CN1349872A - 入口小中间大变径深孔加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种入口小中间大变径深孔加工方法和装置,涉及深孔加工领域。将具有刀头调节机构的镗削装置安装在镗杆上,送入用现有技术加工的直通深孔的最深处,在加工件外,使用专用工具穿过与直通深孔相通且在同一轴线上的调节孔,进入装置的刀头调节机构,即可进行孔内调刀,通过调节环将调节锥的轴向位移转变为刀头的径向位移,从而达到改变刀头刃口外径尺寸的目的。经试拉镗、检测、反复多次孔内调刀、检测、拉镗后,即可加工成形预期的入口小中间大、变径比大于1且小于或等于1.2、深度/孔径比值大于或等于50的变径深孔。该方法简单易行,装置结构合理、精确可靠,加工效率高成本低,可广泛用于各种变径深孔或直通深孔的加工。

Description

入口小中间大变径深孔加工方法及装置

技术领域

本发明涉及深孔加工领域，特别是指机械加工入口小中间大的变径深孔加工方法和为实现该方法而设计的镗削装置。

背景技术

众所周知，在机械加工行业，普遍采用钻、车、铣、镗、磨的方法，在工件上加工出直径不同、深浅不一的装配孔。但是现有的加工技术和装置仅能解决浅孔加工、径向基本尺寸一致的深孔和由浅到深径向尺寸为相应的由大到小的台阶状深孔。王世清著《孔加工技术》，(石油工业出版社，1993年10月，北京)，美国霍尔登J·斯温哈特著，管光晋译的《深孔加工》，(国防工业出版社，1974年，北京)等著作中对上述技术均作了详细地论述，但均未提及如何解决入口小中间大的变径深孔加工技术问题。而采用非常规的加工方法，如珩磨、电解法等都很难有效地增大变径深孔的径向尺寸，如采用珩磨法即使要实现如0.3毫米小量的变径，其加工也十分困难，且加工周期长、效率低、成本高；而若采用电解法则工艺十分复杂，且精度难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单易行，调节方便、精确可靠的机械加工入口小中间大的变径深孔的方法和为实现该方法而设计的镗削装置。

本发明的加工方法主要包括以下内容：

(1)使用现有深孔加工技术将工件外圆车到一定尺寸，然后在加工件上加工一个直通深孔，并在工件的另一端加工一个与直通深孔相通且在同一轴线上的调节孔；

(2)将本发明的镗削装置与镗杆装联在一起，再将刀头刃口外径预调到小于镗头体外径后，由镗杆将镗削装置送入直通深孔的最深处，即起镗位置；

(3)在工件外，使用专用调节工具通过调节孔，进入镗削装置的刀头调节机构，通过调节紧定螺钉、调节锥，完成孔内调刀；

(4)在直深孔内的起镗位置向入口处沿轴向50～100mm段反复进行试拉镗；

(5)使用测厚仪随时对加工件壁厚进行检测，并根据预定加工孔径进行反复多次孔内调刀、检测、拉镗，直至加工完成入口小中间大、1＜变径比≤1.2、深径比≥50的变径深孔；

(6)孔内调节退刀，镗削装置退出加工件。

为实施本发明的方法而专门设计的镗削装置是由刀头调节机构、镗头体、导向扶正条、压缩弹簧、沉头螺钉等组成，整体形状为圆柱形。其中刀头调节机构是由紧定螺钉、压套、连接螺钉、压簧、并紧螺母、压板、刀头、调节环、调节锥、护套、密封环等组成。在距镗头体顶部一定距离处，沿轴线向下加工有一条长方形安装槽，在安装槽内依次安装有调节锥、调节环、刀头、压板和并紧螺母。顶部中心加工有调节槽的圆锥形调节锥，通过其底部的连接端旋装在安装槽的底面中央，由形状完全相同的两部分组成的调节环套装在调节锥的外侧，其内侧面与调节锥的外侧面完全吻合。两只厚度与调节环的高度相同的刀头对称安装在调节环的径向两侧。在它们的上面依次安装有压板和并紧螺母。在镗头体顶部以轴线为中心加工有三个与安装槽顶面垂直相通的安装孔，即中央为紧定螺钉安装孔，两侧为均匀分布的二个顶部带压簧定位台阶的连接螺钉安装孔。二个套装有压簧的连接螺钉穿过并紧螺母的二个限位缺口与中心带通孔的压板装联，而中心加工有调节通孔的紧定螺钉则通过中央安装孔与并紧螺母旋装在一起，并与镗头体紧密连接为一体。紧定螺钉通过其尾部的球面使压板与并紧螺母保持一定距离，当顺时针调节紧定螺钉时，可推动压板压紧刀头，此时二只压簧呈压缩状态；当反时针调节紧定螺钉时，在压簧张力作用下，压板随连接螺钉作同向位移，刀头处于活动状态。而后，通过紧定螺钉、压板的中心调节孔，使用专用工具即可调节调节锥，使其进行轴向位移，同时，在其锥体面的推动下，调节环的两部分即可在安装槽内进行径向位移，推动刀头移动，从而达到调节刀头刃口外径尺寸的目的。

为防止切削物进入刀头调节机构，使用压套、密封环和圆管形护套将镗头体的顶面与刀头以上的外侧面封装。

外侧为圆弧的扶正条、压缩弹簧通过沉头螺钉安装在镗头体中下部的沿轴向加工的多个凹槽内，起着稳定、扶正导向镗头体的作用。在安装刀头处以下的镗头体中心加工有冷却润滑液输送孔，镗头体尾部为可与镗杆装联的连接端。

将本发明的镗削装置安装在现有深孔镗床的镗杆上，按照本发明的方法，即可在工件上加工成形入口小中间大、1＜变径比≤1.2、深径比≥50的变径深孔。

本发明的镗削装置也可用于一般深孔、径向基本尺寸一致的深孔和由浅到深径向尺寸为相应的由大到小的台阶状深孔的加工。

本发明具有如下优点：

本发明的方法简单易行，可在工件外对具有刀头调节机构的镗削装置进行孔内调刀，调节方便；镗削装置结构简单，准确可靠，加工效率高、成本低。本发明可广泛用于机械加工各种入口小中间大的变径深孔。

附图说明

图1为镗削装置结构示意图。

具体实施方法

参照图1，为实施入口小中间大的变径深孔的加工方法而专门设计的镗削装置是由镗头体9、刀头调节机构、导向扶正条15、压缩弹簧16、沉头螺钉17等组成，整体形状为圆柱形。其中刀头调节机构位于镗头体9的上部，主要由紧定螺钉1、压套2、连接螺钉3、压簧4、并紧螺母5、压板6、刀头7、调节环8、调节锥10、护套11、密封环13等构成。在距镗头体9顶部一定距离处，沿轴线向下加工有一条长方形安装槽，在安装槽内依次安装有调节锥10、调节环8、刀头7、压板6和并紧螺母5。在安装槽的底面中央加工有一个带阴螺纹的安装孔，顶面大底面小的圆锥形调节锥10通过其底部的带阳螺纹的连接端旋装在安装孔上，与镗头体9连为一体，在调节锥10的顶部中心加工有调节槽20。调节环8是由形状完全相同的两部分组成，它们套装在调节锥10的外侧，其内侧面与调节锥10的外侧面完全吻合。两只厚度与调节环8的高度相同的刀头7对称安装在调节环8的径向两侧。在调节锥10、调节环8、刀头7的上面依次安装有压板6和并紧螺母5。在镗头体9的顶部，以轴线为中心加工有三个与安装槽顶面垂直相通的安装孔，即中心为紧定螺钉1安装孔，两侧为二个均匀分布的顶端加工有压簧4限位台阶的连接螺钉3安装孔。二个套装有压簧4的连接螺钉3，穿过并紧螺母5上的二个限位缺口与中心带通孔的压板6装联，而中心加工有顶部为内六方形的调节通孔19的紧定螺钉1则通过中央安装孔与并紧螺母5旋装在一起，并于镗头体9紧密连接为一体，紧定螺钉1通过其尾部的球面与压板6相接，并使压板6与并紧螺母5保持一定距离。当顺时针调节紧定螺钉1时，紧定螺钉1即可推动压板6压紧刀头7，但压板6通过其中心的圆形凹槽与调节锥10、调节环8保持一定距离。此时二只套装在连接螺钉3顶部的压簧4呈压缩状态；而当反时针调节紧定螺钉1时，在压簧4张力作用下，压板6随连接螺钉3作同向位移，刀头7处于活动状态。而后使用专用工具，通过紧定螺钉1、压板6的中心调节孔19，嵌入调节锥10顶部的调节槽20，即可调节调节锥10，使其进行轴向位移。此时在调节锥10锥体面的推动下，调节环8的两部分可同时在安装槽内进行径向位移，并推动刀头7移动，从而达到调节两只刀头7刃口外径尺寸的目的。

为防止切削物进入刀头调节机构，使用位于紧定螺钉1颈部的内装密封环13的压套2和圆管形护套11将镗头体9的顶面与刀头7以上的外侧面封装起来，并用固定螺钉14将它们与镗头体9装联在一起，紧定螺钉1的头部与压套2保持适当距离。

在镗头体9的中下部，沿轴向对称加工有4-6个长方形凹槽，在每个凹槽的底部均匀加工有多个用于安装压缩弹簧16的定位盲孔21。使用沉头螺钉17将外侧为圆弧面的扶正条15和压缩弹簧16固定在凹槽内，在进行孔内加工时起着稳定、扶正导向镗头体9的作用。在刀头7以下至镗头体9尾部的连接端，其中心加工有冷却润滑液输送孔18，工作时可同时对两只刀头7进行润滑和冷却降温。

使用专用工具置于镗头体9的下部的扳手孔22内，即可将本发明的镗削装置安装在现有镗床的镗杆上，再按照本发明的方法，即可在工件上加工成形入口小中间大、1＜变径比≤1.2、深径比≥50的变径深孔。

通过刀头调节机构进行孔内调刀的工作过程如下：

将装好刀头7的镗削装置由镗杆送入用现有技术加工成形的直通深孔的最深处，即起镗位置后，在工件外，再用内六方扳手通过与直通深孔相通的调节孔插入紧定螺钉1顶部，反时针旋转紧定螺钉1，使压板6松开刀头7，让刀头7可在安装槽内滑动。然后，换用一字形专用扳手穿过紧定螺钉1、压板6的中心调节通孔19嵌入调节锥10顶部中心的调节槽20，顺时针调节调节锥10，使其进行轴向位移，与此同时，调节锥10的锥面推动调节环8、并通过调节环8推动两只刀头7进行径向位移。当刀头7的刃口切入工件后，再换用内六方扳手顺时针拧紧紧定螺钉1，并通过并紧螺母5、压板6固定刀头7，一次孔内调刀过程即告完成。此后即可进行试拉镗。孔内调刀需反复进行多次，直到加工完成预期的变径深孔。

本发明的镗削装置也可用于一般深孔、径向基本尺寸一致的深孔和由浅到深径向尺寸为相应的由大到小的台阶状深孔的加工。

Claims (3)

1.一种入口小中间大变径深孔加工方法，其特征在于将具有刀头调节机构的镗削装置送入直通深孔的最深处，在加工件外部，使用专用工具通过与直通深孔相通的调节孔对镗削装置进行孔内调刀，使刀头外径大于直通深孔内径，经试拉镗、检测后，再反复多次进行孔内调刀、检测、拉镗，即可加工成形入口小中间大、1＜变径比≤1.2、深径比≥50的变径深孔。

2.一种入口小中间大变径深孔加工装置，主要有镗头体(9)、刀头调节机构、导向扶正条(15)、压缩弹簧(16)等组成，整体形状为圆柱形，其特征在于刀头调节机构是由紧定螺钉(1)、压套(2)、连接螺钉(3)、压簧(4)、并紧螺母(5)、压板(6)、刀头(7)、调节环(8)、调节锥(10)、护套(11)、密封环(13)等构成；在距镗头体(9)顶部一定距离处沿轴线向下加工有一条长方形安装槽，在安装槽内依次安装有调节锥(10)、调节环(8)、刀头(7)、压板(6)和并紧螺母(5)，顶部加工有调节槽(20)的圆锥形调节锥(10)通过其底部的连接端旋装在安装槽底面的中央，可径向位移的调节环(8)套装在其外侧，两只厚度与调节环(8)的高度相同的刀头(7)对称安装在调节环(8)的两侧，在它们的上面依次安装有压板(6)和并紧螺母(5)；以轴线为中心均匀分布的二个带压簧(4)的连接螺钉(3)从镗头体(9)顶部的安装孔进入安装槽，并穿过并紧螺母(5)限位缺口与压板6装联一起，而中心加工有调节通孔(19)的紧定螺钉(1)则通过镗头体(9)顶部中央的安装孔与并紧螺母(5)旋装在一起，并与镗头体(9)紧密连接为一体，紧定螺钉(1)通过其尾部的球面使压板(6)与并紧螺母(5)保持一定距离；当通过调节通孔(19)顺时针调节紧定螺钉(1)时，紧定螺钉(1)即推动压板(6)压紧刀头(7)，此时套装在连接螺钉(3)颈部的压簧(4)呈压缩状态；而当反时针调节紧定螺钉(1)时，在压簧(4)张力作用下，压板(6)随连接螺钉(3)作同向位移，刀头(7)处于活动状态；而后使用专用工具通过紧定螺钉(1)、压板(6)的中心调节通孔(19)即可调节调节锥(10)，使其进行轴向位移，同时，在其锥面的推动下，调节环(8)可在安装槽内进行径向位移，推动刀头(7)移动，从而实现调节刀头(7)刃口外径尺寸的目的。

3.根据权利要求2所述的入口小中间大变径深孔加工装置，其特征在于套装在调节锥(10)外侧面的调节环(8)是由形状完全相同的两部分构成，整体形状为圆管形，其内侧面与调节锥(10)外侧面完全吻合。