采用数控分度头装夹所述待加工工件。

3.根据权利要求1所述的小孔加工方法，其特征在于，在铰孔完成之后，所述方法还包括：

采用铰用通规和铰用止规对铰孔后形成的孔进行检测。

4.根据权利要求3所述的小孔加工方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述铰用通规和铰用止规检测到小孔的尺寸不满足设定的工艺参数时，更换新的铰刀。

5.根据权利要求4所述的小孔加工方法，其特征在于，所述采用铰用通规和铰用止规对所述孔进行检测，包括：

铰完第一个孔后，对所述第一个孔进行检测；

然后每铰完预定个数的孔后，对所述预定个数的孔中最后一个钻完的孔进行检测。

6.根据权利要求1所述的小孔加工方法，其特征在于，所述在所述待加工工件上用钻头进行钻孔；以及对钻孔后的所述待加工工件用铰刀进行铰孔采用数控机床实现。