CN115971891A - 大尺寸孔的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大尺寸孔的加工方法，该方法包括：(1)对加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成定位孔；(2)采用钻头沿着定位孔进行钻孔，以便形成一次加工孔；(3)采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次镗孔，以便得到预设孔A₁、A₂…A_n；一次加工孔的深度与预设孔A₁、A₂…A_n的深度均相等，预设孔A_n的直径为18‑30mm。由此，显著提高了大尺寸预设孔的精度和垂直度，显著提高了大尺寸孔的加工效率，更好地满足了客户的需求。

Description

大尺寸孔的加工方法

技术领域

本发明属于钻孔加工技术领域，具体涉及一种大尺寸孔的加工方法。

背景技术

传统技术一般采用加长钻头配合加长铰刀加工实现深孔加工。传统钻孔、镗孔加工工艺主要是靠成型刀具的尺寸保证零件加工尺寸，常用作孔直径较小、孔深度较小和加工材料强度较小的深孔加工领域。

如果要采用加长钻头配合加长铰刀实现直径较大的深孔加工，加长钻头的直径会依据零件所需要加工的孔直径订做，钻头直径相应地偏大，钻头直径偏大会导致钻头在钻孔切削时容易发生摇摆，在钻孔时不留有较大的切削余量的话，很容易造成预设孔的几何形状较偏差，且预设孔的精度和垂直度较差；如果采用加长钻头配合加长铰刀实现深度较深的深孔加工，会导致加长钻头增长，加长钻头增长会导致钻头在钻孔切削时容易发生摇摆，在钻孔时不留有较大的切削余量的话，很容易导致钻孔得到的孔的几何形状偏差，后序对上述孔进行精加工时，可能会因为孔的几何形状偏差导致精加工的预设孔变形，进而无法得到几何尺寸良好的预设孔；如果要采用加长钻头配合加长铰刀实现高强度加工材料的深孔加工，铰孔过程中会出现铰孔刀具磨损严重的情况，很难通过磨损严重的铰孔刀具保证加工件的加工尺寸，从而无法得到几何形状良好的预设孔，且无法得到精度和垂直度良好的预设孔。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种大尺寸的加工方法。由此，显著提高了大尺寸预设孔的精度和垂直度，显著提高了大尺寸孔的加工效率，更好地满足了客户的需求。

本发明提出了一种大尺寸孔的加工方法。在本发明的实施例中，所述方法包括：

(1)对加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成定位孔；

(2)采用钻头沿着所述定位孔进行钻孔，以便形成一次加工孔；

(3)采用镗孔装置对所述一次加工孔依次进行多次镗孔，以便得到预设孔A₁、A₂…A_n；

所述一次加工孔的深度与所述预设孔A₁、A₂…A_n的深度均相等，所述预设孔A_n的直径为18-30mm。

根据本发明实施例的大尺寸孔的加工方法，采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次5镗孔，通过多次镗孔走刀校正了预设孔的轴线偏斜及同轴度，且保证了每次采用镗孔装置

进行镗孔的切削力较小和切削量较少；通过设置一次加工孔的深度与预设孔A₁、A₂…A_n的深度均相等，采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次镗孔的时候，只需要考虑对于预设孔的轴向位置的切削加工，极大提高了镗孔的工作效率。由此，显著提高了大尺寸预设孔的精度和垂直度，显著提高了大尺寸孔的加工效率，更好地满足了客户的需求。

0另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述预设孔A_n的深度为240-300mm。

在本发明的一些实施例中，从所述预设孔A₁到所述预设孔A_n，所述镗孔装置依次对所述预设孔A₁、A₂…A_n的镗孔的切削量逐渐减小。

在本发明的一些实施例中，在采用所述镗孔装置对所述一次加工孔依次进行多次镗孔5的过程中，采用切削油对所述镗孔的位置进行冷却和润滑。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述钻头的尖端部设有冷却水出口，以便降低钻头温度和排除加工件切削物。

在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述预设孔A_n的直径与所述一次加工孔的直径的差值为1-3mm。

0在本发明的一些实施例中，采用控制装置控制所述镗孔装置对所述一次加工孔依次进

行多次镗孔。

在本发明的一些实施例中，所述控制装置包括手机和电脑中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，所述镗孔装置为镗刀。

在本发明的一些实施例中，所述加工件的材料包括钛合金、高温合金和高强度结构钢5中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述加工件包括间隔设置的一阶加工件、二阶加工件和三

阶加工件，所述方法包括：

(a)对所述一阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第一定位孔；采用

钻头沿着所述第一定位孔进行铣加工，以便形成一阶一次加工孔；

0(b)对所述二阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第二定位孔；采用

钻头沿着所述第二定位孔进行钻孔，以便形成二阶一次加工孔；

(c)对所述三阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第三定位孔；采用

钻头沿着所述第三定位孔进行钻孔，以便形成三阶一次加工孔；

(d)采用镗孔装置同时对所述一阶一次加工孔、所述二阶一次加工孔、所述三阶一次

加工孔进行多次镗孔，以便在所述一阶加工件上形成预设孔B₁、B₂…B_n、在所述二阶加工5件上形成预设孔C₁、C₂…C_n、在所述三阶加工件上形成预设孔D₁、D₂…D_n；

所述预设孔B₁、B₂…B_n的深度均相等，所述预设孔C₁、C₂…C_n的深度均相等，所述预设孔D₁、D₂…D_n的深度均相等，所述预设孔B_n、C_n、D_n的直径均相等且取值范围为18-30mm。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明0显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显

和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的大尺寸孔的加工方法的流程图；

图2是本发明一个实施例的舵体加工件的剖视图；

图3是本发明一个实施例的90度弯加工侧铣钻头进行定位钻的示意图；

图4是本发明一个实施例的钻头的剖视图；

图5是本发明一个实施例的采用钻头对舵体加工件进行钻孔的剖视图；

图6是本发明一个实施例的镗孔装置的剖视图；

图7是本发明一个实施例的镗孔装置对加工件进行镗孔的剖视图。

附图标记：

1-钛合金舵体；2-一阶钛合金舵体；3-二阶钛合金舵体；4-三阶钛合金舵体；5-90度弯

加工侧铣钻头；6-定位孔；7-钻头；8-钻头的尖端部；9-冷却水流道；10-冷却水出口；11-5连接杆；12-切削油流道；13-切削油出口；14-镗刀；15-加工件；16-二阶一次加工孔；17-三阶一次加工孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同0或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描

述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提出了一种大尺寸孔的加工方法。根据本发明的实施例，参考附图1，上述方法包括：

S100：对加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工

在该步骤中，参考附图3，采用铣加工方法对加工件的待钻孔位置的中心进行定位铣孔，以便形成定位孔6，由此，定位孔可以确定步骤S200的钻头的钻进位置，且可以对步骤S200的钻头起到导向作用。

在本发明的实施例中，上述加工件的材料并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，上述加工件的材料包括钛合金、高温合金和高强度结构钢中的至少一种。

根据本发明的一个具体实施例，上述加工件为钛合金舵体，参考附图2，上述钛合金舵体1包括一阶钛合金舵体2、二阶钛合金舵体3和三阶钛合金舵体4，当加工三阶钛合金舵体时，传统的铰孔装置很难保证一阶钛合金舵体的预设孔、二阶钛合金舵体的预设孔和三阶钛合金舵体的预设孔进行同轴扩孔，极易破坏三阶钛合金舵体的预设孔的几何结构，降低三阶钛合金舵体的预设孔的精度、垂直度和同轴度，且极易造成铰孔装置受损严重；而采用镗孔装置进行镗孔，可以通过多次走刀来校正扩孔不同轴的问题，从而保护三阶钛合金舵体的预设孔的几何结构，提高三阶钛合金舵体的预设孔的精度、垂直度和同轴度。

在本发明的实施例中，确定加工件的待钻孔位置的中心的方法并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，确定加工件的待钻孔位置的中心的方法可以通过数控机床打表方法确定。

在本发明的实施例中，对加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工的方式并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，对加工件的待钻孔位置的中心进行定位钻的方式可以采用90度弯加工侧铣钻头5进行定位铣孔。

根据本发明的再一个具体实施例，参考附图3，在步骤S100中，采用90度弯加工侧铣钻头5通过铣加工的方式对加工件的待钻孔位置的中心进行定位铣孔，以便得到定位孔6，上述加工方法是加工件在一次装夹的情况下，采用数控加工机床一次加工完成，完全可以保证多阶加工件的导向孔可以同轴设置，最大程度地减小了后续S200步骤进行钻孔时因为钻头过长摆动导致预设孔的位置发生偏差。

S200：采用钻头沿着定位孔进行钻孔形成一次加工孔

在该步骤中，采用钻头沿着定位孔进行钻孔，以便形成一次加工孔。其中，一次加工孔的直径小于预设孔A_n的直径，一次加工孔的深度与预设孔A_n的深度均相等。

需要解释的是:上述预设孔A_n为加工结束的最终孔。

根据本发明的再一个具体实施例，参考附图4和附图5，在步骤S200中，上述钻头的尖端部8设有冷却水出口10，当采用钻头7对高强度钛合金舵体进行钻孔时，钻头的温度容易增高导致钻头发生磨损且钻头钻孔产生的切削物容易卡住钻头，影响正常钻孔的进行，由此，在钻头的尖端部设有冷却水出口10，可以在钻孔过程中通过钻头内部的冷却水流道9通入冷却水，从而更好地降低钻头温度和排除加工件切削物。

根据本发明的又一个具体实施例，在步骤S200中，上述预设孔A_n的直径与上述一次加工孔的直径的差值为1-3mm，由此，将上述预设孔A_n的直径与上述一次加工孔的直径的差值控制在上述范围内，进一步保证了后续得到的预设孔A_n的几何结构良好，且预设孔A_n的精度和垂直度良好。如果上述预设孔A_n的直径与上述一次加工孔的直径的差值过大，会导致后续采用镗孔装置进行镗孔的次数过多，显著降低了大尺寸孔的加工效率。如果上述预设孔A_n的直径与上述一次加工孔的直径的差值过小，在钻孔时留有的切削余量过小，进行钻孔的钻头如果发生摇摆，就很容易造成预设孔的几何形状较差，且预设孔的精度和垂直度较差。

S300：采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次镗孔得到预设孔A₁、A₂…A_n

在该步骤中，采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次镗孔，以便得到预设孔A₁、A₂…A_n，通过多次镗孔走刀可以校正预设孔的轴线偏斜及同轴度，且保证了每次采用镗孔装置进行镗孔的切削力较小和切削量较少，从而既保证了预设孔A_n的几何形状良好，又保证了预设孔A_n的精度和垂直度良好；通过设置一次加工孔的深度与预设孔A₁、A₂…A_n的深度均相等，采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次镗孔的时候，只需要考虑对于预设孔的轴向位置的切削加工，极大提高了钻孔的工作效率；本发明的加工方法只适用于直径为18-30mm的大尺寸孔的原因在于：采用钻头对定位孔进行钻孔的时候，避免预设孔A_n的直径过大导致钻头直径过大，钻头在钻孔切削时容易发生摇摆，造成预设孔的轴线偏斜过大，从而无法得到几何形状良好的预设孔A_n，且无法得到精度和垂直度良好的预设孔A_n，同时也避免了预设孔A_n的直径过小，导致镗孔装置不容易对一次加工孔进行镗孔，从而不容易得到几何形状良好的预设孔A_n。由此，显著提高了大尺寸预设孔的精度和垂直度，显著提高了大尺寸孔的加工效率，更好地满足了客户的需求。

根据本发明的又一个具体实施例，上述预设孔A_n的深度为240-300mm，由此，进一步保证了得到的预设孔A_n的几何结构良好，且预设孔A_n的精度和垂直度良好。钻头直径不变的情况下，随着钻孔深度的增加，钻孔的钻头更容易发生摇摆，造成预设孔的轴线偏斜增多，如果预设孔A_n的深度过深，步骤S200中的钻头进行钻孔的深度过深，在钻孔时留有的切削余量过小，进行钻孔的钻头如果发生摇摆，造成预设孔的轴线偏斜过大，就很容易造成预设孔A_n的几何形状较差，且预设孔A_n的精度和垂直度较差，如果预设孔A_n的深度过浅，镗孔装置无法对一次加工孔进行镗孔，从而不容易得到几何形状良好的预设孔A_n。

根据本发明的又一个具体实施例，从上述预设孔A₁到上述预设孔A_n，上述镗孔装置依次对上述预设孔A₁、A₂…A_n的镗孔的切削量逐渐减小。通过镗孔装置将一次加工孔逐渐加工至预设孔A_n的过程中，采用镗孔装置进行镗孔的切削量会逐渐减少，采用镗孔装置进行镗孔的切削力会逐渐减小，由此，进一步保证了得到的预设孔A_n的几何结构良好，且预设孔A_n的精度和垂直度良好。

在本发明的实施例中，上述镗孔装置并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，镗孔装置可以为镗刀，镗刀的制造和刃磨比较简单，由此，可以显著降低大尺寸孔加工的加工成本。

在本发明的实施例中，上述切削油并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，切削油可以为全合成乳化液。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图6，上述镗孔装置包括连接杆11，上述连接杆11的一端连接镗刀14，镗刀14的周围设有切削油出口13，由此，可以在镗孔过程中通过切削油流道12通入切削油，从而更好地对镗孔的位置进行冷却和润滑。

根据本发明的又一个具体实施例，采用控制装置控制上述镗孔装置对上述一次加工孔依次进行多次镗孔，由此，可以更好地实现预设孔的尺寸，减少了人工操作的误差，且大大提高了工作效率。

在本发明的实施例中，上述控制装置并不受特别限制，本领域人员可根据实际情况随意选择，作为一个具体示例，控制装置包括手机和电脑中的至少一种。

根据本发明的又一个具体实施例，参考附图7，上述加工件15包括间隔设置的一阶加工件、二阶加工件和三阶加工件，上述方法包括：

(a)对上述一阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第一定位孔；采用钻头沿着上述第一定位孔进行钻孔，以便形成一阶一次加工孔；

(b)对上述二阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第二定位孔；采用钻头沿着上述第二定位孔进行钻孔，以便形成二阶一次加工孔16；

(c)对上述三阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第三定位孔；采用钻头沿着上述第三定位孔进行钻孔，以便形成三阶一次加工孔17；

(d)采用镗孔装置同时对上述一阶一次加工孔、上述二阶一次加工孔、上述三阶一次加工孔进行多次镗孔，以便在上述一阶加工件上形成预设孔B₁、B₂…B_n、在上述二阶加工件上形成预设孔C₁、C₂…C_n、在上述三阶加工件上形成预设孔D₁、D₂…D_n；

上述预设孔B₁、B₂…B_n的深度均相等，上述预设孔C₁、C₂…C_n的深度均相等，上述预设孔D₁、D₂…D_n的深度均相等，上述预设孔B_n、C_n、D_n的直径均相等且取值范围为18-30mm。

根据本发明实施例的大尺寸孔的加工方法，对加工件的待钻孔位置的中心进行定位铣孔，可以确定后续进行钻孔的钻头的钻进位置，且可以后续进行钻孔的钻头起到导向作用；采用钻头沿着定位孔进行钻孔形成一次加工孔，且控制一次加工孔的直径小于预设孔A_n的直径，一次加工孔的深度与预设孔A_n的深度均相等，可以完成对大尺寸孔的初步加工；采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次镗孔，通过多次镗孔走刀校正了预设孔的轴线偏斜及同轴度，且保证了每次采用镗孔装置进行镗孔的切削力较小和切削量较少；通过设置一次加工孔的深度与预设孔A₁、A₂…A_n的深度均相等，采用镗孔装置对一次加工孔依次进行多次镗孔的时候，只需要考虑对于预设孔的轴向位置的切削加工，极大提高了镗孔的工作效率。由此，显著提高了大尺寸预设孔的精度和垂直度，显著提高了大尺寸孔的加工效率，更好地满足了客户的需求。

下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。

实施例1

一种大尺寸孔的加工方法，其步骤如下：

(1)通过数控机床打表方法测得加工件的待钻孔位置的中心，采用数控加工中心侧铣方式对加工件的待钻孔位置的中心进行定位铣孔钻，以便形成定位孔；

(2)采用钻头沿着上述定位孔进行钻孔，以便形成一次加工孔；一次加工孔的直径为18mm，一次加工孔的深度为243mm；

(3)通过机床程序设置控制镗刀对一次加工孔进行粗镗孔，粗镗孔将直径18mm的一次加工孔镗至直径为18.6mm的预设孔A₁，再通过机床程序设置控制镗刀对预设孔A₁进行精镗孔，精镗孔将直径18.6mm的预设孔A₁镗至直径为19mm的预设孔A_n；镗刀采用全钨钢本体，镗刀硬度为HRC86-93度，镗刀同轴度为0.01mm，镗刀尖端部设有切削油出口，预设孔A₁和预设孔A_n的深度均为243mm，粗镗孔和精镗孔的过程中均采用全合成乳化液进行冷却和润滑。

经过观察所得的预设孔A_n的几何形状良好，通过测试预设孔A_n的精度和垂直度，得知预设孔A_n的精度和垂直度良好，完全符合客户的需求。

对比例1

一种大尺寸孔的加工方法，其步骤如下：

(1)通过数控机床打表方法测得加工件的待钻孔位置的中心，采用数控加工中心侧铣方式对加工件的待钻孔位置的中心进行定位铣孔钻，以便形成定位孔；

(2)采用钻头沿着上述定位孔进行钻孔，以便形成一次加工孔；一次加工孔的直径为34mm，一次加工孔的深度为400mm；

(3)通过机床程序设置控制镗刀对一次加工孔进行粗镗孔，粗镗孔将直径34mm的一次加工孔镗至直径为34.6mm的预设孔A₁，再通过机床程序设置控制镗刀对预设孔A₁进行精镗孔，精镗孔将直径34.6mm的预设孔A₁镗至直径为35mm的预设孔A_n；镗刀采用全钨钢本体，镗刀硬度为HRC86-93度，镗刀同轴度为0.01mm，镗刀尖端部设有切削油出口，预设孔A₁和预设孔A_n的深度均为400mm，粗镗孔和精镗孔的过程中均采用全合成乳化液进行冷却和润滑。

经过观察所得的预设孔A_n的几何形状极差、预设孔A_n的精度极差和预设孔A_n的垂直度极差，不符合客户的需求。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种大尺寸孔的加工方法，其特征在于，包括：

(1)对加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成定位孔；

(2)采用钻头沿着所述定位孔进行钻孔，以便形成一次加工孔；

(3)采用镗孔装置对所述一次加工孔依次进行多次镗孔，以便得到预设孔A₁、A₂…A_n；

所述一次加工孔的深度与所述预设孔A₁、A₂…A_n的深度均相等，所述预设孔A_n的直径为18-30mm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设孔A_n的深度为240-300mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述预设孔A₁到所述预设孔A_n，所述镗孔装置依次对所述预设孔A₁、A₂…A_n的镗孔的切削量逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用所述镗孔装置对所述一次加工孔依次进行多次镗孔的过程中，采用切削油对所述镗孔的位置进行冷却和润滑。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述钻头的尖端部设有冷却水出口，以便降低钻头温度和排除加工件切削物。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述预设孔A_n的直径与所述一次加工孔的直径的差值为1-3mm。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用控制装置控制所述镗孔装置对所述一次加工孔依次进行多次镗孔；

任选地，所述控制装置包括手机和电脑中的至少之一。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镗孔装置为镗刀。

9.根据权利要求1所述的方法，所述加工件的材料包括钛合金、高温合金和高强度结构钢中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工件包括间隔设置的一阶加工件、二阶加工件和三阶加工件，所述方法包括：

(a)对所述一阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第一定位孔；采用钻头沿着所述第一定位孔进行钻孔，以便形成一阶一次加工孔；

(b)对所述二阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第二定位孔；采用钻头沿着所述第二定位孔进行钻孔，以便形成二阶一次加工孔；

(c)对所述三阶加工件的待钻孔位置的中心进行铣加工，以便形成第三定位孔；采用钻头沿着所述第三定位孔进行钻孔，以便形成三阶一次加工孔；

(d)采用镗孔装置同时对所述一阶一次加工孔、所述二阶一次加工孔、所述三阶一次加工孔进行多次镗孔，以便在所述一阶加工件上形成预设孔B₁、B₂…B_n、在所述二阶加工件上形成预设孔C₁、C₂…C_n、在所述三阶加工件上形成预设孔D₁、D₂…D_n；

所述预设孔B₁、B₂…B_n的深度均相等，所述预设孔C₁、C₂…C_n的深度均相等，所述预设孔D₁、D₂…D_n的深度均相等，所述预设孔B_n、C_n、D_n的直径均相等且取值范围为18-30mm。

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