CN103978237B - 一种镗刀装置及台阶深孔过渡圆弧加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镗刀装置及台阶深孔过渡圆弧加工方法，本发明镗刀装置的刀刃固定在刀刃固定柄远离刀盒固定柄的一端上，刀盒固定柄通过螺钉固定在镗刀盒上，在刀刃的切割线的中点到刀刃固定柄和刀盒固定柄连接处的中心的连线的方向上，刀刃的切割线伸出镗刀盒之外。本发明台阶深孔过渡圆弧加工方法，台阶深孔的大径孔设计深度为H，过渡圆弧设计半径为R，包括如下步骤：（1）镗内孔；（2）去除过渡圆弧处部分余量；（3）成型部分过渡圆弧；（4）成型过渡圆弧；（5）精镗过渡圆弧。本发明的镗刀装置镗刀盒不会碰到工件上，从而不影响镗刀装置的工作。本发明台阶深孔过渡圆弧加工方法减少了对加工装置的损害，并且成品质量好。
Description
技术领域
本发明涉及一种镗刀装置及深孔台阶过渡圆弧加工方法。
背景技术
在深孔加工领域，深度大于2米的台阶孔根部过渡圆弧（大于R30）加工普遍较为困难。传统的深孔加工使用的工艺装备为镗头+镗刀盒+镗刀，镗刀盒与镗刀使用螺钉连接，镗刀在镗刀盒内可以滑动调整，并用螺钉压紧。
传统深孔加工工艺及工艺装备的局限性在于：
(一)传统深孔加工工艺装备中镗刀位于镗刀盒的外侧，与镗刀盒顶端面至少需要15-20mm的空间，镗削圆弧时，会与深孔端面相撞；若简单依靠伸出镗刀进行加工，一旦伸出过长，就会大大影响镗孔质量，甚至完成无法加工。
(二)传统深孔加工工艺装备中，为便于工人调整镗刀位置，镗刀与镗刀盒之间间隙达1-2mm，对于内孔的镗削加工没有影响。加工台阶根部过渡圆弧时，需要多次走刀，镗刀与镗刀盒之间间隙过大，会导致每两刀之间出现接刀台阶，影响镗孔表面质量。
(三)传统深孔加工工艺，倾向于成型刀具一次加工，对于圆弧半径大于R30mm的深孔加工，由于切削量过大，刀片磨损严重，即会影响加工表面质量，又会增加刀具消耗，导致加工成本居高不下。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种在镗削时镗刀盒与工件不易发生碰撞的镗刀装置，还提供一种台阶深孔过渡圆弧加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明镗刀装置包括镗刀盒和镗刀，所述的镗刀包括刀柄和刀刃，刀柄包括连接成一体的刀盒固定柄和刀刃固定柄，刀盒固定柄和刀刃固定柄连接成L型，刀刃固定在刀刃固定柄远离刀盒固定柄的一端上，刀盒固定柄通过螺钉固定在镗刀盒上，在刀刃的切割线的中点到刀刃固定柄和刀盒固定柄连接处的中心的连线的方向上，刀刃的切割线伸出镗刀盒之外。
所述的刀盒固定柄和刀刃固定柄相垂直，刀刃的切割线为直线或弧线。
所述的刀盒固定柄和刀刃固定柄夹角为钝角，刀刃的切割线为弧线。
为了在镗孔时镗刀装置既不易与工件发生碰撞又使镗刀具有足够的刚性，所述的刀刃的切割线到刀盒固定柄上邻近刀刃的侧面的最大距离为35-60mm，所述的刀刃的切割线到镗刀盒邻近刀刃的侧面的最大距离为15-25mm。
为了既便于安装又固定牢靠，所述镗刀盒与刀盒固定柄之间是H8/f7间隙配合。
本发明台阶深孔过渡圆弧加工方法，台阶深孔的大径孔设计深度为H，过渡圆弧设计半径为R，包括如下步骤：
（1）镗内孔，在工件上镗出台阶深孔，台阶深孔的大径孔深度为h，h=H-R；
（2）去除过渡圆弧处部分余量：使用端面镗刀，从台阶深孔的大径孔进刀，在台阶深孔的大径孔和小径孔之间的过渡平面端面上镗出多级过渡台阶孔，多级过渡台阶孔总深度等于R，多级过渡台阶孔中的最小孔的孔径等于台阶深孔的大径孔半径减去R，该步骤使用前述的镗刀装置，刀刃的切割线为直线；
（3）成型部分过渡圆弧：使用前述的镗刀装置，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型邻近工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（4）成型过渡圆弧：使用前述的镗刀装置，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型远离工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（5）精镗过渡圆弧：使用前述的镗刀装置，刀刃的切割线与整个过渡圆弧相应，精镗过渡圆弧，使过渡圆弧面达到设计精度。
本发明台阶深孔过渡圆弧加工方法，台阶深孔的大径孔设计深度为H，过渡圆弧设计半径为R，H=2-3.2m，R＝40mm，其特征在于：包括如下步骤：
（1）镗内孔，在工件上镗出台阶深孔，台阶深孔的大径孔深度为h，h=H-R；
（2）去除过渡圆弧处部分余量：使用端面镗刀，从台阶深孔的大径孔进刀，在台阶深孔的大径孔和小径孔之间的过渡平面端面上镗出多级过渡台阶孔，多级过渡台阶孔总深度等于R，多级过渡台阶孔中的最小孔的孔径等于台阶深孔的大径孔半径减去R，该步骤使用的端面镗刀为如权利要求1所述的镗刀装置，刀刃的切割线为直线；多级过渡台阶孔共有5级，多级过渡台阶孔中相邻孔径差值为8mm，多级过渡台阶孔中各级台阶孔的孔深从半径最小到半径最大依次为5.8mm、2.5mm、4.7mm、8mm和19mm；
（3）成型部分过渡圆弧：使用如权利要求1所述的镗刀装置，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型邻近工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（4）成型过渡圆弧：使用如权利要求1所述的镗刀装置，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型远离工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（5）精镗过渡圆弧：使用如权利要求1所述的镗刀装置，刀刃的切割线与整个过渡圆弧相应，精镗过渡圆弧，使过渡圆弧面达到设计精度。
本发明的有益效果是：本发明的镗刀装置采用特别结构的刀柄，刀刃相对于镗刀盒设置在特别的位置上，从而保证在在切割时，刀刃的切割线与工件接触时，镗刀盒与工件之间还有间隙，镗刀盒不会碰到工件上，从而不影响镗刀装置的工作。本发明台阶深孔过渡圆弧加工方法，采用特别的镗刀装置，镗刀在切削圆弧时，不会与端面发生碰撞，并分多步将过渡圆弧加工成型，每次切削量小，减少了对加工装置的损害，并且成品质量好。
附图说明
图1是本发明镗刀装置的结构示意图；
图2是图1中件3的结构示意图；
图3、图4和图5是三种镗刀的结构示意图；
图6是在工件在镗完内孔之后且镗过渡圆弧之前的结构示意图；
图7是工件在去除过渡圆弧处部分余量时的结构示意图；
图8是图7中A局部放大图；
图9是工件在成型部分过渡圆弧时的局部放大图：
图10是工件在成型过渡圆弧时的局部放大图；
图11是工件在精镗过渡圆弧时的局部放大图；
图中：1、镗刀盒，2、螺钉，3、镗刀，3-1、刀盒固定柄，3-2、刀刃固定柄，3-3、刀刃，4、大径孔，5、过渡平面端面，6、小径孔，7、镗杆，8、镗头，9、镗刀装置，10、多级过渡台阶孔，11、镗刀装置，12、镗刀装置，13、镗刀装置。
具体实施方式
如图1所示的一种镗刀装置，包括镗刀盒1和镗刀3，如图2所示，镗刀3包括刀柄和刀刃3-3，刀柄包括连接成一体的刀盒固定柄3-1和刀刃固定柄3-2，刀盒固定柄3-1和刀刃固定柄3-2连接成L型，刀刃3-3固定在刀刃固定柄3-2远离刀盒固定柄3-1的一端上，刀盒固定柄3-1通过螺钉2固定在镗刀盒1上，在刀刃3-3的切割线的中点到刀刃固定柄3-2和刀盒固定柄3-1连接处的中心的连线的方向上，刀刃3-3的切割线伸出镗刀盒1之外。刀盒固定柄3-1和刀刃固定柄3-2相垂直，刀刃3-3为方形，刀刃3-3的切割线为直线。为了切割出其它形状的端面，刀刃3-3也可以是如图3、图4和图5所示结构。
上述几种镗刀装置中，为了在镗孔时镗刀装置既不易与工件发生碰撞又使镗刀具有足够的刚性，刀刃3-3的切割线到刀盒固定柄3-1上邻近刀刃3-3的侧面的最大距离为40mm，但不是必须的，在35-60mm范围内即可，刀刃3-3的切割线到镗刀盒1邻近刀刃3-3的侧面的最大距离为20mm，但不是必须的，在15-25mm范围内即可。
定义刀刃的切割线为刀刃在切割时与工件接触的轮廓线。
镗刀盒1与刀盒固定柄3-1之间是H8/f7间隙配合。也可是其它间隙配合或过渡配合，采用H8/f7间隙配合既能保证安装方便，又能防止刀盒固定柄3-1在镗刀盒1中晃动。
如图6-11所示的台阶深孔过渡圆弧加工方法，台阶深孔的大径孔4设计深度为H，过渡圆弧设计半径为R，H=2-3.2m，R＝40mm，
本方法包括如下步骤：
（1）镗内孔，在工件上镗出台阶深孔，如图6所示，台阶深孔的大径孔4深度为h，h=H-R；
（2）去除过渡圆弧处部分余量：使用端面镗刀，从台阶深孔的大径孔4进刀，镗刀装置9安装在镗头8上，镗头8安装在镗杆7上，在台阶深孔的大径孔4和小径孔6之间的过渡平面端面5上镗出多级过渡台阶孔10（如图和图8所示），多级过渡台阶孔10总深度等于R，多级过渡台阶孔10中的最小孔的孔径等于台阶深孔的大径孔4的半径减去R，该步骤使用的端面镗刀为如图1和图2所示的镗刀装置9，刀刃3-3为方形；多级过渡台阶孔10共有5级，多级过渡台阶孔10中相邻孔径差值为8mm，多级过渡台阶孔10中各级台阶孔的孔深从半径最小到半径最大依次为5.8mm、2.5mm、4.7mm、8mm和19mm；
（3）成型部分过渡圆弧：使用镗刀装置11，镗刀装置11结构如图3所示，如图9所示，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型邻近工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（4）成型过渡圆弧：使用镗刀装置12，镗刀装置12结构如图4所示，如图10所示，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型远离工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（5）精镗过渡圆弧：使用镗刀装置13，镗刀装置13结构如图5所示，如图11所示，刀刃的切割线与整个过渡圆弧相应，精镗过渡圆弧，使过渡圆弧面达到设计精度。
按上述加工方法，也可加其它尺寸的工件，本方法尤其适用于加工H≥2m，R≥30mm的工件。
Claims (2)
1.一种台阶深孔过渡圆弧加工方法，台阶深孔的大径孔设计深度为H，过渡圆弧设计半径为R，其特征在于：包括如下步骤：
（1）镗内孔，在工件上镗出台阶深孔，台阶深孔的大径孔深度为h，h=H-R；
（2）去除过渡圆弧处部分余量：使用端面镗刀，从台阶深孔的大径孔进刀，在台阶深孔的大径孔和小径孔之间的过渡平面端面上镗出多级过渡台阶孔，多级过渡台阶孔总深度等于R，多级过渡台阶孔中的最小孔的孔径等于台阶深孔的大径孔半径减去R，该步骤使用的端面镗刀包括镗刀盒和镗刀，所述的镗刀包括刀柄和刀刃，刀柄包括连接成一体的刀盒固定柄和刀刃固定柄，刀盒固定柄和刀刃固定柄连接成L型，刀刃固定在刀刃固定柄远离刀盒固定柄的一端上，刀盒固定柄通过螺钉固定在镗刀盒上，在刀刃的切割线的中点到刀刃固定柄和刀盒固定柄连接处的中心的连线的方向上，刀刃的切割线伸出镗刀盒之外，刀刃的切割线为直线；
（3）成型部分过渡圆弧：使用所述端面镗刀，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型邻近工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（4）成型过渡圆弧：使用所述端面镗刀，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型远离工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（5）精镗过渡圆弧：使用所述端面镗刀，刀刃的切割线与整个过渡圆弧相应，精镗过渡圆弧，使过渡圆弧面达到设计精度。
2.一种台阶深孔过渡圆弧加工方法，台阶深孔的大径孔设计深度为H，过渡圆弧设计半径为R，H=2-3.2m，R＝40mm，其特征在于：包括如下步骤：（1）镗内孔，在工件上镗出台阶深孔，台阶深孔的大径孔深度为h，h=H-R；
（2）去除过渡圆弧处部分余量：使用端面镗刀，从台阶深孔的大径孔进刀，在台阶深孔的大径孔和小径孔之间的过渡平面端面上镗出多级过渡台阶孔，多级过渡台阶孔总深度等于R，多级过渡台阶孔中的最小孔的孔径等于台阶深孔的大径孔半径减去R，该步骤使用的端面镗刀包括镗刀盒和镗刀，所述的镗刀包括刀柄和刀刃，刀柄包括连接成一体的刀盒固定柄和刀刃固定柄，刀盒固定柄和刀刃固定柄连接成L型，刀刃固定在刀刃固定柄远离刀盒固定柄的一端上，刀盒固定柄通过螺钉固定在镗刀盒上，在刀刃的切割线的中点到刀刃固定柄和刀盒固定柄连接处的中心的连线的方向上，刀刃的切割线伸出镗刀盒之外，刀刃的切割线为直线；多级过渡台阶孔共有5级，多级过渡台阶孔中相邻孔径差值为8mm，多级过渡台阶孔中各级台阶孔的孔深从半径最小到半径最大依次为5.8mm、2.5mm、4.7mm、8mm和19mm；
（3）成型部分过渡圆弧：使用所述端面镗刀，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型邻近工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（4）成型过渡圆弧：使用所述端面镗刀，刀刃的切割线与1/2过渡圆弧相应，成型远离工件中心轴的1/2过渡圆弧；
（5）精镗过渡圆弧：使用所述端面镗刀，刀刃的切割线与整个过渡圆弧相应，精镗过渡圆弧，使过渡圆弧面达到设计精度。
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