CN103182553A - 挺柱孔钻孔刀具组件及该挺柱孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挺柱孔钻孔刀具组件及该挺柱孔的加工方法。该刀具组件包括：内冷定心阶梯钻头和重金属热套刀柄；内冷定心阶梯钻头为带内冷却孔的阶梯结构，具体包括：钻心、扩孔段、倒角段和钻头刀柄，钻心的直径最小，使得钻心钻挺柱孔底孔时以避开交叉主油道孔；钻心的端部开有内冷孔；扩孔段紧邻所述钻心；倒角段与扩孔段连接；内冷定心阶梯钻头通过钻头刀柄安装到重金属热套刀柄上。通过采用重金属热套刀柄配内冷定心阶梯钻头加工挺柱孔底孔，很好的解决了偏交叉挺柱孔加工过程中刀具受力不均匀，容易孔径椭圆的问题。此外，采用金刚石珩铰刀珩铰挺柱孔，保证了挺柱孔的粗糙度要求，提高了刀具耐用度。

Description

挺柱孔钻孔刀具组件及该挺柱孔的加工方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别涉及一种挺柱孔钻孔刀具组件及该挺柱孔的加工方法。

背景技术

目前，某型气缸体1的挺柱孔结构是挺柱孔11和主油道孔12偏交叉(具体见图1)。加工挺柱孔11时，钻孔钻头13经过主油道孔12时，由于钻头的一侧没有支撑力，导致钻头13受力不均匀会发生漂钻，使得底孔出、入口处X、Y两个方向直径超差，进而导致后铰孔工序也无法修正底孔椭圆，最终挺柱孔11的孔径以及粗糙度无法满足工艺要求。

目前的加工挺柱孔11工艺流程中，钻挺柱孔底孔(决定挺柱孔是否可以铰出)、扩孔挺柱孔及铰挺柱孔，虽然在同一设备，同一道工序完成，但是由于气缸体结构限制，加工挺柱孔11时只能从缸体底面进刀，允许刀柄最大外径为φ35mm，最小长度为为440mm，刀具长径比大于12，这种普通高速钢的刀柄以及与刀具的夹持结构，导致加工过程刀具刀尖跳动难以控制，钻扩孔时孔口易发生椭圆(出、入口X、Y方向孔径变化量均大于0.03mm)及粗糙度不合。当超差时，就会对柴油机装试性能产生影响，从而造成发动机机油耗高、噪声大等问题。另外，加工节拍比较长，刀具成本比较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能够提高挺柱孔的加工精度的挺柱孔钻孔刀具组件及该挺柱孔的加工方法。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种挺柱孔钻孔刀具组件，包括：内冷定心阶梯钻头和重金属热套刀柄；内冷定心阶梯钻头为带内冷却孔的阶梯结构，具体包括：钻心、扩孔段、倒角段和钻头刀柄，钻心的直径最小，使得钻心钻挺柱孔底孔时以避开交叉主油道孔；钻心的端部开有内冷孔；扩孔段紧邻所述钻心；倒角段与扩孔段连接；内冷定心阶梯钻头通过钻头刀柄安装到重金属热套刀柄上。

进一步地，重金属热套刀柄包括：刀柄和热套夹头，所述刀柄过盈镶入重金属棒。

根据本发明的另一个方面，提供了一种挺柱孔加工方法，具体步骤包括：

首先，将内冷定心阶梯钻头和硬质合金铰刀分别装配到经感应加热的两个重金属热套刀柄的热套夹头中，待冷却测量刀具参数；将金刚石珩铰刀调好直径，装配到浮动刀柄上，并测量刀具参数；

然后，用内冷定心阶梯钻配合重金属热套刀柄钻扩挺柱孔的底孔；

之后，用硬质合金铰刀配合重金属热套刀柄铰挺柱孔；

最后，用金刚石珩铰刀配合浮动刀柄珩铰挺柱孔，然后用内径千分表测量挺柱孔出入口处X/Y方向直径是否符合要求，用粗糙检测仪测量粗糙度是否符合要求。

根据本发明的技术方案，该挺柱孔钻孔加工方法通过采用重金属热套刀柄配内冷定心阶梯钻头加工挺柱孔底孔，很好的解决了偏交叉挺柱孔加工过程中刀具受力不均匀，容易孔径椭圆的问题。此外，采用金刚石珩铰刀珩铰挺柱孔，保证了挺柱孔的粗糙度要求，提高了刀具耐用度。

附图说明

图1为现有气缸体的挺柱孔和主油道孔的结构示意图；

图2为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的内冷定心阶梯钻头的主视结构示意图；

图3为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的内冷定心阶梯钻头的右视结构示意图；

图4为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的重金属热套刀柄的主视结构示意图；

图5为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的硬质合金铰刀的主视结构示意图；

图6为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的金刚石珩铰刀的主视结构示意图；

图7为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的金刚石珩铰刀的左视结构示意图；

图8为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的金刚石珩铰刀的轴向剖视结构示意图；

图9为图8的A-A方向的剖视结构示意图；

图10为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的内冷定心阶梯钻头和重金属热套刀柄的装配结构示意图；

图11为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的硬质合金铰刀和重金属热套刀柄的装配结构示意图；

图12为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的内冷定心阶梯钻头的使用状态示意图；

图13为根据本发明的挺柱孔钻孔刀具组件的硬质合金铰刀的使用状态示意图；

图14为根据本发明的挺柱孔的加工流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参见图1，该挺柱孔钻孔刀具组件包括：内冷定心阶梯钻头2和重金属热套刀柄3。其中，如图2和图3所示，内冷定心阶梯钻头2用于钻扩挺柱孔底孔；内冷定心阶梯钻头2为带内冷却孔阶梯结构，具体包括：钻心21、扩孔段22、倒角段23和钻头刀柄24，钻心21位于内冷定心阶梯钻头2的最右端，且直径最小，使得钻心21钻挺柱孔11底孔时，能避开交叉主油道孔12，在加工过程起对该挺柱孔钻孔刀具组件的定心作用；钻心21的端部开有两个小的内冷孔211，起到排削和润滑降温作用。扩孔段22紧邻钻心21，用于对挺柱孔11底孔进行扩孔。倒角段23位于扩孔段22左边，用于对完成扩孔的挺柱孔11底孔进行倒角。钻头刀柄24与倒角段23的左端连接，位于该挺柱孔钻孔刀具的最左端，用于将该挺柱孔钻孔刀具安装到重金属热套刀柄3上。

如图4所示，重金属热套刀柄3包括：刀柄31和热套夹头32；刀柄31是在现有高速钢刀柄基础上过盈镶入带阻尼减震作用的重金属棒，该重金属热套刀柄使用时利用热感应技术加热热套夹头32使其膨胀，利用材料热胀的物理性质热装刀具，即将内冷定心阶梯钻头2的冷柄(钻头刀柄24)插入热套夹头32，当重金属热套刀柄3的热套夹头32被冷却时，夹持作用就象刀柄与刀具是一体的，大大减少了加工过程刀具刀尖的跳动。

如图14所示，该挺柱孔钻孔加工方法的具体步骤包括：

首先，如图10至图11所示，将内冷定心阶梯钻头2和硬质合金铰刀4分别装配到经感应加热的两个重金属热套刀柄3的热套夹头中，待冷却测量刀具参数；将金刚石珩铰刀5调好直径，装配到浮动刀柄上，并测量刀具参数；

其中，如图5所示，硬质合金铰刀4为六刃阶梯结构，包括：六刃刀头41和刀柄42以及位于六刃刀头41左端的校正头43；六刃刀头41的每刃均为带内冷孔硬质合金涂层刀片，阶梯部分直径相差0.1～0.15mm；校正头43用于刀具校正；刀柄42配合重金属热套刀柄3使用。

如图6至图9所示，金刚石珩铰刀5包括：刀片头部51、主刀体52、调整心轴53和传动销及传动轴54；刀片头部51镶入十二片硬质合金刀片55，主刀体52为六条金刚石磨条56通过锡焊接到金刚石支架57上，用细弹簧58固定于主刀体52上；调整心轴53用于调整金刚石珩铰刀5的直径；传动销及传动轴54用于传递珩铰刀的扭矩。该金刚石珩铰刀5装在浮动刀柄上(图中未示出)。

然后，如图12所示，用内冷定心阶梯钻2配合重金属热套刀柄3钻扩挺柱孔11的底孔，单边留0.35～0.4mm的余量；

之后，如图13所示，再用硬质合金铰刀4配合重金属热套刀柄3铰挺柱孔11，单边留0.05～0.08mm的余量；

最后，用金刚石珩铰刀5配合浮动刀柄珩再铰挺柱孔11，然后用内径千分表测量挺柱孔出入口处X/Y方向直径是否符合要求，测量粗糙度是否符合要求，否则通过调整心轴53调整金刚石珩铰刀5的直径或更换刀具继续加工。

该挺柱孔钻孔加工方法通过采用重金属热套刀柄配内冷定心阶梯钻头加工挺柱孔底孔，很好的解决了偏交叉挺柱孔加工过程中刀具受力不均匀，容易孔径椭圆的问题。此外，采用金刚石珩铰刀珩铰挺柱孔，保证了挺柱孔的粗糙度要求，提高了耐用度。

以上公开的仅为本发明的一个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种挺柱孔钻孔刀具组件，其特征在于，包括：内冷定心阶梯钻头和重金属热套刀柄；所述内冷定心阶梯钻头为带内冷却孔的阶梯结构，具体包括：钻心、扩孔段、倒角段和钻头刀柄，所述钻心的直径最小，使得所述钻心钻挺柱孔底孔时以避开交叉主油道孔；所述钻心的端部开有内冷孔；所述扩孔段紧邻所述钻心；所述倒角段与所述扩孔段连接；所述内冷定心阶梯钻头通过所述钻头刀柄安装到所述重金属热套刀柄上。

2.根据权利要求1所述的挺柱孔钻孔刀具组件，其特征在于，所述重金属热套刀柄包括：刀柄和热套夹头，所述刀柄过盈镶入重金属棒。

3.一种挺柱孔加工方法，其特征在于，具体步骤包括：

首先，将内冷定心阶梯钻头和硬质合金铰刀分别装配到经感应加热的两个重金属热套刀柄的热套夹头中，待冷却测量刀具参数；将金刚石珩铰刀调好直径，装配到浮动刀柄上，并测量刀具参数；

然后，用内冷定心阶梯钻配合重金属热套刀柄钻扩挺柱孔的底孔；

之后，用硬质合金铰刀配合重金属热套刀柄铰挺柱孔；

最后，用金刚石珩铰刀配合浮动刀柄珩铰挺柱孔，然后用内径千分表测量挺柱孔出入口处X/Y方向直径是否符合要求，用粗糙检测仪测量内孔粗糙度是否符合要求。

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