CN110671226A - 一种细长孔的精密加工件及其制造方法 - Google Patents

一种细长孔的精密加工件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种细长孔的精密加工件及其制造方法，包括柱体套件，所述柱体套件由内套和热套在内套外部的外套构成，位于所述内套的外表壁开设有竖直分布的外半圆槽，位于所述外套的内表壁开设有内半圆槽。本发明中，发动机缸体有内套和外套热套构成，内套外表壁开设外半圆槽，外套内表壁开设内半圆槽，内套和外套热套后外半圆槽和内半圆槽形成一个完成的预留孔，便于后续的钻头扩孔和铰刀铰孔加工，降低钻刀的报废率和发动机缸体的报废率，发动机缸体对应的制造方法为先单独加工内套和外套然后进行正火降低硬度，最后将内套和外套对接后利用摩擦融合成一体，提高整个发动机缸体的气密性，制作简单，成本低。

Description

一种细长孔的精密加工件及其制造方法
技术领域
本发明涉及紧密加工件及其制造技术领域，尤其涉及一种细长孔的精密加工件及其制造方法。
背景技术
精密加工件是零部件的关键部件，为了满足性能，通常使用机床进行粗精加工的工件。
其中，对于发动机缸体类的工件，其端部通常加工细长孔，对于细长孔件工件的精加工较为困难，目前的加工方式是在成型缸体的端部进行钻中心孔-钻孔-扩孔-铰孔来实现，但是此过程存在以下问题：1、细长孔对应的刀具细长，极易发生折断，2、缸体类工件毛坯料制作成本高，采用细长刀具进行扩孔和钻孔时阻力大，容易出现细长孔同轴度不合格的问题，报废率高，生产浪费大；3、采用钻中心孔-钻孔-扩孔-铰孔的加工工艺，机加工艺多，容易出现因对刀累计产生的孔加工误差，精度低。
因此，本发明提供一种细长孔的精密加工件及其制造方法
发明内容
本发明的目的在于：为了解决发动机缸体精密部件因加工细长孔容易出现发动机缸体报废率高的问题和现有的加工工艺带来的容易损坏刀具以及加工精度低的问题，而提出的一种细长孔的精密加工件及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种细长孔的精密加工件，包括柱体套件，所述柱体套件由内套和热套在内套外部的外套构成，位于所述内套的外表壁开设有竖直分布的外半圆槽，位于所述外套的内表壁开设有内半圆槽，所述内半圆槽和外半圆槽构成一个完成的预留孔。
作为上述技术方案的进一步描述：
位于所述外套的外表壁固定设置有一体式外限位凸起，所述外限位凸起呈周向均匀分布。
作为上述技术方案的进一步描述：
位于所述内套的内表壁固定设置有一体式内限位凸起，所述内限位凸起呈周向均匀分布。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述外套的端部固定设置有一体式限位环板，所述限位环板的内径和内套的内径相同。
一种细长孔的精密加工件制造方法，包括以下步骤：
步骤一、下料：选取圆柱类毛坯料，使用线切割加工出内套和外套的毛坯料，内套和外套的内外表壁预留加工余量为1.5-2.5mm。
步骤二、软化：将步骤二中获取的内套和外套进行退火处理，退火温度为620-632摄氏度，退火时间为1-1.5h。
步骤三、加工配合面：采用粗车加工内套外表壁和外套的内表壁至公称直径，两者呈过渡配合。
步骤四、开槽：采用成型铣刀粗铣内套外表壁和外套内表壁，已形成半圆槽，并预留加工余量，加工余量为0.3-0.5mm。
步骤五、融合：将内套外表壁和外套内表壁嵌套连接，然后交错旋转，保持相对转速为800-845r/min，持续旋转10-14s，结束时保持内套外表壁和外套内表壁上的半圆槽同轴心。
步骤六、细长孔加工：
a、对半圆槽形成的圆孔进行钻孔，钻孔转速为420-480r/min，
b、然后进行铰孔,使用铰刀对步骤a产生的孔进行355-365r/min的切削速度加工，进给量为0.5-1.5mm/r。
作为上述技术方案的进一步描述：
步骤三中，首先对内套内表壁和外套的外表壁粗车外圆，并对应预留外内限位凸起和外限位凸起。
作为上述技术方案的进一步描述：
步骤四中，内套上的外半圆槽采用平铣刀进行开槽，然后使用球铣刀成型加工，外套上的内半圆槽使用拉刀开槽，然后使用柱铣刀成型加工。
作为上述技术方案的进一步描述：
步骤六中，所使用的铰刀采用硬质合金的浮动铰刀。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，发动机缸体有内套和外套热套构成，内套外表壁开设外半圆槽，外套内表壁开设内半圆槽，内套和外套热套后外半圆槽和内半圆槽形成一个完成的预留孔，便于后续的钻头扩孔和铰刀铰孔加工，降低钻刀的报废率和发动机缸体的报废率，发动机缸体对应的制造方法为先单独加工内套和外套然后进行正火降低硬度，最后将内套和外套对接后利用摩擦融合成一体，提高整个发动机缸体的气密性，制作简单，成本低。
2、本发明中，内套的内表壁设置内限位凸起，外套的外表壁设置外限位凸起，由此在加工内套的外表表壁和外套的内表壁时，上述两个限位凸起便于夹紧定位，同时采用摩擦熔融配合时，可以增大夹紧力，避免出现夹紧变形和打滑的现象，提高外半圆槽和内半圆槽形成一个完成的预留孔的精度。
3、本发明中，内套和外套嵌套后，通过扩孔和浮动铰刀铰孔，降低加工阻力，简化加工工艺，提高加工效率。
附图说明
图1为本发明提出的一种细长孔的精密加工件的内套和外套配合结构示意图；
图2为本发明提出的一种细长孔的精密加工件的内套和外套配合俯视图的结构示意图；
图3为本发明提出的一种细长孔的精密加工件的内套俯视图结构示意图；
图4为本发明提出的一种细长孔的精密加工件制造方法的加工流程图；
图5为本发明提出的一种细长孔的精密加工件制造方法的开槽加工的流程图。
图例说明：
1、内套；11、外半圆槽；12、内限位凸起；2、外套；21、内半圆槽；22、外限位凸起；23、限位环板；3、预留孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5，一种细长孔的精密加工件，具体的为发动机缸体，包括柱体套件，柱体套件由内套1和热套在内套1外部的外套2构成，通过热套组合成一个完整的缸体，保证缸体的气密性，位于内套1的外表壁开设有竖直分布的外半圆槽11，位于外套2的内表壁开设有内半圆槽21，内半圆槽21和外半圆槽11构成一个完成的预留孔3，预留孔3为细长孔精加工前的孔，可以大大降低钻孔和铰孔的阻力，一种细长孔的精密加工件制造方法，步骤一、下料：选取圆柱类毛坯料，使用线切割加工出内套1和外套2的毛坯料，内套1和外套2的内外表壁预留加工余量为1.5-2.5mm，线切割加工精度高，加工速度快。
步骤二、软化：线切割加工后，内套1和外套2的表面硬度高于普通的加工硬度，将步骤二中获取的内套1和外套2进行退火处理，退火温度为620-632摄氏度，退火时间为1-1.5h，此种范围的退火可以将线切割产生的表面硬度恢复。
步骤三、加工配合面：采用粗车加工内套1外表壁和外套2的内表壁至公称直径，两者呈过渡配合，过渡配合的作用是，便于内套1和外套2进行快速对接和具有一定阻力的转动。
步骤四、开槽：采用成型铣刀粗铣内套1外表壁和外套2内表壁，已形成半圆槽，并预留加工余量，加工余量为0.3-0.5mm，此过程为加工内半圆槽21和外半圆槽11，为后续的钻孔和铰孔做准备。
步骤五、融合：将内套1外表壁和外套2内表壁嵌套连接，然后交错旋转，保持相对转速为800-845r/min，持续旋转10-14s，结束时保持内套1外表壁和外套2内表壁上的半圆槽同轴心，将内套1和外套2分别定位在车床上，内套1夹紧内孔，外套2夹紧外表壁，两者相对运动，利用摩擦力产生高温熔融对接，并借助机床的转动微调确保，内套1和外套2相对静止后，内半圆槽21和外半圆槽11组合成一个圆孔状态。
步骤六、细长孔加工：
a、对半圆槽形成的圆孔进行钻孔，钻孔转速为420-480r/min，钻孔对步骤五中的圆孔进行粗扩孔，去除熔融带来孔内凸起或凸点，
b、然后进行铰孔,使用铰刀对步骤a产生的孔进行355-365r/min的切削速度加工，进给量为0.5-1.5mm/r，铰刀具有提高加工精度的功效，上述数据可以提高铰孔速度和铰孔精度。
实施例2
请参阅图1-4，和实施例1的区别为，一种细长孔的精密加工件，位于外套2的外表壁固定设置有一体式外限位凸起22，外限位凸起22呈周向均匀分布，位于内套1的内表壁固定设置有一体式内限位凸起12，内限位凸起12呈周向均匀分布，外限位凸起22和内限位凸起12用来辅助外套2和内套1和机床连接，增大固定精度，外套2的端部固定设置有一体式限位环板23，限位环板23的内径和内套1的内径相同，限位环形板23的作用是确保内套1和外套2在套接后形成一个完整的缸套，避免出现错位的问题，一种细长孔的精密加工件制造方法，步骤三中，首先对内套1内表壁和外套2的外表壁粗车外圆，并对应预留外内限位凸起12和外限位凸起22，粗车外圆，有助于后续扩孔和铰孔时，内套1和外套2的夹紧定位更加准确，确保内套1和外套2的对中性。
实施例3
请参阅图5，和实施例1的区别为，步骤四中，一种细长孔的精密加工件制造方法，内套1上的外半圆槽11采用平铣刀进行开槽，然后使用球铣刀成型加工，降低开槽的难度，提高成型精度，外套2上的内半圆槽21使用拉刀开槽，然后使用柱铣刀成型加工，降低开槽难度，提高成型精度，所使用的铰刀采用硬质合金的浮动铰刀，提高铰刀的使用寿命和细长孔的加工精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种细长孔的精密加工件，包括柱体套件，其特征在于，所述柱体套件由内套(1)和热套在内套(1)外部的外套(2)构成，位于所述内套(1)的外表壁开设有竖直分布的外半圆槽(11)，位于所述外套(2)的内表壁开设有内半圆槽(21)，所述内半圆槽(21)和外半圆槽(11)构成一个完成的预留孔(3)。
2.根据权利要求1所述的一种细长孔的精密加工件，其特征在于，位于所述外套(2)的外表壁固定设置有一体式外限位凸起(22)，所述外限位凸起(22)呈周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种细长孔的精密加工件，其特征在于，位于所述内套(1)的内表壁固定设置有一体式内限位凸起(12)，所述内限位凸起(12)呈周向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的一种细长孔的精密加工件，其特征在于，所述外套(2)的端部固定设置有一体式限位环板(23)，所述限位环板(23)的内径和内套(1)的内径相同。
5.根据权利要求1所述的一种细长孔的精密加工件制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、下料：选取圆柱类毛坯料，使用线切割加工出内套(1)和外套(2)的毛坯料，内套(1)和外套(2)的内外表壁预留加工余量为1.5-2.5mm。
步骤二、软化：将步骤二中获取的内套(1)和外套(2)进行退火处理，退火温度为620-632摄氏度，退火时间为1-1.5h。
步骤三、加工配合面：采用粗车加工内套(1)外表壁和外套(2)的内表壁至公称直径，两者呈过渡配合。
步骤四、开槽：采用成型铣刀粗铣内套(1)外表壁和外套(2)内表壁，已形成半圆槽，并预留加工余量，加工余量为0.3-0.5mm。
步骤五、融合：将内套(1)外表壁和外套(2)内表壁嵌套连接，然后交错旋转，保持相对转速为800-845r/min，持续旋转10-14s，结束时保持内套(1)外表壁和外套(2)内表壁上的半圆槽同轴心。
步骤六、细长孔加工：
a、对半圆槽形成的圆孔进行钻孔，钻孔转速为420-480r/min，
b、然后进行铰孔,使用铰刀对步骤a产生的孔进行355-365r/min的切削速度加工，进给量为0.5-1.5mm/r。
6.根据权利要求5所述的一种细长孔的精密加工件制造方法，其特征在于，步骤三中，首先对内套(1)内表壁和外套(2)的外表壁粗车外圆，并对应预留外内限位凸起(12)和外限位凸起(22)。
7.根据权利要求5所述的一种细长孔的精密加工件制造方法，其特征在于，步骤四中，内套(1)上的外半圆槽(11)采用平铣刀进行开槽，然后使用球铣刀成型加工，外套(2)上的内半圆槽(21)使用拉刀开槽，然后使用柱铣刀成型加工。
8.根据权利要求5所述的一种细长孔的精密加工件制造方法，其特征在于，步骤六中，所使用的铰刀采用硬质合金的浮动铰刀。
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