CN107717343B - 一种小直径精密盲孔的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小直径精密盲孔的加工方法，目的在于，避免钻头摆动，以及铰刀端部与盲孔底部干涉造成的轴向力引起的铰刀摆动造成的孔径超差的问题，从而提高了加工质量，所采用的技术方案为：1)利用钻头在需要钻盲孔的工件上钻底孔，底孔的深度为盲孔的最大深度；2)利用锪刀或铣刀进行锪孔，锪孔的加工深度与底孔深度相同；3)锪孔后进行镗孔，镗孔的加工深度小于底孔深度；4)利用铰刀进行铰孔，铰刀直径与盲孔直径相同，铰孔的加工深度小于镗孔的加工深度，完成小直径精密盲孔的加工。

Description

一种小直径精密盲孔的加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种小直径精密盲孔的加工方法。
背景技术
在现代航空发动机对开机匣类零件、环形件零件的结构中，经常设计有一种在机匣端面环形槽中间钻几处端面小孔，或在对开机匣接合面处的机匣内壁环形槽中间钻几处端面小孔。小孔的直径一般在ф1-ф3mm之间，而孔径公差仅有+0.015mm。在此类孔的结构中，其典型特征就是孔位于槽的中间，孔壁只在槽两侧的实体材料上加工，而开槽部位由于零件材料已去除，属于开放空间，在钻孔时不参与切削动作。
现有的加工方法加工小孔时，由于钻孔深度、锪孔深度、镗孔深度及铰孔深度为同一深度，在铰孔工步，当铰刀进入孔内，铰刀顶部的非切削刃部位与盲孔底部接触时，铰刀就会受到一个自铰刀端部向柄部的一个轴向力，铰刀直径小，刚性差，在轴向力的作用下就会发生细微的弯曲，由于加工部位为不完全孔壁，铰刀在轴向力的作用下会发生向孔壁无材料的一侧摆动，最终造成加工孔孔径变大，小孔的用途主要用于安装止动销，止动销与小孔为过盈配合，因此要求孔径尺寸必须在公差之内，否则就会造成止动销装配过盈量不够而无法装配，必须特配止动销，特殊情况下会造成零件的报废。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种小直径精密盲孔的加工方法，能够避免钻头摆动，以及铰刀端部与盲孔底部干涉造成的轴向力引起的铰刀摆动造成的孔径超差的问题，从而提高了加工质量。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括以下步骤：
1)利用钻头在需要钻盲孔的工件上钻底孔，底孔的深度为盲孔的最大深度；
2)利用锪刀或铣刀进行锪孔，锪孔的加工深度与底孔深度相同；
3)锪孔后进行镗孔，镗孔的加工深度小于底孔深度；
4)利用铰刀进行铰孔，铰刀直径与盲孔直径相同，铰孔的加工深度小于镗孔的加工深度，完成小直径精密盲孔的加工。
所述步骤1)中在钻底孔前先在工件上钻用于定心的中心孔。
所述步骤1)中钻头的直径比盲孔的直径小0.5-1mm。
所述步骤2)中锪刀或铣刀的直径比盲孔直径小0.2-0.3mm。
所述步骤3)中镗孔直径比盲孔直径小0.05-0.1mm，镗孔的加工深度比锪孔的加工深度小0.05-0.1mm。
所述步骤4)中在铰孔前铰刀现在试件上试切削，试件材质与需要钻盲孔的工件相同。
所述步骤4)中铰孔的加工深度比镗孔的加工深度小0.1-0.3mm。
与现有技术相比，本发明首先通过钻头将孔加工到最大深度，由于钻头直径与最终孔径尺寸之间有足够的余量，能够消除钻头摆动造成的孔径加大量；锪刀的加工深度虽然与钻孔相同，但由于锪刀或铣刀的加工余量较小，且离最终孔径尺寸还有0.1-0.2mm的余量，因此其摆动量不会造成最终孔径的超差，而在最大深度范围内去除孔内余量，为后续铰刀铰孔创造最大的空间；考虑到镗刀刀头端部与孔底的干涉，因此在镗孔时加工深度选择比锪孔深度小，在满足孔径的前提下保证孔位置度的要求；为了避免铰刀端部与盲孔底部干涉造成的轴向力引起的铰刀摆动，铰孔深度必须小于镗孔深度，从而本发明避免了钻头摆动，以及铰刀端部与盲孔底部干涉造成的轴向力引起的铰刀摆动造成的孔径超差的问题，从而提高了加工质量。
进一步，铰刀直径尺寸与加工盲孔尺寸相同，是直接保证孔径尺寸的关键，因此在正式铰孔前必须在同材质的试件上试加工，或在零件上合适的部位进行试切削，确认锪刀直径尺寸合适后再正式加工孔，
附图说明
图1a为航空发动机联动半环的盲孔结构主视图，图1b为航空发动机联动半环的盲孔结构俯视图，其中，1-盲孔、2-结合面；
图2a为航空发动机内机匣的盲孔结构主视图，图2b为航空发动机内机匣的盲孔结构侧面剖视图，其中，3-环形端面槽；
图3a为航空发动机压气机机匣的盲孔结构俯视图，图3b为沿A-A面的剖视图，图3c为B处的放大图，其中，4-上半部、5-下半部、6-接合面。
具体实施方式
下面结合具体的实施例和说明书附图对本发明作进一步的解释说明。
本发明方法是通过下述的步骤实现的：
1)打中心钻孔：使用中心钻钻头打中心孔，起定心作用，适用于端面孔深度大于端面环槽深度的端面孔或在实体上加工的端面孔；
2)钻底孔：使用比盲孔直径小0.5-1mm的钻头在环槽中间打中心钻孔的位置钻底孔，底孔深度按照盲孔的最大深度加工，适用于端面孔深度大于端面环槽深度的端面孔或在实体上加工的端面孔；
3)锪孔：使用比盲孔直径小0.2-0.3mm的锪刀或铣刀锪孔，锪孔深度与钻孔深度相同；
4)镗孔：镗孔直径比盲孔最终直径小0.05-0.1mm，镗孔深度与钻孔深度在公差范围内小0.05-0.1mm；
5)试铰孔：在同材质的试件上或零件上有较大孔径的位置试切削，排除因铰刀直径尺寸超差造成的孔径尺寸超差；
6)铰孔：使用已进行试切削的铰刀铰孔，铰孔深度比镗孔深度在公差范围内小0.1-0.3mm；
7)测量孔径，使用内径千分表测量孔径。
本发明方法首先通过钻头将孔加工到最大深度，由于钻头直径与最终孔径尺寸之间有足够的余量可以消除钻头摆动造成的孔径加大量；锪刀的加工深度虽然与钻孔相同，但由于锪刀加工余量较小，且离最终孔径尺寸还有0.1-0.2mm的余量，因此其摆动量不会造成最终孔径的超差，而在最大深度范围内去除孔内余量，为后续铰刀铰孔创造最大的空间；考虑到镗刀刀头端部与孔底的干涉，因此在镗孔时加工深度选择比锪孔深度小0.05-0.1mm，在满足孔径的前提下保证孔位置度的要求；铰刀直径尺寸与加工孔尺寸相同，是直接保证孔径尺寸的关键，因此在正式铰孔前必须在同材质的试件上试加工，或在零件上合适的部位进行试切削，确认锪刀直径尺寸合适后再正式加工孔，为了避免铰刀端部与盲孔底部干涉造成的轴向力引起的铰刀摆动，铰孔深度必须小于镗孔深度0.1-0.3mm。
实施例1，参见图1a～1b，航空发动机联动半环的结构示意图，在半环的环形槽上下端面设计有2处宽度为2mm的T型环槽，在半环的接合面2与T型槽的中间位置设计有2处直径φ3mm，深3mm的盲孔1。
加工方法如下：
1)锪孔：使用φ2.8mm的锪刀(铣刀)锪孔，锪孔深度3.4mm；
2)镗孔：镗孔直径ф2.9mm，镗孔深度3.3mm；
3)试铰孔：在同材质的试件上试切削，排除因铰刀直径尺寸超差造成的孔径尺寸超差；
4)铰孔：使用已进行试切削的铰刀铰孔，铰孔深度3.2mm；
5)测量孔径，使用内径千分表测量孔径。
实施例2，参见图2a～2b，航空发动机内机匣的盲孔结构示意图，在机匣大端端面上设计有一处宽2.32mm的环形端面槽3，在环形端面槽3的中间位置分布有4处φ3mm的盲孔1，在大端安装边上还设计有16处φ5mm的孔。
加工方法如下：
1)锪孔：使用φ2.8mm的锪刀锪孔，锪孔深度3.4mm；
2)镗孔：镗孔直径φ2.9mm，镗孔深度3.3mm；
3)试铰孔：在零件端面上的φ5mm孔位置试切削，排除因铰刀直径尺寸超差造成的孔径尺寸超差；
4)铰孔：使用已进行试切削的铰刀铰孔，铰孔深度3.2mm；
5)测量孔径，使用内径千分表测量孔径。
实施例3，参见图3a～3c，航空发动机压气机机匣的盲孔结构示意图，机匣包括上半部4和下半部5，在机匣的上半部4的接合面6的T型槽中间位置，需要加工1个φ3+0.015mm，深3+0.5的盲孔1。
加工方法如下：
1)锪孔：使用φ2.8mm的锪刀(铣刀)锪孔，锪孔深度3.4mm；
2)镗孔：镗孔直径φ2.9mm，镗孔深度3.3mm；
3)试铰孔：在同材质的试件上试切削，排除因铰刀直径尺寸超差造成的孔径尺寸超差；
4)铰孔：使用已进行试切削的铰刀铰孔，铰孔深度3.2mm；
5)测量孔径，使用内径千分表测量孔径。
本发明在不改变现有加工方法的刀具和步骤，不额外增加加工成本，只是调整加工参数而达到加工合格孔径，从而本发明避免了钻头摆动，以及铰刀端部与盲孔底部干涉造成的轴向力引起的铰刀摆动造成的孔径超差的问题，从而提高了加工质量，避免了工件的报废。

Claims (3)

1.一种小直径精密盲孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用钻头在需要钻盲孔的工件上钻底孔，底孔的深度为盲孔的最大深度；
2)利用锪刀或铣刀进行锪孔，锪孔的加工深度与底孔深度相同；锪刀或铣刀的直径比盲孔直径小0.2-0.3mm；
3)锪孔后进行镗孔，镗孔的加工深度小于底孔深度；其中镗孔直径比盲孔直径小0.05-0.1mm，镗孔的加工深度比锪孔的加工深度小0.05-0.1mm；
4)利用铰刀进行铰孔，铰刀直径与盲孔直径相同，铰孔的加工深度小于镗孔的加工深度，完成小直径精密盲孔的加工；
步骤4)中在铰孔前铰刀先在试件上试切削，试件材质与需要钻盲孔的工件相同；步骤4)中铰孔的加工深度比镗孔的加工深度小0.1-0.3mm。
2.根据权利要求1所述的一种小直径精密盲孔的加工方法，其特征在于，所述步骤1)中在钻底孔前先在工件上钻用于定心的中心孔。
3.根据权利要求1所述的一种小直径精密盲孔的加工方法，其特征在于，所述步骤1)中钻头的直径比盲孔的直径小0.5-1mm。
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