CN105945545B - 一种超细长杆扩孔钻的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超细长杆扩孔钻的加工方法，包括以下步骤：1)车工工序；2)铣工工序；3)热处理工序；4)外磨工序：4.1）将超细长杆扩孔钻的轴线与刀具行走路线呈α角度；4.2）将砂轮的进刀量设定为0.02mm，从前导的一端部磨削到刃部左端面，并测量磨削的前导两端的外圆直径尺寸是否一致；4.3）如果磨削后的两端外圆直径不一致，继续调大α角度，并再次磨削，直至前导的两端外圆直径相等为止；4.4）按事先设定好的角度对超细长杆扩孔钻进行装夹，反复重复翻转磨削的过程，直至磨削直径符合设计要求。该方法改变了原有超细长杆的加工工序，不但大大降低了产品的报废率，而且大幅提高了产品的加工效率，保证了产品的质量。

Description

一种超细长杆扩孔钻的加工方法

技术领域

本发明涉及一种超细长杆扩孔钻的加工方法，属于机械加工领域。

背景技术

在航空领域经常会使用超细刀具，进行飞机零部件孔的加工于测量，这些专用超细刀具与量具被广泛的应用在航空领域的加工之中。该类刀具的加工存在着极高的难度，在实际生产的加工过程中需要在车、铣、磨合热处理等每个工序都要减少完全变形、弹性变形，最后由精加工磨削后导及柄部外圆来保证跳动量与直线度。由于超细类刀具本身刚性较差的特性，在加工过程中，在超细杆的轴线平面内受到外应力的作用，又同时受到夹紧力、切削力、重力、惯性力和切削热的综合作用，使超细刀具的轴线有直变曲，极易产生弯曲变形，发生弹性变形，使得在车、铣、磨削加工过程中，出现让刀现象的同时，超细刀具在加工后出现锥度、腰鼓形、圆柱度差和弯曲等加工缺陷；同时，超细刀具的完全变形还会引起工艺系统振动，刀具的圆度变差，变扁，刀具的跳动量也无法保证，进而降低零件的加工精度和粗糙度，产品的质量、效率极大降低，产品废品率极高，经济效益也受到很大的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超细长杆扩孔钻的加工方法，该方法改变了原有超细长杆的加工工序，不但大大降低了产品的报废率，而且大幅提高了产品的加工效率，保证了产品的质量。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种超细长杆扩孔钻的加工方法，长杆扩孔钻由前导、后导、刀刃和尾柄四部分组成，包括以下步骤：

1）车工工序：将扩孔钻的前导外圆尺寸车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的刃部外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的后导外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的尾柄外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，在加工的过程中，采用跟刀架跟踪车刀所加工位置的方法；

2）铣工工序：采用具有V型坡口的辅助工装对长杆扩孔钻的前导和后导进行支撑，铣削中间的刃部的螺旋齿形；

3）热处理工序：先进行回火热处理，再进行校正热处理，然后进行普通热处理工艺；

4）外磨工序：

4.1）超细长杆扩孔钻的装夹：将超细长杆扩孔钻的轴线与刀具行走路线呈α角度，且1°＜α＜1°30′，首先确定α=1°；

4.2）将砂轮的进刀量设定为0.02mm，从前导的一端部磨削到刃部左端面也就是前导的另一端面，并测量磨削的前导两端的外圆直径尺寸是否一致；

4.3）如果磨削后的两端外圆直径不一致，继续调大α角度，并再次磨削，直至前导的两端外圆直径相等为止；即可选定此角度并将其设定；

4.4）按事先设定好的角度对超细长杆扩孔钻进行装夹，每次以0.02mm切削量进行磨削，加工完前导后，进行翻转，从端部再次磨削后导，实现后导的磨削加工；再次翻转，从端部磨削前导，实现前导的磨削加工后，再次翻转，从端部磨削后导，反复重复翻转磨削的过程，直至磨削直径符合设计要求。

该超细长杆扩孔钻的加工方法具有以下效果：

1）采用该方法可以保证该类产品的轴向跳动量在0.02之内，加工精度得以提高；

2）可以避免加工过程中车、铣磨等工序带来的变形，使得产品质量得到很大程度的提高，使得加工效率得到很大程度的提高，降低了废品率；

3）自制车工用跟刀架，铣工自制辅助工装，热处理工序的调整，磨工工艺的创新，极大程度的减少了产品的弯曲、变形；

4）保证产品的局部跳动量及整体跳动量，加工精度符合要求。

附图说明

图1为超细长杆扩孔钻的结构图。

图2为车削过程中跟刀架的结构示意图。

图3为铣削刃部是的辅助工装主视图。

图4为铣削刃部是的辅助工装侧视图。

其中1为车刀、2为拨盘、3为细长杆扩孔钻、4为顶尖、5为V型坡口。

具体实施方式

如图1所示的一种超细长杆扩孔钻的加工方法，长杆扩孔钻由前导、后导、刀刃和尾柄四部分组成，包括以下步骤：

1）车工工序：将扩孔钻的前导外圆尺寸车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的刃部外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的后导外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的尾柄外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，在加工的过程中，采用跟刀架跟踪车刀所加工位置的方法，如图2所示；

2）铣工工序：采用具有V型坡口的辅助工装对长杆扩孔钻的前导和后导进行支撑，如图3和图4所示，铣削中间的刃部的螺旋齿形；

3）热处理工序：先进行回火热处理，再进行校正热处理，然后进行普通热处理工艺；

普通热处理工序具体为：

1）热处理工序，包括淬回火使其硬度达到HRC64-66；

2)吹砂处理，将刀具表面的氧化皮等杂质去除的过程；

3）表面处理，将刀具进行发蓝工序，即可使刀具表面形成一种保护层，避免腐蚀、上锈；

为了减少细长杆扩孔钻在热处理工序的弯曲变形，将热处理工艺过程进行了细化，同时，在进行热处理工序时将扩孔钻单件竖直悬挂操作，这样可以防止多个工件操作中相互碰撞、晃动带来的变形，在操作中尽量减少晃动，操作应尽量平稳，可以减少红热软化带来的变形；具体如下：分三级预热—高温加热—去应力—淬火—校正—冷却回火—吹砂—表面处理

3.1） 三级预热：低温预热阶段500-600℃采用箱式电炉，保温时间为（2-3）min/mm，此扩孔钻保温时间为36min；中温预热阶段850-900℃采用中温盐浴炉，保温时间40s/mm，此扩孔钻的保温时间为8 min；高温预热阶段1000-1050℃采用高温盐浴炉，保温时间为40s/mm，此扩孔钻的保温时间为6.5min，分三次预热，可以减小刀具的内外温差；

3.2）高温加热：1050-1270℃采用高温盐浴炉，将预热后的扩孔钻整体浸入盐浴炉中进行加热，然后断电2min；

3.3）去应力：将扩孔钻放置于密封的铁盒中，空的间隙用铸铁填充，放入箱式电炉中840-860℃保温1.5h，然后随电炉一起空冷至室温；

3.4）淬火：分三次淬火，第一次840-860℃淬火时间为2.5-3.5min；第二次淬火540-560℃淬火时间为3.5-4.5min，设定温度为250-270℃等温30 min后，进行第三次淬火115-125℃，时间为4.5-5.5min；

3.5）校正：可放置于压力机中进行热校，校正扩孔钻的凸起处，也可用胶皮锤校正扩孔钻的凸起处；

3.6） 冷却回火：采用盐浴冷却回火，两次回火，第一次540-560℃回火时间为2h，第二次回火540-560℃回火时间为1.5h；

3.7）吹砂：可去除多余的氧化皮以及其他杂质，提高零件表面的清洁度；

3.8）发蓝：发蓝是将工件在化学药物中加热到适当温度使其表面形成一层蓝色氧化膜的工艺，可防止腐蚀、生锈；

4）外磨工序：

4.1）超细长杆扩孔钻的装夹：将超细长杆扩孔钻的轴线与刀具行走路线呈α角度，且1°＜α＜1°30′，首先确定α=1°；

4.2）将砂轮的进刀量设定为0.02mm，从前导的一端部磨削到刃部左端面也就是前导的另一端面，并测量磨削的前导两端的外圆直径尺寸是否一致；

4.3）如果磨削后的两端外圆直径不一致，继续调大α角度，并再次磨削，直至前导的两端外圆直径相等为止；即可选定此角度并将其设定；

4.4）按事先设定好的角度对超细长杆扩孔钻进行装夹，每次以0.02mm切削量进行磨削，加工完前导后，进行翻转，从端部再次磨削后导，实现后导的磨削加工；再次翻转，从端部磨削前导，实现前导的磨削加工后，再次翻转，从端部磨削后导，反复重复翻转磨削的过程，直至磨削直径符合设计要求。

Claims (1)

1.一种超细长杆扩孔钻的加工方法，长杆扩孔钻由前导、后导、刀刃和尾柄四部分组成，其特征在于包括以下步骤：

1)车工工序：将扩孔钻的前导外圆尺寸车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的刃部外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的后导外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，将扩孔钻的尾柄外圆车至图纸要求尺寸加大0.8-0.9mm，在加工的过程中，采用跟刀架跟踪车刀所加工位置的方法；

2)铣工工序：采用具有V型坡口的辅助工装对长杆扩孔钻的前导和后导进行支撑，铣削中间的刃部的螺旋齿形；

3)热处理工序：先进行回火热处理，再进行校正热处理，然后进行普通热处理工艺；

普通热处理工序具体为：

3.1）热处理工序，包括淬回火使其硬度达到HRC64-66；

3.2)吹砂处理，将刀具表面的氧化皮等杂质去除的过程；

3.3）表面处理，将刀具进行发蓝工序，即可使刀具表面形成一种保护层，避免腐蚀、上锈；

为了减少细长杆扩孔钻在热处理工序的弯曲变形，将热处理工艺过程进行了细化，同时，在进行热处理工序时将扩孔钻单件竖直悬挂操作，这样可以防止多个工件操作中相互碰撞、晃动带来的变形，在操作中尽量减少晃动，操作应尽量平稳，可以减少红热软化带来的变形；具体如下：分三级预热—高温加热—去应力—淬火—校正—冷却回火—吹砂—表面处理

3.3.1）三级预热：低温预热阶段500-600℃采用箱式电炉，保温时间为（2-3）min/mm，此扩孔钻保温时间为36min；中温预热阶段850-900℃采用中温盐浴炉，保温时间40s/mm，此扩孔钻的保温时间为8 min；高温预热阶段1000-1050℃采用高温盐浴炉，保温时间为40s/mm，此扩孔钻的保温时间为6.5min，分三次预热，可以减小刀具的内外温差；

3.3.2）高温加热：1050-1270℃采用高温盐浴炉，将预热后的扩孔钻整体浸入盐浴炉中进行加热，然后断电2min；

3.3）去应力：将扩孔钻放置于密封的铁盒中，空的间隙用铸铁填充，放入箱式电炉中840-860℃保温1.5h，然后随电炉一起空冷至室温；

3.3.4）淬火：分三次淬火，第一次840-860℃淬火时间为2.5-3.5min；第二次淬火540-560℃淬火时间为3.5-4.5min，设定温度为250-270℃等温30 min后，进行第三次淬火115-125℃，时间为4.5-5.5min；

3.3.5）校正：可放置于压力机中进行热校，校正扩孔钻的凸起处，也可用胶皮锤校正扩孔钻的凸起处；

6）冷却回火：采用盐浴冷却回火，两次回火，第一次540-560℃回火时间为2h，第二次回火540-560℃回火时间为1.5h；

3.3.7）吹砂：可去除多余的氧化皮以及其他杂质，提高零件表面的清洁度；

3.3.8）发蓝：发蓝是将工件在化学药物中加热到适当温度使其表面形成一层蓝色氧化膜的工艺，可防止腐蚀、生锈；

4)外磨工序：

4.1）超细长杆扩孔钻的装夹：将超细长杆扩孔钻的轴线与刀具行走路线呈α角度，且1°＜α＜1°30′，首先设置起始角度=1°；

4.2）将砂轮的进刀量设定为0.02mm，从前导的一端部磨削到刃部左端面也就是前导的另一端面，并测量磨削的前导两端的外圆直径尺寸是否一致；

4.3）如果磨削后的两端外圆直径不一致，继续调大α角度，并再次磨削，直至前导的两端外圆直径相等为止；即可选定此角度并将其设定；

4.4）按事先设定好的角度对超细长杆扩孔钻进行装夹，每次以0.02mm切削量进行磨削，加工完前导后，进行翻转，从端部再次磨削后导，实现后导的磨削加工；再次翻转，从端部磨削前导，实现前导的磨削加工后，再次翻转，从端部磨削后导，反复重复翻转磨削的过程，直至磨削直径符合设计要求。