CN114042950A - 加工锥形平底超深盲孔的加工方法及成型刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种对深度在1.5米以上、孔径φ200mm以上、底部为锥形平底的超深盲孔进行加工的加工锥形平底超深盲孔的加工方法及成型刀具,按照如下步骤进行:首先在工件上加工台阶孔:将工件装到深孔钻镗床上,卡盘夹住工件一端,中心架架工件另一端;在钻杆上装配不同直径钻孔刀体,按照不同转速和不同进给量,钻出不同直径和不同深度的钻孔,在深孔钻镗床上将工件加工成带有均分余量的台阶孔;其次采用成型刀具对台阶孔工件进行加工,将成型刀具缓慢进给至工艺深度,将工件台阶孔加工成底部为锥形平底的超深盲孔;使用专用样柱对工件的锥形平底的超深盲孔进行检测,具有工序较少,操作方便,加工质量好,加工效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域,尤其涉及一种对深度在1.5米以上、孔径φ200mm以上、底部为锥形平底的超深盲孔进行加工的加工锥形平底超深盲孔的加工方法及成型刀具。
背景技术
底部为锥形平底的超深盲孔是产品结构中常见的一种形式。盲孔的深度一般在1.5米以上,孔径在200mm以上,为了满足产品的设计要求,盲孔的底部一般是平面,通过一定夹角的锥面或大尺寸的圆弧面与内孔相接。在生产加工过程中,必须要保证超深盲孔锥形平底的尺寸精度和表面粗糙度。如果存在偏差,会直接导致后期无法正常装配,甚至会导致重要的项目试验失败。所以锥形平底的加工是整个产品加工的重中之重。
超深盲孔底部的锥形平底的尺寸精度为0.2mm,表面粗糙度为R6.3,不允许有台阶、沟槽、震纹等加工缺陷。目前采用的是工艺方法是先在深孔钻镗床上按照锥形平底的尺寸均分余量加工成台阶孔,然后在数控车床上用加长减震刀杆车内孔底部的锥形平底的各处尺寸。在实际的加工过程中,由于盲孔的深度较大,不便观察,同时减震刀杆伸出太长,导致加工过程中刀具震动,只能用很小的切削量缓慢加工,加工后的表面效果差,加工时间长,效率非常低下。刀具的震动会造成刀片加快磨损崩碎或挤入铁屑,会在内壁留下环形加工痕迹,返修非常困难,严重时会造成产品报废。特别是在批量产品的生产中,减震刀杆的加工将成为生产的瓶颈,严重影响了产品的加工交付进度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种工序较少,操作方便,加工质量好,加工效率高的加工锥形平底超深盲孔的加工方法及成型刀具,特别适用于大批量加工此类锥形平底的超深盲孔的产品。
本发明的目的是这样实现的:
一种加工锥形平底超深盲孔的加工方法,是按照如下步骤对工件进行加工的:
步骤1)、首先在工件上加工台阶孔:将工件安装到深孔钻镗床上,深孔钻镗床的卡盘夹住工件的一端,中心架架工件的另一端,找正工件外圆全长跳动在0.5mm内夹紧;使用钻杆,在钻杆上装配不同直径的钻孔刀体,按照不同的
转速和不同的进给量,钻出不同直径和不同深度的钻孔,在深孔钻镗床上将工件加工成带有均分余量的台阶孔;
步骤2)、采用成型刀具对步骤1)加工成台阶孔的工件进行加工,将成型刀具缓慢进给至工艺深度,将工件的台阶孔加工成底部为锥形平底的超深盲孔;
步骤3)、使用专用样柱对工件加工后的锥形平底的超深盲孔进行检测。
在步骤1)中,在工件上加工台阶孔时,首先使用钻杆并在钻杆上装配钻孔刀体,从工件的非印记端入钻,转速控制在30转/分,进给量控制在1.5mm/转,钻第一孔,钢直尺测量深度达到工艺要求的最深孔;然后拆下钻孔刀体,换上扩孔刀体继续加工,转速控制在30转/分,进给控制在1.5mm/转,对第一孔进行扩孔成为第二孔,第二孔深度小于最深孔,成为钢直尺测量深度达到工艺要求的最深孔的台阶孔;拆下扩孔刀体换上镗孔刀体,转速控制在60转/分,进给控制在0.2mm/转,在第二孔中进行扩孔成为第三孔,第三孔深度小于第二孔,第三孔成为钢直尺测量深度达到工艺要求的第二孔的台阶孔;再使用相同的切削参数,再镗第四孔,第四孔成为钢直尺测量深度达到工艺要求的第三孔的台阶孔,并根据设计要求进一步再使用相同的切削参数,再镗第五孔。
在步骤2)中,将步骤1)获得的工件1安装到深孔钻镗床上,深孔钻镗床的卡盘夹住工件的一端,中心架架工件的另一端,找正外圆全长跳动在0.2mm内夹紧;使用镗杆并在镗杆上装配扁钻刀体,扁钻刀体的开槽方向成水平状态,将成型刀具装配到扁钻刀体的刀槽上,用螺钉压紧;在扁钻刀体的木键槽上安装上支撑木键,开冷却水,主轴转速50转/分,进给2mm/转,将木键部位全部研到工件内孔内;快速进给成型刀具到距工艺深度超过一半的位置,再采用点动进给慢速进刀;感觉镗杆的震动,确定刀具是否与工件接触开始切削,逐步进给到距离工艺深度50mm的位置,采用最慢0.1mm/转的进给,开冷却水,缓慢加工;加工过程中通过镗杆震动和铁屑情况密切关注切削情况,如果发生震动或剧烈摩擦的声音,迅速停止进给,主轴转速不停,待震动或剧烈摩擦缓解后,再继续按最慢0.1mm/转的进给继续加工;距离工艺深度1mm时全部退出刀体检查工件加工情况,同时检查刀具磨损情况;检查内孔锥面和平底表面加工情况,没有突起和沟槽的环形刀痕,符合工艺要求,刀具的刃口完整,没有崩裂和磨损的痕迹;再重新将成型刀具快速进给到切削位置,开冷却水,按最慢0.1mm/转的进给缓慢加工至工艺深度,停车退刀。
在步骤3)中,对工件加工后的锥形平底的超深盲孔进行检测时,首先检查内孔锥面和平底表面加工情况,没有突起和沟槽环形刀痕,符合工艺要求;同时检查刀具的刃口完整,没有崩裂的痕迹;使用专用样柱沿端面和外圆成“十”字方向均匀涂上红色研磨涂层,涂色后缓慢装入孔底,保持样柱水平,不与内壁发生碰撞和摩擦,塞到孔底时用力塞紧,然后旋转一周,缓慢退出,退出时保持样柱水平,不得锥面与内壁摩擦;取出后仔细检查样柱的表面红色研磨涂层上与内孔锥面和平底的摩擦痕迹,摩擦痕迹成圆周状,接触面积>80%;确定内孔底部锥形平底的加工尺寸符合图纸要求。
一种加工锥形平底超深盲孔使用的成型刀具,所述成型刀具与超深盲孔底部的锥形平底的尺寸完全一致,靠成型刀具的尺寸保证超深盲孔底部的锥形平底的尺寸。
在镗杆上装配有扁钻刀体,在扁钻刀体水平方向开设有开槽,将成型刀具装配到扁钻刀体的刀槽上,用螺钉压紧。
在扁钻刀体的木键槽上安装有木键。
本发明具有如下积极效果:成型刀具的加工时间从刀具装配到加工完成总共约为1个小时,从刀具开始切削到深度达到工艺要求,长度约50mm,虽然进给很慢,但整个切削时间较短。整个加工过程工具工装使用简便,加工过程受控,加工时间同数控车床减震刀杆加工8个小时的加工大大缩短,可以满足产品批量生产的加工时间要求。
附图说明
图1为本发明加工好的工件超深盲孔示意图。
图2为本发明加工台阶孔示意图。其中D1=φ100mm,D2=φ120mm,D3=φ150mm,D4=φ170mm,D5=φ190mm,L1=1635mm,L2=1605mm,L3=1505mm,L4=1455mm,L5=1405mm。
图3为本发明的成型刀具加工底部为锥形平底的超深盲孔的示意图。
图4为本发明的成型刀具主视图。
图5为本发明的成型刀具俯视图。
图6为本发明的检测锥形平底内孔的专用样柱示意图。
其中序号1为工件,序号2为成型刀具,序号3扁钻刀体,序号4支撑木键,序号5镗杆。序号6成型刀具,序号7扁钻刀体,序号8支撑木键,序号9镗杆。序号10工件,序号11专用样柱,序号12样柱拉杆。
具体实施方式
实施例1:如图1所示,加工好的工件主要尺寸:内孔直径φ200±0.2mm,底部为锥形平底的超深盲孔深度1635±5mm。外径φ360mm,总长度2000mm。
加工方法如下:
步骤1)、如图2所示,首先在工件1上加工台阶孔。
将工件1安装到深孔钻镗床上,深孔钻镗床的卡盘夹住工件1的一端,中心架架工件的另一端,找正工件外圆全长跳动在0.5mm内夹紧;使用φ90mm钻杆,在钻杆上装配φ100mm钻孔刀体,从工件的非印记端入钻,转速30转/分,进给量控制在1.5mm/转,钻孔φ100mm,钢直尺测量深度达到工艺要求1635mm;拆下φ100mm钻孔刀体,换上φ120mm扩孔刀体继续加工,转速30转/分,进给控制在1.5mm/转,扩孔φ120mm,钢直尺测量深度达到工艺要求1605mm;拆下扩孔刀体换镗孔刀体,转速60转/分,进给控制在0.2mm/转,扩孔φ150mm,钢直尺测量深度达到工艺要求1505mm;再使用相同的切削参数,镗孔至φ170mm,φ190mm尺寸,钢直尺测量深度达到工艺要求1455mm和1405mm。
步骤2)、如图3、4、5所示,采用成型刀具2对步骤1)加工成台阶孔的工件1进行加工,将工件1的台阶孔加工成底部为锥形平底的超深盲孔。
将步骤1)获得的工件1安装到深孔钻镗床上,深孔钻镗床的卡盘夹住工件的一端,中心架架工件的另一端,找正外圆全长跳动在0.2mm内夹紧;使用φ144mm镗杆5,在镗杆上装配扁钻刀体3,扁钻刀体的开槽方向成水平状态,将成型刀具2装配到扁钻刀体3的刀槽上,用螺钉压紧;用钢直尺测量成型刀具2的边缘和工件内孔的距离,两边的距离偏差0.5mm;
在扁钻刀体3的木键槽上安装上支撑木键4,开冷却水,主轴转速50转/分,进给2mm/转,将木键部位全部研到工件内孔内;快速进给成型刀具2到距工艺深度100mm的位置,再采用点动进给慢速进刀;感觉镗杆的震动,确定刀具是否与工件接触开始切削,逐步进给到距离工艺深度50mm的位置,采用最慢0.1mm/转的进给,开冷却水,缓慢加工;加工过程中通过镗杆震动和铁屑情况密切关注切削情况,如果发生震动或剧烈摩擦的声音,迅速停止进给,主轴转速不停,待震动或剧烈摩擦缓解后,再继续按最慢0.1mm/转的进给继续加工;距离工艺深度1mm时全部退出刀体检查工件加工情况,同时检查刀具磨损情况;检查内孔锥面和平底表面加工情况,没有突起和沟槽的环形刀痕,符合工艺要求,刀具的刃口完整,没有崩裂和磨损的痕迹;再重新将成型刀具2快速进给到切削位置,开冷却水,按最慢0.1mm/转的进给缓慢加工至工艺深度,停车退刀。
步骤3)、如图6所示,对工件加工后的锥形平底的超深盲孔进行检测。
加工完成后,检查内孔锥面和平底表面加工情况,没有突起和沟槽环形刀痕,符合工艺要求;检查刀具的刃口完整,没有崩裂的痕迹;使用专用样柱6沿端面和外圆成“十”字方向均匀涂上红色研磨涂层,涂色后缓慢装入孔底,保持样柱水平,不与内壁发生碰撞和摩擦,塞到孔底时用力塞紧,然后旋转一周,缓慢退出,退出时保持样柱水平,不得锥面与内壁摩擦;通过样柱拉杆7取出后仔细检查样柱的表面红色研磨涂层上与内孔锥面和平底的摩擦痕迹,摩擦痕迹成圆周状,接触面积>80%;可以确定内孔底部锥形平底的加工尺寸符合图纸要求。
Claims (7)
1.一种加工锥形平底超深盲孔的加工方法,其特征在于,是按照如下步骤对工件进行加工的:
步骤1)、首先在工件上加工台阶孔:将工件安装到深孔钻镗床上,深孔钻镗床的卡盘夹住工件的一端,中心架架工件的另一端,找正工件外圆全长跳动在0.5mm内夹紧;使用钻杆,在钻杆上装配不同直径的钻孔刀体,按照不同的
转速和不同的进给量,钻出不同直径和不同深度的钻孔,在深孔钻镗床上将工件加工成带有均分余量的台阶孔;
步骤2)、采用成型刀具对步骤1)加工成台阶孔的工件进行加工,将成型刀具缓慢进给至工艺深度,将工件的台阶孔加工成底部为锥形平底的超深盲孔;
步骤3)、使用专用样柱对工件加工后的锥形平底的超深盲孔进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种加工锥形平底超深盲孔的加工方法,其特征在于,在步骤1)中,在工件上加工台阶孔时,首先使用钻杆并在钻杆上装配钻孔刀体,从工件的非印记端入钻,转速控制在30转/分,进给量控制在1.5mm/转,钻第一孔,钢直尺测量深度达到工艺要求的最深孔;然后拆下钻孔刀体,换上扩孔刀体继续加工,转速控制在30转/分,进给控制在1.5mm/转,对第一孔进行扩孔成为第二孔,第二孔深度小于最深孔,成为钢直尺测量深度达到工艺要求的最深孔的台阶孔;拆下扩孔刀体换上镗孔刀体,转速控制在60转/分,进给控制在0.2mm/转,在第二孔中进行扩孔成为第三孔,第三孔深度小于第二孔,第三孔成为钢直尺测量深度达到工艺要求的第二孔的台阶孔;再使用相同的切削参数,再镗第四孔,第四孔成为钢直尺测量深度达到工艺要求的第三孔的台阶孔,并根据设计要求进一步再使用相同的切削参数,再镗第五孔。
3.根据权利要求1所述的一种加工锥形平底超深盲孔的加工方法,其特征在于,在步骤2)中,将步骤1)获得的工件1安装到深孔钻镗床上,深孔钻镗床的卡盘夹住工件的一端,中心架架工件的另一端,找正外圆全长跳动在0.2mm内夹紧;使用镗杆并在镗杆上装配扁钻刀体,扁钻刀体的开槽方向成水平状态,将成型刀具装配到扁钻刀体的刀槽上,用螺钉压紧;在扁钻刀体的木键槽上安装上支撑木键,开冷却水,主轴转速50转/分,进给2mm/转,将木键部位全部研到工件内孔内;快速进给成型刀具到距工艺深度超过一半的位置,再采用点动进给慢速进刀;感觉镗杆的震动,确定刀具是否与工件接触开始切削,逐步进给到距离工艺深度50mm的位置,采用最慢0.1mm/转的进给,开冷却水,缓慢加工;加工过程中通过镗杆震动和铁屑情况密切关注切削情况,如果发生震动或剧烈摩擦的声音,迅速停止进给,主轴转速不停,待震动或剧烈摩擦缓解后,再继续按最慢0.1mm/转的进给继续加工;距离工艺深度1mm时全部退出刀体检查工件加工情况,同时检查刀具磨损情况;检查内孔锥面和平底表面加工情况,没有突起和沟槽的环形刀痕,符合工艺要求,刀具的刃口完整,没有崩裂和磨损的痕迹;再重新将成型刀具快速进给到切削位置,开冷却水,按最慢0.1mm/转的进给缓慢加工至工艺深度,停车退刀。
4.根据权利要求1所述的一种加工锥形平底超深盲孔的加工方法,其特征在于,在步骤3)中,对工件加工后的锥形平底的超深盲孔进行检测时,首先检查内孔锥面和平底表面加工情况,没有突起和沟槽环形刀痕,符合工艺要求;同时检查刀具的刃口完整,没有崩裂的痕迹;使用专用样柱沿端面和外圆成“十”字方向均匀涂上红色研磨涂层,涂色后缓慢装入孔底,保持样柱水平,不与内壁发生碰撞和摩擦,塞到孔底时用力塞紧,然后旋转一周,缓慢退出,退出时保持样柱水平,不得锥面与内壁摩擦;取出后仔细检查样柱的表面红色研磨涂层上与内孔锥面和平底的摩擦痕迹,摩擦痕迹成圆周状,接触面积>80%;确定内孔底部锥形平底的加工尺寸符合图纸要求。
5.一种加工锥形平底超深盲孔使用的成型刀具,其特征在于,所述成型刀具与超深盲孔底部的锥形平底的尺寸完全一致,靠成型刀具的尺寸保证超深盲孔底部的锥形平底的尺寸。
6.根据权利要求5所述的一种加工锥形平底超深盲孔使用的成型刀具,其特征在于,在镗杆上装配有扁钻刀体,在扁钻刀体水平方向开设有开槽,将成型刀具装配到扁钻刀体的刀槽上,用螺钉压紧。
7.根据权利要求6所述的一种加工锥形平底超深盲孔使用的成型刀具,其特征在于,在扁钻刀体的木键槽上安装有木键。
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