CN219169683U - 一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，包括依次连接的锪钻部、刀杆让位部和刀杆夹持部，所述锪钻部为锪钻，锪钻的切削刃直径比待加工零件台阶孔直径公差上限小0.02mm，切削刃长度比待加工零件台阶孔深度大3mm，锪钻螺旋角比第一螺旋角小2°，锪钻后角为10°～12°，锪钻顶角为80°。优化设计切削刃的直径和长度，确定最合理的尺寸大小，有利于减小锪孔过程切削余量，降低锪孔扭矩；优化切削刃角度参数，调整标准角度参数，刀具锋利，切屑排除流畅，切削阻力小；优化刀杆让位部分的直径及长度，避免加工过程碰伤零件表面，又保证刀杆刚性；优化设计刀杆夹持部分的直径及长度，在保证连接牢固可靠情况尽可能小。
Description
技术领域
本实用新型属于机械加工技术领域，具体涉及一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻。
背景技术
钛合金材料具有较好的力学、化学、物理综合性能，质轻、密度约为4.54g/cm3，是钢的60％左右，但其比强度(强度/密度)是现代工程结构金属材料中最高的钛合金。钛合金材料中加入合金强化元素后，热稳定性很高,300℃～350℃条件下其强度约比铝合金高10倍。因而钛合金材料在各行业的应用愈来愈广。
如图2壳体结构所示，此零件材料为钛合金，左边处沿圆周均布9-φ1.8mm台阶孔，台阶孔孔壁与零件右侧外表面最大外径距离为0.5mm，台阶孔深度到右端面距离为85mm，孔径与高度距离差50倍左右，钛合金小直径锪孔，是此零件切削加工中最困难的工序，尤其是用于小直径细长杆锪钻锪孔更加困难。主要表现为锪孔总扭矩大，约为45钢的2倍；锪钻刀齿过快磨损、崩刃，刀杆刚性差，易折断。一般通过选用性能好的刀具材料，改进锪钻切削刃角度参数、提高刀杆刚性等措施，但对小直径台阶孔加工的细长杆锪钻锪孔上述措施不适用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，以解决生产加工瓶颈，保持刀具切削稳定，提高小直径台阶孔的加工效率。
本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的，一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，包括依次连接的锪钻部、刀杆让位部和刀杆夹持部，所述锪钻部为锪钻，锪钻的切削刃直径比待加工零件台阶孔直径公差上限小0.02mm，切削刃长度比待加工零件台阶孔深度大3mm，锪钻螺旋角比第一螺旋角小2°，锪钻后角为10°～12°，锪钻顶角为80°，所述第一螺旋角为20°。
所述刀杆让位部直径比台阶孔壁与零件外径最小距离小0.03mm，刀杆让位部长度比待加工零件台阶孔深度与零件外端面最大距离高2mm。
所述刀杆夹持部直径大于刀杆让位部直径。
所述锪钻部和刀杆让位部之间还连接有锪钻让位过渡部，刀杆让位部和刀杆夹持部之间还连接有让位夹持过渡部。
锪钻让位过渡部外壁夹角和让位夹持过渡部外壁夹角均为15°。
本实用新型的有益效果在于：优化设计切削刃的直径和长度，确定最合理的尺寸大小，有利于减小锪孔过程切削余量，降低锪孔扭矩；优化切削刃角度参数，调整标准角度参数，刀具锋利，切屑排除流畅，切削阻力小；优化刀杆让位部分的直径及长度，避免加工过程碰伤零件表面，又保证刀杆刚性；优化设计刀杆夹持部分的直径及长度，在保证连接牢固可靠情况尽可能小；为了确保细长杆锪钻刚性及高速运动中稳定性，使刀具切削刃与让位刀杆之间过渡部分，让位刀杆与夹持刀杆之间过渡部分角度大小更合理性，刀杆刚性好，降低切削阻力，耐磨性提高，保证技术要求的目的，避免了由于刀具切削过程易折断造成零件表面啃伤等缺陷而报废，大大节约成本。
附图说明
图1为用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻结构示意图；
图2为待加工零件结构示意图；
图中1、锪钻顶角；2、切削刃直径；3、锪钻螺旋角；4、锪钻让位过渡部外壁夹角；5、刀杆让位部直径；6、让位夹持过渡部外壁夹角；7、刀杆夹持部直径；8、锪钻后角；9、切削刃长度；10、刀杆让位部长度；11、刀杆夹持部长度；12、台阶孔直径；13、台阶孔壁与零件外径最小距离；14、台阶孔深度与零件外端面最大距离；15、台阶孔深度。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
【实施例1】
如图1所示，一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，包括依次连接的锪钻部、刀杆让位部和刀杆夹持部，所述锪钻部为锪钻，锪钻的切削刃直径2比待加工零件台阶孔直径12公差上限小0.02mm，切削刃长度9比待加工零件台阶孔深度15大3mm，锪钻螺旋角3比第一螺旋角小2°，锪钻后角8为10°～12°，锪钻顶角1为80°。
锪钻部、刀杆让位部和刀杆夹持部从左至右首尾依次相连，依据钛合金材料弹性模量小、加工回弹量大，锪钻的切削刃直径2比待加工零件台阶孔直径12公差上限小0.02mm，切削刃长度9比待加工零件台阶孔深度15大3mm，有利于减小锪孔过程切削余量，降低锪孔扭矩。刀杆让位部和刀杆夹持部均为杆装，只是为了在加工中延长整体结构好让位，以及方便钻床夹持整个细长杆锪钻。
所述第一螺旋角为20°。锪钻螺旋角3比第一螺旋角小2°，排屑流畅，切削阻力较低，散热快速。
锪钻后角8由标准角度增大至10°～12°，减小钻削过程摩擦扭矩，锪钻切削锋利。
锪钻顶角1由标准角度增改为80°，定位精准，切削力降低，切削稳定性增强。
所述刀杆让位部直径5比台阶孔壁与零件外径最小距离13小0.03mm，刀杆让位部长度10比待加工零件台阶孔深度与零件外端面最大距离14高2mm。这样既保证让位关系，避免碰伤零件，又保证刀杆强度，防止易折断。
所述刀杆夹持部直径7大于刀杆让位部直径5。且与标准连接套最小相配套即可，刀杆夹持部长度11尺寸控制在保证连接牢固可靠情况尽可能小。
所述锪钻部和刀杆让位部之间还连接有锪钻让位过渡部，刀杆让位部和刀杆夹持部之间还连接有让位夹持过渡部。由于锪钻部、刀杆让位部和刀杆夹持部三者直径不同，因此两两之间过渡的部分，如图1所示，外壁是倾斜有角度的，过渡部的直径从一端到另一端逐渐增大，为了保证细长杆锪钻刚性及高速运动中稳定性，过渡部分就需要刚性好。
如图1所示，锪钻让位过渡部外壁夹角4和让位夹持过渡部外壁夹角6均为15°。过渡部分剖面两个外壁形成的夹角为15°。保证刀杆这两处刚性及切削过程稳定性，刀具不宜折断。
一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻加工方法，包括以下步骤：
锪钻部加工，按照锪钻的切削刃直径2比待加工零件台阶孔直径12公差上限小0.02mm，切削刃长度9比待加工零件台阶孔深度15大3mm，锪钻螺旋角3比第一螺旋角小2°，锪钻后角8，为10°～12°，锪钻顶角1为80°，加工锪钻；优化设计切削刃的直径和长度，确定最合理的尺寸大小，有利于减小锪孔过程切削余量，降低锪孔扭矩；优化切削刃角度参数，调整标准角度参数，刀具锋利，切屑排除流畅，切削阻力小；
刀杆让位部加工，按照刀杆让位部直径5比待加工零件台阶孔直径大0.03mm，刀杆让位部长度10比待加工零件台阶孔深度与零件外端面最大距离14高2mm，加工刀杆让位部；优化刀杆让位部分的直径及长度，避免加工过程碰伤零件表面，又保证刀杆刚性；
刀杆夹持部加工，按照刀杆夹持部直径7大于刀杆让位部直径5加工刀杆夹持部加工；
连接锪钻部、刀杆让位部和刀杆夹持部加工，锪钻加工完毕。优化设计刀杆夹持部分的直径及长度，在保证连接牢固可靠情况尽可能小。
还按照锪钻让位过渡部外壁夹角4和让位夹持过渡部外壁夹角6均为15°加工锪钻让位过渡部和让位夹持过渡部，并将连接在锪钻部和刀杆让位部之间，让位夹持过渡部连接到刀杆让位部和刀杆夹持部之间。为了确保细长杆锪钻刚性及高速运动中稳定性，使刀具切削刃与让位刀杆之间过渡部分，让位刀杆与夹持刀杆之间过渡部分角度大小更合理性，刀杆刚性好；避免了由于刀具切削过程易折断造成零件表面啃伤等缺陷而报废，大大节约成本。年节约产品实验成本费用百万以上。
使用时，将细长杆锪钻的夹持刀杆直径7处安装在钻床连接处，调整细长杆锪钻的刀具夹持长度11处上下位置，并使其固定牢靠；
取待加工小直径台阶孔工件，将工件一头放置在钻床的工作台面上，沿工作台面移动待加工小直径台阶孔的工件，使待加工小直径台阶孔的小直径孔(即台阶孔直径12)处的中心与锪钻切削刃直径2处的中心对齐。
启动钻床，细长杆锪钻转动，固定待加工工件的位置，将细长杆锪钻由上向下运动，首先锪钻顶角1处，与待加工件的小直径孔(即台阶孔直径12)处的预留孔建立定向关系，再向下进给，切削刃直径2处加工小直径孔(即台阶孔直径12)处，切削深度0.5mm后细长杆锪钻由下向上抬起，重复以上动作，直至加工到台阶孔深度15。
根据待加工件的锪孔数量，逐个按以上步骤加工，直至待加工件所有钻孔加工完毕。
Claims (5)
1.一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，其特征在于：包括依次连接的锪钻部、刀杆让位部和刀杆夹持部，所述锪钻部为锪钻，锪钻的切削刃直径(2)比待加工零件台阶孔直径(12)公差上限小0.02mm，切削刃长度(9)比待加工零件台阶孔深度(15)大3mm，锪钻螺旋角(3)比第一螺旋角小2°，锪钻后角(8)为10°～12°，锪钻顶角(1)为80°，所述第一螺旋角为20°。
2.根据权利要求1所述的一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，其特征在于：所述刀杆让位部直径(5)比台阶孔壁与零件外径最小距离(13)小0.03mm，刀杆让位部长度(10)比待加工零件台阶孔深度与零件外端面最大距离(14)高2mm。
3.根据权利要求2所述的一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，其特征在于：所述刀杆夹持部直径(7)大于刀杆让位部直径(5)。
4.根据权利要求1所述的一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，其特征在于：所述锪钻部和刀杆让位部之间还连接有锪钻让位过渡部，刀杆让位部和刀杆夹持部之间还连接有让位夹持过渡部。
5.根据权利要求4所述的一种用于零件小直径台阶孔加工的细长杆锪钻，其特征在于：锪钻让位过渡部外壁夹角(4)和让位夹持过渡部外壁夹角(6)均为15°。
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