CN106584030A - 一种小直径定位销孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小直径定位销孔的加工方法，包括以下步骤：根据第一控制信号，在工件上指定位置处进行待加工销孔的定位；根据第二控制信号，控制钻头在定位处进行扩孔操作；根据第三控制信号，采用螺旋铣削加工扩孔后的销孔。本发明的技术方案有效提高了销孔的加工质量和强度，提高了加工精度，同时有效降低了销孔的表面粗糙度。

Description

一种小直径定位销孔的加工方法

技术领域

本发明涉及销孔加工技术领域，尤其涉及一种小直径定位销孔的加工方法。

背景技术

近年来随着高精度光学加工设备的发展,给精密制造业提出更高的要求，零件和产品的加工制造精度不断得到提高，尤其是一些重要孔的加工，其形状、位置、尺寸精度以及表面粗糙度都要求很高。这与机床的控制精度、刀具因素、冷却液因素和加工方法有关。

传统的销孔加工方法中采用普通钻头钻孔、扩孔，通过这种方式加工销孔主要存在以下缺点：其一，在传统的钻孔过程中，主轴中心的线速度为0，即钻头中心不参与切削，工件的中心区域材料要完全依靠钻机向下的推力将其挤出来去除，因而钻头所承受的Z向力很大，当加工钛合金等难加工材料时，刀具的快速磨损失效也就在所难免了。其二，传统钻孔加工过程是一个连续的切削过程，刀刃始终与工件相接触，切削时接触面温度很高，而钛合金的导热性差，连续的切削过程使温度不断累积，这也加速了刀具的磨损失效，导致加工表面质量下降。其三，传统钻孔加工的排屑方式也是导致刀具失效的一个原因。钻孔过程中，切屑从钻头狭槽中排出，排屑速度慢，而切削热主要是由切屑带走的，当切削热不能及时疏散时，大量切削热留在了工件和刀具上，这会加速刀具的磨损失效。另外，切屑与已加工孔的表面有直接接触时，加工表面会被划伤，显然这种排屑方式又影响了孔的表面质量。一般说来，传统钻孔加工质量是无法满足精密制造业的精度要求的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中小直径定位销孔加工精度低、表面粗糙度大的技术问题，提供了一种小直径定位销孔的加工方法，有效提高销孔加工精度和表面精度。

本发明的实施例提供了一种小直径定位销孔的加工方法，包括以下步骤：

一种小直径定位销孔的加工方法，包括以下步骤：

根据第一控制信号，在工件上指定位置处进行待加工销孔的定位；

根据第二控制信号，控制钻头在定位处进行扩孔操作；

根据第三控制信号，采用螺旋铣削加工扩孔后的销孔。

优选地，所述在工件上指定位置处进行待加工销孔的定位的步骤，具体包括：

利用机床探测功能，找准所述工件加工坐标原点，利用中心钻在指定位置定位。

优选地，所述控制钻头在定位处进行扩孔操作的具体步骤为：

控制钻头直径小于待加工销孔直径的钻头进行扩孔操作。

优选地，所述钻头扩孔后的余量为0.1～0.2mm。

优选地，所述定位销孔的直径为2mm或3mm。

优选地，所述工件的材料为430F易切钢材。

优选地，在所述定位销孔的钻孔及扩孔加工过程中，采用润滑冷却液进行润滑冷却。

优选地，所述润滑冷却液为乳化液。

本发明的技术方案与现有技术相比，有益效果在于：本发明先通过钻孔扩孔的方式加工定位销孔，然后采用螺旋铣削对扩孔后的定位销孔进行进一步地加工，有效提高了销孔的加工质量和强度，提高了加工精度，同时有效降低了销孔的表面粗糙度。

附图说明

图1为本发明小直径定位销孔的一种实施例的加工方法；

图2为本发明小直径定位销孔的定位加工示意图；

图3为本发明小直径定位销孔的钻孔扩孔加工示意图；

图4为本发明小直径定位销孔的螺旋铣削加工示意图；

图5为螺旋铣削加工销孔的平面示意图。

图中，10-工件；20-代加工销孔；30-中心钻；40-钻头；50-螺旋铣刀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

如图4所示，本发明的实施例提供了一种小直径定位销孔的加工方法，包括以下步骤：

步骤S100，根据第一控制信号，在工件10上指定位置处进行待加工销孔20的定位；

步骤S200，根据第二控制信号，控制钻头40在定位处进行扩孔操作；

步骤S300，根据第三控制信号，采用螺旋铣削加工扩孔后的销孔20。

以上的所述的第一控制信号，第二控制信号及第三控制信号分别都可以通过编程实现，将编写好的程序输入到自动数控机床，即可完成对上述出加工方法的控制。

进一步地，在所述步骤S100中，利用机床探测功能，找准所述工件10加工坐标原点，利用中心钻30在指定位置定位。即先打样冲眼，可以减少后面钻头40钻孔扩孔的定心作用，钻孔时，先对准样冲眼试钻一浅坑，如有偏位，可用样冲重新冲孔纠正，也可用錾子錾出几条槽来纠正。

本实施例中，结合图2所示，中心钻30定位打样冲眼时的注意事项：1、冲眼的位置要准确，冲心不能偏离线条；2、冲眼间的距离要视划线的形状长短而定；3、冲眼的大小要根据工件10材料表面形状而定，薄的应浅一些，粗糙的可深一些等；4、孔中心处的冲眼最好打得大一些以便钻孔时钻头容易对准圆心。

进一步地，所述步骤S200中，在步骤S100中定位出来的样冲眼处，利用直径小于待加工销孔20直径的钻头40进行扩孔操作，留到要求余量，本实施例中，所述钻头扩孔后的余量为0.1-0.2mm。

该步骤中，优选采用润滑冷却液进行润滑冷却，本实施例中，所述润滑冷却液为乳化液。

步骤S300中，钻孔之后，需要采用一定参数的螺旋铣孔的方式加工扩孔后的销孔20。与传统的钻削加工相比，螺旋铣孔采用了完全不同的加工方式。螺旋铣孔过程由主轴的“自转”和主轴绕孔中心的“公转”2个运动复合而成，这种特殊的运动方式决定了螺旋铣孔的优势。首先，螺旋铣刀50中心的轨迹是螺旋线而非直线，即刀具中心不再与所加工孔的中心重合，属偏心加工过程。刀具的直径与孔的直径不一样，这突破了传统钻孔技术中一把刀具加工同一直径孔的限制，实现了单一直径刀具加工一系列直径孔。这不仅提高了加工效率，同时也大大减少了存刀数量和种类，降低了加工成本。其次，螺旋铣孔过程是断续铣削过程，有利于刀具的散热，从而降低了因温度累积而造成刀具磨损失效的风险。更重要的是，与传统钻孔相比，螺旋铣孔过程在冷却液的使用上有了很大的改进，整个铣孔过程可以采用微量润滑甚至空冷方式来实现冷却，是一个绿色环保的过程。第三，偏心加工的方式使得切屑有足够的空间从孔槽排出，排屑方式不再是影响孔质量的主要因素。

螺旋铣孔工艺的显著特点是切削运动由两种进给运动复合而成，两种进给运动分别是刀具主轴的向下进给运动和刀具周向进给运动，且这两种运动存在着一定的几何关系，如图4所示。图中Dr为螺旋铣刀50刀具直径，Dh为孔径，H为刀具每旋转一中心下降的距离，L1为刀具每转一圈中心移动距离在垂直于中心轴平面上的投影，L2为刀具每转一圈中心移动的距离，θ为切削螺旋角。

描述一个完整的螺旋铣孔运动至少需要以下4个参数：刀具主轴转速N(r/min)，轨道转速ω(r/min)，轴向进给量f(mm/min)和中心偏移距离s(mm)。各参数间的关系为：

H＝f/ω,

L1＝π(Dh-Dr)，

θ＝arctan[f/ωπ(Dh-Dr)]，

L2＝H/sinθ。

若给定铣刀50的齿数为Zn，则刀具中心的切削用量

Δ＝L2ω/NZn，

由于θ角度很小，故有

θ≈sinθ≈tanθ，

便可得到

Δ≈f/NZn×π(Dh-Dr)/f＝π(Dh-Dr)/NZn。

大量切削试验表明，刀具主轴转速N、轨道转速ω、轴向进给量f和中心偏移距离s对铣削力有着不同程度的影响。其中轴向进给量f对轴向铣削力的影响最大，且随着f的增大，铣削力增大，刀具磨损加剧。

进一步地，本实施例中，所述待加工的小直径定位销孔的直径为2mm或3mm。所述工件的材料优选为430F易切钢材。

通过本实施例所述的小直径定位销孔的加工方法，使加工后的销孔的表面粗糙度得到有效降低，同时有效提高了销孔的加工精度。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种小直径定位销孔的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

根据第一控制信号，在工件上指定位置处进行待加工销孔的定位；

根据第二控制信号，控制钻头在定位处进行扩孔操作；

根据第三控制信号，采用螺旋铣削加工扩孔后的销孔。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述在工件上指定位置处进行待加工销孔的定位的步骤，具体包括：

利用机床探测功能，找准所述工件加工坐标原点，利用中心钻在指定位置定位。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述控制钻头在定位处进行扩孔操作的具体步骤为：

控制钻头直径小于待加工销孔直径的钻头进行扩孔操作。

4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于：所述钻头扩孔后的余量为0.1～0.2mm。

5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述定位销孔的直径为2mm或3mm。

6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述工件的材料为430F易切钢材。

7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：在所述定位销孔的钻孔及扩孔加工过程中，采用润滑冷却液进行润滑冷却。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于：所述润滑冷却液为乳化液。