CN110293237A - 一种同轴高精度孔加工镗刀及加工方法 - Google Patents

一种同轴高精度孔加工镗刀及加工方法 Download PDF

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王波
张�林
贺皑
姜振喜
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Abstract

本发明涉及一种同轴高精度孔加工镗刀及加工方法，属于切削加工刀具领域。包括远端镗刀片、远端可分度刀头夹持器、近端镗刀片、近端可分度式刀头夹持器、刀体、柄部、刀具旋转中心线；本发明采用在刀体上设置两组刀架，通过远端镗刀片及近端镗刀片与刀具旋转中心线的距离调整，本发明采用在刀体上设置两组刀架，通过远端镗刀片及近端镗刀片与刀具旋转中心线的距离调整，使用一把刀具实现同轴孔一次加工到位，通过远端镗刀体和近端镗刀体有效的确保高精度同轴度要求，并且加工效率在传统的方式基础上提高了一倍。

Description

一种同轴高精度孔加工镗刀及加工方法
技术领域
本发明涉及一种同轴高精度孔加工镗刀及加工方法，属于切削加工刀具领域。
背景技术
目前在航空领域，很多飞机结构件都是接头类零件，该类零件最大的特点就是带有连接功能的双耳片结构，在每个耳片上有一个精度非常高的高精度孔，并且两个孔同轴度要求也是非常高，这种同轴不同直径的孔常用的加工工艺方案是先采用钻头或者铣刀分别将两个孔加工成初孔（孔径留余量），然后分两步选择相应的镗刀从两侧对两个孔分别进行粗镗和精镗，这样加工两孔的同轴度会受到机床的摆角精度，刀具结构，切削力，振动以及镗刀片的偏心量的幅值和变化规律不同等因素的影响，所以同轴度难以控制。
因此针对以上的影响因素，本发明提供了一种用于台阶高精度孔加工的镗刀，用于加工同轴不同直径的组合孔。
发明内容
本发明针对现有单个刀架的镗刀加工高精度、高同轴度不同直径的组合孔时难以保证同轴度要求的问题，提供了一种具备同轴高精度孔加工的镗刀，解决同轴度难以保证的问题。
本发明技术方案：一种同轴高精度孔加工镗刀，其特征在于，包括远端镗刀片1、远端可分度式刀头夹持器2、近端镗刀片3、近端可分度式刀头夹持器4、刀体5、柄部6、刀具旋转中心线7；刀体5的一端设置有两组刀架，分别为近端刀架8、远端刀架9，另一端固定装有柄部6，近端刀架8上装有近端可分度式刀头夹持器4，远端刀架9上装有远端可分度式刀头夹持器2，远端镗刀片1和近端镗刀片3分别与远端可分度式刀头夹持器2和近端可分度式刀头夹持器4固定连接。
所述远端镗刀片1距刀具旋转中心线7的可调距离大于近端镗刀片3。
所述远端镗刀片1刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 1根据零件同轴孔的同轴大孔12孔径d 1进行调节。
所述近端镗刀片3刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 2根据零件同轴孔的同轴小孔11孔径d 2进行调节，粗镗时l 1= d 1-加工余量、l 2= d 2-加工余量，精镗时l 1= d 1、l 2= d 2。
所述远端镗刀片1和近端镗刀片3的中心距为双耳片结构零件两孔之间的距离。
一种同轴高精度孔加工镗刀的加工方法，其特征在于，先通过钻头或者铣刀将双耳片结构零件两孔加工至初孔状态，即同轴大孔12初孔直径d11，同轴小孔11初孔直径d22；将镗刀调整到远端镗刀片1刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 1 =（d11+1mm）/2，近端镗刀片3刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 2 =(d22+1mm)/2，通过数控加工程序进行偏心控制从同轴小孔11进入，此时机床主轴不旋转，当远端镗刀片1刀尖和近端镗刀片3刀尖分别快接近零件同轴大孔12端面和同轴小孔11端面时恢复到孔轴与刀具旋转中心重合，机床主轴开始带动镗刀旋转并开始加工零件，加工结束后机床主轴在原位停止旋转，让机床主轴移动偏心，使镗刀刀尖在回退时不干涉零件孔壁，并完全退出镗刀，检查孔径，再根据检查孔径调节镗刀l 1 和 l 2 ，再重复前面的过程，直到孔加工合格为止，整个过程实现了该发明的一次完整的实施。
所述初孔状态为孔径留3mm余量，即d1=d11 +3mm，d2=d22 +3mm。
所述双耳片结构零件两孔即同轴大孔（12）初孔直径d11，同轴小孔（11）初孔直径d22。
本发明的有益效果：本发明采用在刀体5上设置两组刀架，通过远端镗刀片1及近端镗刀片3与刀具旋转中心线7的距离调整，使用一把刀具实现同轴孔一次加工到位，通过远端镗刀体和近端镗刀体有效的确保高精度同轴度要求，并且加工效率在传统的方式基础上提高了一倍。
附图说明
图1是同轴孔加工镗刀结构示意图。
图2是零件同轴高精度孔结构示意图。
图3是零件同轴高精度孔结构剖面示意图。
图中，1-远端镗刀片；2-远端可分度式刀头夹持器；3-近端镗刀片；4-近端可分度式刀头夹持器；5-刀体；6-柄部；7-刀具旋转中心线；8-近端刀架；9-远端刀架；10、零件；11-同轴小孔；12-同轴大孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明并不限于本实例。
本发明提供一种用于同轴高精度孔加工的镗刀，适用于加工同轴不同直径的组合孔一次成型，其结构如图1所示，该镗刀包括远端镗刀片1、远端可分度式刀头夹持器2、近端镗刀片3、近端可分度式刀头夹持器4、刀体5、柄部6、刀具旋转中心线7、近端刀架8、远端刀架9。其中远端镗刀片1和近端镗刀片3通过螺钉分别与远端可分度式刀头夹持器2和近端可分度式刀头夹持器4连接，远端可分度式刀头夹持器2和近端可分度式刀头夹持器4分别安装在远端刀架9和近端刀架8上。所述远端镗刀片1距刀具旋转中心线7的可调距离大于近端镗刀片3;远端镗刀片1刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 1根据零件同轴孔的同轴大孔12孔径d 1进行调节；近端镗刀片3刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 2根据零件同轴孔的同轴小孔11孔径d 2进行调节，粗镗时l 1= d 1-加工余量、l 2= d 2-加工余量，精镗时l 1= d 1、l 2= d 2； 远端镗刀片1和近端镗刀片3的中心距为双耳片结构零件两孔之间的距离。
两组刀具设计不同，且远端行程大于近端的目的是在实际使用中如果近端的孔大于远端的孔通过常规的镗刀和方法就可以解决，比如用常规的镗刀（一组刀架）先将近端的大孔镗到位，然后伸入里面将远端的小孔镗到位，在镗远端小孔时，近端大孔不会干涉，如果反过来，近端是小孔，远端是大孔，想要用上述常规方式就不能镗出远端大孔，因为近端小孔会干涉，因此采用本发明就可避免上述问题。
采用本发明在加工过程中，先通过钻头或者铣刀将双耳片结构零件两孔加工至初孔状态，即同轴大孔12初孔直径d11，同轴小孔11初孔直径d22；将镗刀调整到远端镗刀片1刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 1 =（d11+Qmm）/2，其中，0≤Q≤（d1-d11）/2近端镗刀片3刀尖与刀具旋转中心线7的距离l 2 =(d22+1mm)/2，通过数控加工程序进行偏心控制从同轴小孔11进入，此时机床主轴不旋转，当远端镗刀片1刀尖和近端镗刀片3刀尖分别快接近零件同轴大孔12端面和同轴小孔11端面时恢复到孔轴与刀具旋转中心重合，机床主轴开始带动镗刀旋转并开始加工零件，加工结束后机床主轴在原位停止旋转，让机床主轴移动偏心，使镗刀刀尖在回退时不干涉零件孔壁，并完全退出镗刀，检查孔径，再根据检查孔径调节镗刀l 1 和 l 2 ，再重复前面的过程，直到孔加工合格为止，整个过程实现了该发明的一次完整的实施。
所述初孔状态为孔径留0-（d1-d11）余量，最佳3mm余量，即d1=d11 +3mm，d2=d22 +3mm。
所述双耳片结构零件两孔即同轴大孔（12）初孔直径d11，同轴小孔（11）初孔直径d22。
图2和图3为实例零件组合孔结构，包括零件10、同轴小孔11、同轴大孔12。先通过钻头或者铣刀将两孔加工至初孔状态（孔径留3mm余量，即d 1 =初孔直径d 11 +3mm，d 2 =初孔直径d 22 +3mm），然后将镗刀调整到l 1 =（d11+1mm）/2，l 2 =(d22+1mm)/2，通过数控加工程序进行偏心控制（主轴此时不旋转）从小孔端进入，当远端镗刀片1刀尖和近端镗刀片3刀尖分别快接近零件同轴大孔12端面和同轴小孔11端面时恢复到孔轴与刀具旋转中心重合，机床主轴开始带动镗刀旋转并开始加工零件，加工结束后机床主轴在原位停止旋转，让机床主轴移动偏心，使镗刀刀尖在回退时不干涉零件孔壁，并完全退出镗刀，检查孔径，再根据检查孔径调节镗刀l 1 和 l 2 ，再重复前面的过程，直到孔加工合格为止，整个过程实现了该发明的一次完整的实施。

Claims (9)

1.一种同轴高精度孔加工镗刀，其特征在于，包括远端镗刀片（1）、远端可分度式刀头夹持器（2）、近端镗刀片（3）、近端可分度式刀头夹持器（4）、刀体（5）、柄部（6）；刀体（5）的一端设置有两组刀架，分别为近端刀架（8）、远端刀架（9），另一端固定装有柄部（6），近端刀架（8）上装有近端可分度式刀头夹持器（4），远端刀架（9）上装有远端可分度式刀头夹持器（2），远端镗刀片（1）和近端镗刀片（3）分别与远端可分度式刀头夹持器（2）和近端可分度式刀头夹持器（4）固定连接。
2.如权利要求1所述的一种同轴高精度孔加工镗刀，其特征在于，所述远端镗刀片（1）距刀具旋转中心线（7）的可调距离大于近端镗刀片（3）距刀具旋转中心线（7）的可调距离。
3.根据权利要求1所述的一种同轴高精度孔加工镗刀，其特征在于，所述远端镗刀片（1）刀尖与刀具旋转中心线（7）的距离l 1根据零件同轴孔的同轴大孔（12）孔径d 1进行调节，粗镗时l 1= d 1-加工余量，精镗时l 1= d 1。
4.根据权利要求1所述的一种同轴高精度孔加工镗刀，其特征在于，所述近端镗刀片（3）刀尖与刀具旋转中心线（7）的距离l 2根据零件同轴孔的同轴小孔（11）孔径d 2进行调节，粗镗时l 2= d 2-加工余量，精镗时l 2= d 2。
5.根据权利要求1所述的一种同轴高精度孔加工镗刀，其特征在于，所述远端镗刀片（1）和近端镗刀片（3）的中心距为双耳片结构零件两孔之间的距离。
6.一种同轴高精度孔加工镗刀的加工方法，其特征在于，先通过钻头或者铣刀将双耳片结构零件两孔加工至初孔状态，将镗刀调整到远端镗刀片（1）刀尖与刀具旋转中心线（7）的距离l 1 =（d11+Qmm）/2，近端镗刀片（3）刀尖与刀具旋转中心线（7）的距离l 2 =(d22+Qmm)/2，通过数控加工程序进行偏心控制从同轴小孔（11）进入，此时机床主轴不旋转，当远端镗刀片（1）刀尖和近端镗刀片（3）刀尖分别快接近零件同轴大孔（12）端面和同轴小孔（11）端面时恢复到孔轴与刀具旋转中心重合，主轴开始带动镗刀旋转并开始加工零件，加工结束后机床主轴在原位停止旋转，让机床主轴移动偏心，使镗刀刀尖在回退时不干涉零件孔壁，并完全退出镗刀，检查孔径，再根据检查孔径调节镗刀l 1 和 l 2 ，再重复前面的过程，直到孔加工合格为止。
7.根据权利要求6所述的一种同轴高精度孔加工镗刀的加工方法，其特征在于，所述远端镗刀片（1）刀尖与刀具旋转中心线（7）的距离l 1 =（d11+1mm）/2。
8.根据权利要求6所述的一种同轴高精度孔加工镗刀的加工方法，其特征在于，所述初孔状态为孔径留0-（d1-d11）余量。
9.根据权利要求8所述的一种同轴高精度孔加工镗刀的加工方法，其特征在于，所述初孔状态为孔径留3mm余量。
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