CN112872397A - 深孔水路加工方法和加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种深孔水路加工方法和加工机床，该方法包括所述深孔水路加工方法包括：采用第一直径的平底钻在待加工件的待加工表面加工引导孔，所述引导孔的深度大于或等于水路堵头的长度，所述引导孔的孔口处的直径公差满足水路堵头的安装要求；采用第二直径的深孔钻沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工；其中，所述第二直径小于所述第一直径。利用本发明，不仅减少了深孔水路加工的工艺步骤，而且能够提高深孔水路加工效率。

Description

深孔水路加工方法和加工机床

技术领域

本发明涉及深孔加工技术领域，特别涉及一种深孔水路加工方法和加工机床。

背景技术

深孔路加工作为热成形模具加工的重要组成部分，其效率和加工质量直接关乎到整个模具的制造成本和周期。传统深孔水路加工分为粗加工和精加工，粗加工是铣孔和钻孔，精加工为铰孔。具体地，以在斜面镶块上加工深孔水路为例，传统深孔水路加工工艺需要经过引导孔加工、引导钻加工、深孔加工及铰孔加工四个步骤，这是因为正常情况下，钻孔由于钻头偏摆较大，使得钻出的孔直径偏差较大，甚至为椭圆，达不到堵头安装的标准圆，铰孔的目的是去除孔内毛刺，使得孔内壁更光滑，并使得孔内径达到堵头安装的公差范围。因此，传统深孔水路不仅步骤更多，而且由于铰孔时转速和进给较低，加工时间较长，导致加工效率偏低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种深孔水路加工方法和加工机床，用于解决现有技术中深孔水路加工工艺步骤较多，加工效率偏低的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种深孔水路加工方法，所述深孔水路加工方法包括：

采用第一直径的平底钻在待加工件的待加工表面加工引导孔，所述引导孔的深度大于或等于水路堵头的长度，所述引导孔的孔口处具有第二直径，所述引导孔的孔口处的直径公差满足水路堵头的安装要求；

采用第一直径的深孔钻继续沿所述引导孔向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工。

在一可选实施例中，所述第二直径与所述第一直径的差值大于等于0.1mm而小于等于0.15mm。

在一可选实施例中，所述第一直径大于等于6mm而小于等于12mm。

在一可选实施例中，所述第一直径包括6mm、8mm、10mm或12mm。

在一可选实施例中，在采用第一直径的平底钻在待加工件的待加工表面加工引导孔的步骤中，加工参数：进给介于135mm/min-165mm/min之间，转速介于1980r/min-2420r/min之间。

在一可选实施例中，在采用第二直径的深孔钻沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工的步骤中，所述深孔钻包括中心出水内冷钻。

在一可选实施例中，在采用第二直径的深孔钻沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工的步骤中，加工参数：进给介于117mm/min-143mm/min之间，转速介于2700r/min-3300r/min之间。

在一可选实施例中，所述引导孔的长度介于15mm-30mm之间，所述深孔水路孔的长度介于150mm-300mm之间。

在一可选实施例中，在采用第一直径的平底钻在待加工件的待加工表面加工引导孔中，所述待加工表面为斜面。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种深孔水路加工机床，所述深孔水路加工机床包括：

机身；

钻孔机构，设置于所述机身上，所述钻孔机构包括驱动机构、与所述驱动机构连接的刀柄、以及可安装于所述刀柄上的所需规格尺寸的平底钻和深孔钻；

工作平台，设置于所述机身上，用于放置和固定待加工件；

控制单元，设置于所述机身上，所述控制单元包括相互耦合的处理器和存储器，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现上述的深孔水路加工方法。

本发明的深孔水路加工方法和加工机床，优化了传统深孔水路加工工艺，不仅减少了深孔水路加工的工艺步骤，而且能够提高深孔水路加工效率。

附图说明

图1显示为本发明的深孔水路加工方法的流程示意图。

图2显示为本发明的深孔水路加工方法中在待加工件的斜面上进行引导孔加工时的剖视图。

图3显示为本发明的深孔水路加工方法中在采用第一直径的深孔钻继续沿所述引导孔向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工时的剖视图。

图4-7分别显示为采用传统深孔水路加工工艺在待加工件的斜面上加工深孔水路孔时各工艺步骤对应的剖视图。

图8显示为本发明的深孔水路加工机床的结构框图。

图9显示为本发明的控制单元的结构框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1-9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

传统深孔水路加工工艺主要包括如图4-7所示的四个工艺步骤，以在待加工件20的斜面加工D8深孔水路孔(深度d2为200mm)为例，包括如下步骤：

步骤一，如图4所示，采用D6端铣刀50，以螺旋下切方式加工D7.9引导孔，加工深度d3为20mm，单边余量0.05mm；加工参数进给F(500mm/min),转速S(2400r/min),下切量0.15mm。需要说明的是，只所以进行引导孔加工是因为在斜面上钻孔如不加工引导孔，钻头无法定心，会导致钻头偏摆断掉。

步骤二，如图5所示，采用D7.9引导钻60，以优化深孔钻下切方式加工D7.9引导孔，加工深度d4为50mm，单边余量0.05mm；加工参数进给F(150mm/min),转速S(3000r/min)。

步骤三，如图6所示，采用D7.9深孔钻70，以优化深孔钻下切方式加工D7.9水路孔，加工深度d1为200mm，单边余量0.05mm；加工参数进给F(130mm/min),转速S(3000r/min)。

步骤四，如图7所示，图4所示，采用D8铰刀80，以铰孔下切方式加工D8水路孔，加工深度d2为25mm；加工参数进给F(30mm/min),转速S(300r/min)。

传统深孔水路加工工艺需要引导孔加工、引导钻加工、深孔加工及铰孔加工四个步骤，工艺步骤多，而且由于铰孔时转速和进给较低，加工时间较长，导致加工效率偏低。基于此，为了解决传统的深孔水路加工工艺的工艺复杂以及加工效率较低的问题，本发明介绍一种免铰孔的深孔水路加工方法，在进行引导孔加工时，直接使的引导孔的精度达到铰孔时所需要的精度，免去铰孔时间缩短加工时间，提高加工效率。图1示出了本发明的深孔水路加工方法的流程示意图。

请参阅图1，本发明的深孔水路加工方法主要包括两个步骤，分别是步骤S10、采用第一直径的平底钻30在待加工件20的待加工表面加工引导孔；步骤S20采用第二直径的深孔钻40沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工。

在进行深孔水路加工之前，需要先进行钻孔前准备工作：准备好待加工件20，并准备好所需规格尺寸的钻头，检查深孔水路加工机床的主轴的偏摆在预设值(例如0.01mm)范围内，将相应钻头安装于机床上并检测钻头的偏摆也在预设值(例如0.01mm)范围内。

完成钻孔前准备工作之后，执行步骤S10：如图2所示，采用第一直径D(等于深孔水路孔的直径)的平底钻40在待加工件20的待加工斜面(当然也可以是平面)加工引导孔，所述引导孔的深度d1大于或等于水路堵头的长度，所述引导孔的孔口处的直径为第一直径D，所述引导孔的孔口处的直径公差满足水路堵头的安装要求，采用平底钻40(也称平底钻)进行引导孔加工时，相比于传统铣刀50和引导钻60加工引导孔时，平底钻40具有如下优点：钻尖材质硬度较高，因此转速进给也可以相应提高；钻尖角度较大，因此可以直接在斜面上钻孔；平底钻定心性较好，不会存在偏摆情况，所以加工出来的引导孔直径偏差较小，可以直接达到堵头安装的标准。步骤S10可直接替换传统的深孔水路加工工艺中的引导孔加工步骤(上述步骤一)、引导钻加工步骤(上述步骤二)及铰孔步骤(上述步骤三)三个工艺步骤，缩短加工时间，提升孔口表面光洁度和精度。另外，斜面钻孔以铣带钻的加工工艺为加工行业难点，对于排屑，刀具偏摆所导致的加工精度不够的问题均被解决。作为示例，所述第一直径大于等于6mm而小于等于12mm，例如6mm、8mm、10mm或12mm。作为示例，所述引导孔的长度介于15mm-30mm之间(包括两个端点值)。

需要说明的是，在步骤S10中，加工参数：进给介于135mm/min-165mm/min之间，譬如135mm/min、150mm/min或165mm/min，转速介于1980r/min-2420r/min之间,譬如1980r/min、2200r/min或2420r/min。

形成引导孔后，执行步骤S20：采用第二直径的深孔钻40沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工，所述深孔钻40的长度根据所述深孔水路孔的深度来选择，以满足钻孔需要。所述第二直径与所述第一直径的差值大于等于0.1mm而小于等于0.15mm。作为示例，所述深孔钻包括中心出水内冷钻。作为示例，所述深孔水路孔的长度介于150mm-300mm之间(包括两个端点值)。

需要说明的是，在步骤S20中，加工参数：进给介于117mm/min-143mm/min之间，譬如117mm/min、130mm/min或143mm/min，转速介于2700r/min-3300r/min之间,譬如2700r/min、3000r/min或3300r/min。

下面将以利用机床(机床型号DMG85)在待加工件20的待加工斜面上加工D8的深孔水路孔为例来进行说明本发明。

首先，进行钻孔前准备工作：准备好待加工件20(斜面镶块)，并准备好所需规格尺寸的钻头，检查深孔水路加工机床的主轴的偏摆在0.01mm范围内，将相应钻头安装于机床上并检测钻头的偏摆也在0.01mm范围内。其次，如图2所示，采用D8平底钻30，以优化深孔钻下切方式加工D8水路引导孔，加工深度d1为25mm；加工参数：进给F为150mm/min，转速S为2200r/min。接着，如图3所示，采用D7.9深孔钻30(例如中心出水内冷钻头钻)，以优化深孔钻下切方式加工D7.9水路孔，加工深度d2为200mm(包括引导孔的深度)，单边余量0.05mm；加工参数进给F为130mm/min,转速S为3000r/min。最后，进行质量检测：孔口质量完好且无毛刺；孔口直径为8.05mm，在允许的公差范围以内；钻头完好无损没有磨损现象，说明本发明的深孔水路加工方法能够达到预期效果，相比于图4-7所示的传统四步法加工总长度200mm的水路深孔效率提升30％。

需要说明的是，本发明的深孔水路加工方法除了适用于在待加工件20(例如镶块)的斜面上进行深孔孔的加工，也适用于在待加工件20的平面上进行深水孔的加工。

如图8所示，本发明的实施例还介绍一种用于实现上述深孔水路加工方法的深孔水路加工机床1。所述深孔水路加工机床1包括机身，以及设置于所述机身上的钻孔机构3、工作平台4及控制单元2，在进行深孔水路加工时，将待加工件20放置并固定于所述工作平台4上，所述控制单元2控制所述钻孔机构3按照能够实现上述深孔水路加工方法的程序来进行深孔水路加工作业，所述控制单元2的具体功能详见下文描述。所述钻孔机构3包括驱动机构(未图示)、刀柄20、钻头，所述钻头包括可安装于所述刀柄20上的所需规格尺寸的平底钻30和深孔钻40。

需要说明的是，如图9所示，本发明的深孔水路加工方法还可以通过一设置于深孔水路加工机床1的机身上控制单元2实现，所述控制单元2包括相互连接的存储器23和处理器21，所述存储器23存储有程序指令，该程序指令被所述处理器21执行时实现上述的深孔水路加工方法。需要说明的是，当需要和外部进行通信时，所述控制单元2还包括通信器22，所述通信器22与所述处理器21连接。

上述的处理器21可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；上述的存储器23可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(Non-volatile Memory)，例如至少一个磁盘存储器。

需要说明的是，上述控制单元2中的存储器23可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。

本发明还可以提供一种存储介质，其存储有程序，该程序被处理器21执行时实现上述的深孔水路加工方法；所述存储介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如：半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。

综上所述，本发明的深孔水路加工方法和加工机床，优化了传统深孔水路加工工艺，不仅减少了深孔水路加工的工艺步骤，而且能够提高深孔水路加工效率。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。

另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种深孔水路加工方法，其特征在于，所述深孔水路加工方法包括：

采用第一直径的平底钻在待加工件的待加工表面加工引导孔，所述引导孔的深度大于或等于水路堵头的长度，所述引导孔的孔口处的直径公差满足水路堵头的安装要求；

采用第二直径的深孔钻沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工；

其中，所述第二直径小于所述第一直径。

2.根据权利要求1所述的深孔水路加工方法，其特征在于，所述第二直径与所述第一直径的差值大于等于0.1mm而小于等于0.15mm。

3.根据权利要求1所述的深孔水路加工方法，其特征在于，所述第一直径大于等于6mm而小于等于12mm。

4.根据权利要求3所述的深孔水路加工方法，其特征在于，所述第一直径包括6mm、8mm、10mm或12mm。

5.根据权利要求1所述的深孔水路加工方法，其特征在于，在采用第一直径的平底钻在待加工件的待加工表面加工引导孔的步骤中，加工参数：进给介于135mm/min-165mm/min之间，转速介于1980r/min-2420r/min之间。

6.根据权利要求1所述的深孔水路加工方法，其特征在于，在采用第二直径的深孔钻沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工的步骤中，所述深孔钻包括中心出水内冷钻。

7.根据权利要求1所述的深孔水路加工方法，其特征在于，在采用第二直径的深孔钻沿所述引导孔继续向下进行钻孔作业直至完成深孔水路孔加工的步骤中，加工参数：进给介于117mm/min-143mm/min之间，转速介于2700r/min-3300r/min之间。

8.根据权利要求1所述的深孔水路加工方法，其特征在于，所述引导孔的长度介于15mm-30mm之间，所述深孔水路孔的长度介于150mm-300mm之间。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的深孔水路加工方法，其特征在于，在采用第一直径的平底钻在待加工件的待加工表面加工引导孔的步骤中，所述待加工表面为斜面。

10.一种深孔水路加工机床，其特征在于，所述深孔水路加工机床包括:

机身；

钻孔机构，设置于所述机身上，所述钻孔机构包括驱动机构、与所述驱动机构连接的刀柄、以及可安装于所述刀柄上的所需规格尺寸的平底钻和深孔钻；

工作平台，设置于所述机身上，用于放置和固定待加工件；

控制单元，设置于所述机身上，所述控制单元包括相互耦合的处理器和存储器，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-9中任意一项所述的深孔水路加工方法。

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