CN110293373A - 一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，零件的相交孔结构包括第一相交孔和第二相交孔，依次采用钻孔、铣孔、钻孔、铰孔加工得到第二相交孔；先钻孔临近至第一相交孔时，采用铣刀铣孔直至通过第一相交孔，然后在使用钻头将第二相交孔钻通，最后采用高精度铰刀加工第一相交孔、第二相交孔的尺寸。本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题，本发明具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。

Description

一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法
技术领域
本发明属于数控加工的技术领域，具体涉及一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法。
背景技术
随着航空技术的不断发展，近年来，航空结构日益呈现出明显的整体化、紧凑化和精密化的趋势，具有复杂特征的航空系统类零件被大量采用，部分零件具有精度要求高，形位公差要求严的非轴线相交孔。采用传统钻孔加镗孔的方法加工此类相交孔存在以下的缺陷：
1.加工过程中，钻第二相交孔时，钻尖在第一相交孔的孔壁处切削，导致钻尖偏移，难以保证相交孔尺寸精度和形位公差要求；
2.加工过程中，需人工测量调整镗孔余量，出错率较高，加工风险较大，加工效率较低，加工质量不稳定；
3.镗刀直径及装夹长度的限制，加工的高精度孔尺寸范围相对受限，当刀具的长径比较大时，加工风险较大，加工质量不稳定；
4.加工第二相交孔时，由于相交处仅有单侧有加工量，造成镗刀打刀，加速刀具磨损，难以保证尺寸精度和形位公差要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题，本发明具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。
本发明主要通过以下技术方案实现：一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，包括第一相交孔和第二相交孔，依次采用钻孔、铣孔、钻孔、铰孔加工得到第二相交孔；先钻孔临近至第一相交孔时，采用铣刀铣孔直至通过第一相交孔，然后在使用钻头将第二相交孔钻通，最后采用高精度铰刀加工第一相交孔、第二相交孔的尺寸。
为了更好的实现本发明，进一步的，主要包括以下步骤：
步骤S2：然后使用合金钻头加工第二相交孔；
步骤S3：使用硬质合金铣刀循环铣孔，加工至通过第一相交孔；
步骤S4：使用合金钻头加工剩余孔深度；
步骤S5：使用高精度整体硬质合金铰刀分别精加工第一相交孔和第二相交孔。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S2中旋转主轴方向，使其与第二相交孔的轴线相平行，使用合金钻头加工第二个相交孔，孔直径留0.1mm～0.2mm余量，加工深度至距离钻穿第一相交孔0.3-0.6mm。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S3中孔直径留0.1mm～0.2mm余量，铣刀转速S与加工进给速度F的比值按10:1设置。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S5中铰刀的转速S与加工进给速度F的比值按5:1设置。
为了更好的实现本发明，进一步的，使用合金钻头加工第一相交孔的初孔。
为了更好的实现本发明，进一步的，使用合金钻头加工第一个相交孔的初孔，孔直径留0.1mm～0.2mm余量，钻头转速S与加工进给速度F的比值按12:1设置。
为了更好的实现本发明，进一步的，孔精度公差范围大于20um，垂直度在0.05mm以上，孔中心距离公差在0.05mm。
本发明使用钻头加工第一个孔，然后在加工其相交孔时，采用钻孔+铣孔+钻孔的方式，即先钻孔至即将钻入已加工完成的孔时，利用整体硬质合金铣刀铣孔，直至通过已完成的孔，然后再使用钻头将孔钻通，最后使用高精度铰刀将孔径尺寸加工到位。该方法有别于传统的加工方案----加工相交孔时直接使用钻头将孔钻通。本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题；本发明可以解决因相交孔处镗刀打刀造成的镗刀快速磨损问题，具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。
本发明的有益效果：
(1)本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题，本发明具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。
(2)本发明可以解决因相交孔处镗刀打刀造成的镗刀快速磨损问题，具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。
(3)本发明可以适用于孔精度公差范围要求大于20um精度，垂直度在0.05mm以上，孔中心距离公差在0.05mm以上的精密相交孔的加工，具有较好的实用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为钻头的结构示意图；
图3为铣刀的结构示意图；
图4为铰刀的结构示意图；
图5为本发明的加工流程图。
其中：1-零件、2-相交孔结构、3-钻头夹持柄部、4-钻头、5-铣刀夹持柄部、6-铣刀切削刃、7-铰刀夹持柄部、8-铰刀切削刃。
具体实施方式
实施例1：
一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，包括第一相交孔和第二相交孔，依次采用钻孔、铣孔、钻孔、铰孔加工得到第二相交孔；先钻孔临近至第一相交孔时，采用铣刀铣孔直至通过第一相交孔，然后在使用钻头4将第二相交孔钻通，最后采用高精度铰刀加工第一相交孔、第二相交孔的尺寸。
本发明使用钻头4加工第一个孔，然后在加工其相交孔时，采用钻孔+铣孔+钻孔的方式，即先钻孔至即将钻入已加工完成的孔时，利用整体硬质合金铣刀铣孔，直至通过已完成的孔，然后再使用钻头4将孔钻通，最后使用高精度铰刀将孔径尺寸加工到位。该方法有别于传统的加工方案——加工相交孔时直接使用钻头4将孔钻通。
本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头4受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题；本发明可以解决因相交孔处镗刀打刀造成的镗刀快速磨损问题，具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件1的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图5所示，主要包括以下步骤：
步骤S1：使用合金钻头4加工第一相交孔的初孔；
步骤S2：然后使用合金钻头4加工第二相交孔；
步骤S3：使用硬质合金铣刀循环铣孔，加工至通过第一相交孔；
步骤S4：使用合金钻头4加工剩余孔深度；
步骤S5：使用高精度整体硬质合金铰刀分别精加工第一相交孔和第二相交孔。
本发明使用钻头4加工第一个孔，然后在加工其相交孔时，采用钻孔+铣孔+钻孔的方式，即先钻孔至即将钻入已加工完成的孔时，利用整体硬质合金铣刀铣孔，直至通过已完成的孔，然后再使用钻头4将孔钻通，最后使用高精度铰刀将孔径尺寸加工到位。该方法有别于传统的加工方案——加工相交孔时直接使用钻头4将孔钻通。
本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头4受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题；本发明可以解决因相交孔处镗刀打刀造成的镗刀快速磨损问题，具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件1的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例是在实施例2的基础上进行优化：
所述步骤S1中使用合金钻头4加工第一个相交孔的初孔，孔直径留0.1mm～0.2mm余量，钻头4转速S与加工进给速度F的比值按12:1设置；
所述步骤S2中旋转主轴方向，使其与第二相交孔的轴线相平行，使用合金钻头4加工第二个相交孔，孔直径留0.1mm～0.2mm余量，加工深度至距离钻穿第一相交孔0.3-0.6mm。
所述步骤S3中孔直径留0.1mm～0.2mm余量，铣刀转速S与加工进给速度F的比值按10:1设置。
所述步骤S5中铰刀的转速S与加工进给速度F的比值按5:1设置。
本发明使用钻头4加工第一个孔，然后在加工其相交孔时，采用钻孔+铣孔+钻孔的方式，即先钻孔至即将钻入已加工完成的孔时，利用整体硬质合金铣刀铣孔，直至通过已完成的孔，然后再使用钻头4将孔钻通，最后使用高精度铰刀将孔径尺寸加工到位。该方法有别于传统的加工方案——加工相交孔时直接使用钻头4将孔钻通。
本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头4受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题；本发明可以解决因相交孔处镗刀打刀造成的镗刀快速磨损问题，具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件1的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。本发明可以适用于孔精度公差范围要求大于20um精度，垂直度在0.05mm以上，孔中心距离公差在0.05mm以上的精密相交孔的加工，具有较好的实用性。
本实施例的其他部分与上述实施例2相同，故不再赘述。
实施例4：
一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，如图1所示，某航空系统用零件1，材料为Cr16Ni6，零件1的相交孔结构2包括第一相交孔与第二相交孔，孔径尺寸要求均为Φ(+0.036/0)mm，孔1与孔2之间间距要求为5(+0.1/+0.05)mm，两孔垂直度要求为0.05mm。
如图2所示，钻头4的钻头夹持柄部3和钻头4切削刃的直径均为9.8mm，刀具长度＝夹持长度+孔间距+刃长+安全距离(5～10mm)＝20+30+(5～10mm)，设置为55mm；
如图3所示，铣刀的铣刀夹持柄部5、铣刀切削刃6的直径均为8mm，刀具长度＝夹持长度+孔间距+刃长+安全距离(5～10mm)＝20+25+(5～10mm)，设置为50mm；
如图4所示，铰刀的铰刀夹持柄部7直径为10mm，铰刀切削刃8(8)直径取10(+0.008/+0.004)mm，刀具长度＝夹持长度+连接杆+刃长+安全距离(5～10mm)＝20+30+30+(5～10mm)，设置为85mm；
如图5所示，本发明主要包括以下步骤：
步骤S1：使用钻头4加工相交孔孔1的初孔，采用深钻孔走刀方式，单次钻孔深度1.5mm，制初孔加工的转速为S700r/min，进给为F50mm/min。
步骤S2：使用钻头4加工相交孔孔2的A段初孔。
步骤S3：使用铣刀加工相交孔孔2的B段初孔，采用螺旋铣走刀方式，铣孔加工转速为S1000r/min，进给为F100mm/min。
步骤S4：使用钻头4加工相交孔孔2的C段初孔。
步骤S5：使用高精度整体硬质合金铰刀分别精加工加工两个相交孔，铰孔加工的转速为S100r/min，进给为F20mm/min。
通过上述制初孔和铰精孔加工后，完成零件1高精度台阶孔的加工。
本发明使用钻头4加工第一个孔，然后在加工其相交孔时，采用钻孔+铣孔+钻孔的方式，即先钻孔至即将钻入已加工完成的孔时，利用整体硬质合金铣刀铣孔，直至通过已完成的孔，然后再使用钻头4将孔钻通，最后使用高精度铰刀将孔径尺寸加工到位。该方法有别于传统的加工方案——加工相交孔时直接使用钻头4将孔钻通。
本发明可以解决加工第二相交孔时因钻头4受第一相交孔的影响导致钻尖偏移，从而无法满足两孔垂直度与孔位公差要求的问题；本发明可以解决因相交孔处镗刀打刀造成的镗刀快速磨损问题，具有操作方法简单、使用可靠、易于推广的特点，能有效保证相交孔尺寸精度、垂直度和孔中心距离，减少了零件1的报废率，从而降低加工成本，具有较好的实用性。本发明可以适用于孔精度公差范围要求大于20um精度，垂直度在0.05mm以上，孔中心距离公差在0.05mm以上的精密相交孔的加工，具有较好的实用性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，零件的相交孔结构包括第一相交孔和第二相交孔，依次采用钻孔、铣孔、钻孔、铰孔加工得到第二相交孔；先钻孔临近至第一相交孔时，采用铣刀铣孔直至通过第一相交孔，然后在使用钻头将第二相交孔钻通，最后采用高精度铰刀加工第一相交孔、第二相交孔的尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
步骤S2：然后使用合金钻头加工第二相交孔；
步骤S3：使用硬质合金铣刀循环铣孔，加工至通过第一相交孔；
步骤S4：使用合金钻头加工剩余孔深度；
步骤S5：使用高精度整体硬质合金铰刀分别精加工第一相交孔和第二相交孔。
3.根据权利要求2所述的一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中旋转主轴方向，使其与第二相交孔的轴线相平行，使用合金钻头加工第二个相交孔，孔直径留0.1mm～0.2mm余量，加工深度至距离钻穿第一相交孔0.3-0.6mm。
4.根据权利要求2所述的一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中孔直径留0.1mm～0.2mm余量，铣刀转速S与加工进给速度F的比值按10:1设置。
5.根据权利要求2所述的一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，所述步骤S5中铰刀的转速S与加工进给速度F的比值按5:1设置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，使用合金钻头加工第一相交孔的初孔。
7.根据权利要求6所述的一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，使用合金钻头加工第一个相交孔的初孔，孔直径留0.1mm～0.2mm余量，钻头转速S与加工进给速度F的比值按12:1设置。
8.根据权利要求1所述的一种Cr16Ni6材料非轴线相交精密孔的加工方法，其特征在于，孔精度公差范围大于20um，垂直度在0.05mm以上，孔中心距离公差在0.05mm。
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