專(zhuān)利名稱(chēng)：一種深孔加工方法及其專(zhuān)用刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)，特別提供了一種深孔加工方法及其專(zhuān)用刀具。
背景技術(shù)：
在機(jī)械技工技術(shù)中，深孔加工始終是一大技術(shù)難點(diǎn)，此類(lèi)技術(shù)一直備受關(guān)注。在深孔加工中，有時(shí)會(huì)要求達(dá)到很高的孔加工精度；對(duì)于空心軸類(lèi)零件加工，一個(gè)主要加工難點(diǎn)問(wèn)題就是對(duì)空心軸壁厚差數(shù)值的控制。
傳統(tǒng)的深孔加工成型工藝是鉆孔、擴(kuò)孔、粗鉸大錐面孔、粗鉸小錐面孔、精鉸大錐面孔、精鉸小錐面孔、鏜小頭尾孔。加工深孔常在深孔鉆床上進(jìn)行(參見(jiàn)附圖7)，鉆桿8通過(guò)輔助支撐9幫助定位，各段深孔、型面分段成型，這樣很容易造成基準(zhǔn)定位誤差偏大，而且容易產(chǎn)生各段內(nèi)孔中心線不重合誤差。過(guò)去在粗鉸孔時(shí)，采用浮動(dòng)鉸刀在鉸削余量不均勻的情況下，刀具的浮動(dòng)刀頭偏向一邊切削，容易產(chǎn)生內(nèi)孔偏移現(xiàn)象，這在精鉸時(shí)也無(wú)法修復(fù)。
現(xiàn)有技術(shù)的深孔加工過(guò)程中，深孔(尤其是細(xì)長(zhǎng)比超過(guò)10或深度超過(guò)800mm的深孔)壁厚差只能控制在0.10左右，工序中內(nèi)控零件壁厚差也僅可達(dá)到0.08。同時(shí)，孔的同軸度誤差也難以保證較高精度。若在要求壁厚差為0.05的情況下仍然沿用傳統(tǒng)的加工方法，加工后零件的壁厚差合格率極低，在整個(gè)深孔型面中，小孔的內(nèi)表面與大孔的內(nèi)表面同軸度誤誤差較大，導(dǎo)致壁厚差值超差。過(guò)去人們往往采用找偏大孔理論中心線使其與小孔一致后，加工大孔內(nèi)表面保證與小孔內(nèi)表面同軸度要求；然后，修復(fù)內(nèi)孔基準(zhǔn)和外圓各個(gè)表面，以保證空心軸壁厚差的要求。這種方法，修復(fù)加工起來(lái)過(guò)程十分復(fù)雜，隨機(jī)性較大，一些地方尺寸和技術(shù)條件很不容易控制。
在對(duì)同軸度誤差或壁厚差要求很高的情況下，深孔加工已經(jīng)成為一個(gè)急待解決的技術(shù)難題。如果我們進(jìn)行深孔鏜削加工，由于受空心軸結(jié)構(gòu)的限制，效果仍然不理想。而采用原有的結(jié)構(gòu)鋼刀桿則滿足不了空心軸的結(jié)構(gòu)要求和加工剛性的要求。
市場(chǎng)期望一種能達(dá)到同軸度、壁厚差的更高精度要求的深孔加工方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)更高加工精度的深孔加工方法。其特征在于按照工藝路線的先后順序，深孔加工工藝為鉆孔、擴(kuò)孔、粗鉸孔、精鏜深孔型面、精鉸孔；深孔加工在整個(gè)加工長(zhǎng)度上的壁厚差控制精度為0.02～0.10mm；選用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿作為專(zhuān)用刀具進(jìn)行深孔鏜削加工。
本發(fā)明一種深孔加工方法，其特征在于選用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿進(jìn)行深孔加工的切削參數(shù)為切削速度150～1000mm/s，進(jìn)給量0.06～0.30mm，切削深度0.06～0.40mm；加工后粗糙度為Ra1.6～6.3，壁厚差值為0.02～0.10mm。
一種如上所述深孔加工方法的專(zhuān)用刀具--硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其由固定連接的刀桿和加工刀具(4)兩大部分構(gòu)成，其特征在于所述刀桿可以加工長(zhǎng)徑比為10～20的深孔。所述長(zhǎng)徑比為刀桿可加工的深孔孔深長(zhǎng)度與孔直徑的比值。所述刀桿可以是整體式硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿(7)，或者刀桿分為由刀桿本體(1)和刀桿頭(2)固定連接組成的兩部分。
本發(fā)明硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述加工刀具(4)與刀桿之間的固定連接為螺釘(3)連接，所述刀桿的橫截面為偏心形狀。
本發(fā)明硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述刀桿由刀桿本體(1)和刀桿頭(2)兩部分組成，兩者之間為固定連接；其中，刀桿本體(1)選用硬質(zhì)合金材料，刀桿頭(2)選用高速鋼。
本發(fā)明硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于組成刀桿的刀桿本體(1)和刀桿頭(2)兩部分之間的固定連接方式為真空釬焊；所述真空釬焊是將焊料置于被焊的硬質(zhì)合金刀桿本體(1)和刀桿頭(2)之間的焊接區(qū)域內(nèi)，注入銀釬劑，一同放入到真空爐中，加熱至595～605℃使焊料熔化隨爐冷卻，完成焊接。
本發(fā)明硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于組成刀桿的刀桿本體(1)和刀桿頭(2)兩部分之間的固定連接方式為粘接；所述粘接過(guò)程為先對(duì)戰(zhàn)接表面打磨、洗凈、烘干處理，選用一種酚醛橡膠型膠粘劑，在一定溫度和壓力下將粘結(jié)劑固化，從而將刀桿本體(1)和刀桿頭(2)粘接在一起。
本發(fā)明硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述刀桿本體(1)和刀桿頭(2)的橫截面為偏心形狀。
本發(fā)明硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述加工刀具(4)與刀桿的刀桿頭(2)固定連接的方式為螺釘(3)連接。
利用本發(fā)明的深孔加工工藝，可以在粗鉸內(nèi)孔型面之后用硬質(zhì)合金刀桿進(jìn)行深孔鏜削加工修復(fù)，簡(jiǎn)化了空心軸壁厚差修復(fù)過(guò)程，通常的空心軸壁厚差均可控制在0.05mm之內(nèi)，實(shí)際應(yīng)用中也大大提高了深孔加工的效率，保證了深孔加工各段孔的中心線同軸，達(dá)到壁厚差要求。
本發(fā)明一種深孔加工方法，應(yīng)用超長(zhǎng)硬質(zhì)合金刀桿，在細(xì)長(zhǎng)比大于10的深孔鏜削加工中，改變了傳統(tǒng)的深孔(鉆鉸)加工工藝，滿足了空心軸深孔加工壁厚差的技術(shù)要求，取得了明顯有益的技術(shù)效果。本發(fā)明所涉及的硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿的制造與應(yīng)用，填補(bǔ)了我國(guó)在深孔加工領(lǐng)域里的一項(xiàng)制造空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。


圖1粘接硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2粘接硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿刀桿本體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3粘接硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿刀桿頭結(jié)構(gòu)示意圖；圖4真空釬焊硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿真空釬焊原理示意圖；圖6整體式硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿；圖7傳統(tǒng)內(nèi)孔加工原理示意圖；圖8深孔加工的空心軸結(jié)構(gòu)示意圖；圖9采用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿仿形加工過(guò)程原理示意圖。
具體實(shí)施例方式圖形說(shuō)明刀桿本體1、刀桿頭2、螺釘3、加工刀具4、釬料5、保護(hù)套6、整體式刀桿7、鉆桿8、輔助支撐9、成型刀具10、零件加工型面11、零件12、深孔空心軸13、靠模板14、觸針15、硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿16(硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿可以是整體式或分體式，分體式刀桿的刀桿本體1和刀桿頭2可以是釬焊或粘接連接方式)。
一、深孔加工所用刀具1、真空釬焊硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿(參見(jiàn)附圖4、5)一種硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，由刀桿和加工刀具4構(gòu)成，刀桿又分為固定連接的刀桿本體1和刀桿頭2兩部分，刀桿總長(zhǎng)度為1080mm，刀桿細(xì)長(zhǎng)比約為15。組成刀桿的刀桿本體1和刀桿頭2兩部分之間的固定連接方式為真空釬焊。所述真空釬焊是將焊料置于被焊的硬質(zhì)合金刀桿本體1和刀桿頭2之間的焊接區(qū)域內(nèi)，注入銀釬劑，一同放入到真空爐中，加熱至595～605℃使焊料熔化隨爐冷卻，完成焊接(參見(jiàn)圖5)。
焊后性能拉伸30～40Kg/cm2。
特點(diǎn)不熔化基體金屬，是其化學(xué)成分、組織和機(jī)械性能保持不變，并保持結(jié)合面的牢固性；選用承受沖擊載荷能力強(qiáng)、具有較好潤(rùn)濕性和填滿間隙能力的釬料。
在滿足加工要求的前提下，為了節(jié)省材料，方便加工實(shí)施，刀桿本體1和刀桿頭2的橫截面為偏心形狀。
所述加工刀具4與刀桿頭2用螺釘3固定連接。
2、粘接硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿(參見(jiàn)附圖1、2、3)一種硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，由刀桿和加工刀具4構(gòu)成。刀桿又分為固定連接的刀桿本體1和刀桿頭2兩部分，刀桿總長(zhǎng)度為1100mm，刀桿細(xì)長(zhǎng)比約為15。組成刀桿的刀桿本體1和刀桿頭2兩部分之間的固定連接方式為粘接。
所述粘接過(guò)程為先對(duì)粘接表面打磨，然后對(duì)其作洗凈和烘干處理；選用一種熱固性酚醛橡膠型膠粘劑，在較適宜的溫度下將粘結(jié)結(jié)合面涂膠后，放置約15分鐘，然后放入烤箱中恒溫預(yù)熱約50分鐘，取出后立即將兩者粘合在一起，同時(shí)施加3Kg/cm2壓力在室溫下保持約10分鐘即可將粘結(jié)劑固化，從而將刀桿本體1和刀桿頭2粘接在一起。
粘接性能室溫20攝氏度條件下，刀桿頭2和刀桿本體1粘接后的非均勻扯離強(qiáng)度為Kg/cm2。
在滿足加工要求的前提下，為了節(jié)省材料，方便加工實(shí)施，刀桿本體1和刀桿頭2的橫截面為偏心形狀。
所述加工刀具4與刀桿頭2用螺釘3固定連接。
3、整體式硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿一種硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，由整體式刀桿7和加工刀具4構(gòu)成。整體式刀桿7總長(zhǎng)度為1100mm，刀桿可加工深孔的長(zhǎng)徑比最大為10。
在滿足加工要求的前提下，為了節(jié)省材料，方便加工實(shí)施，整體式刀桿7的橫截面為偏心形狀。
所述加工刀具4與刀桿之間用螺釘3固定連接。
二、硬質(zhì)合金刀桿應(yīng)用我們應(yīng)用的深孔加工成型工藝過(guò)程為鉆孔-擴(kuò)孔-粗鉸大錐面孔-粗鉸小錐面孔-精鏜深孔型面-精鉸大錐面孔-精鉸小錐面孔-鏜小頭尾孔；所用刀具深孔鉆頭、深孔鏜頭、深孔鉸刀、深孔鏜桿、硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿、鏜刀頭；使用設(shè)備深孔鉆床、深孔鏜床。
選用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，利用常規(guī)的靠模仿型加工工藝精鏜深孔型面，選用的工藝參數(shù)為切削速度可以為150～1000mm/s，進(jìn)給量可以為0.06～0.30mm，切削深度可以為0.06～0.40mm；加工后粗糙度滿足Ra1.6～6.3，壁厚差值可以控制在0.02～0.10mm范圍內(nèi)。
如附圖9，我們采用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿進(jìn)行仿形加工。
以下僅就對(duì)如附圖8所示某一空心軸類(lèi)零件(深孔空心軸13)的加工選擇不同的加工參數(shù)舉例如下實(shí)施例1硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿深孔鏜削加工試驗(yàn)應(yīng)用一試驗(yàn)應(yīng)用條件1、加工設(shè)備為KDM-18深孔鏜床；2、使用的工裝為硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿、結(jié)構(gòu)鋼加工刀具材料為YT15車(chē)刀、仿型用的靠模板(如附圖9所示)等。
在本模擬試驗(yàn)中，我們可以發(fā)現(xiàn)上刀后，硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿的讓刀量、在加工過(guò)程中刀桿的回彈、尤其是在近根部的震顫感均明顯好于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)鋼刀桿。應(yīng)用過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)見(jiàn)附表1。
實(shí)施例2某種空心軸的深孔加工應(yīng)用(參見(jiàn)附圖8)應(yīng)用條件1、設(shè)備為DDM-18深孔鏜床；2、使用的工裝硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿、刀具材料為YG8車(chē)刀、仿型用的靠模板(如附圖9所示)。
本實(shí)施例中，我們采用硬質(zhì)合金刀桿按上述工藝過(guò)程對(duì)附圖8所示空心軸進(jìn)行深孔加工，加工結(jié)果與實(shí)施例1中的空心軸相近。附表2所示為加工附圖8所示空心軸是的應(yīng)用參數(shù)和加工結(jié)果。其中切削試驗(yàn)參數(shù)與附表1中序號(hào)2、3、4、5、6、的參數(shù)一致，效果非?，F(xiàn)想。
應(yīng)用結(jié)論采用了硬質(zhì)合金刀桿對(duì)附圖8所示空心軸進(jìn)行深孔加工，可以達(dá)到并保證空心軸的整個(gè)加工長(zhǎng)度上的壁厚差在0.05mm之內(nèi)。
實(shí)施例3某種空心軸的深孔加工應(yīng)用(參見(jiàn)附圖8)應(yīng)用條件1、設(shè)備為DDM-18深孔鏜床；2、使用的工裝硬質(zhì)合金刀桿、刀具材料為YT15的車(chē)刀、仿型用的靠模板(如附圖9所示)。
在本試驗(yàn)項(xiàng)目中，我們采用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿對(duì)附圖8所示空心軸進(jìn)行深孔加工，加工結(jié)果與第一種空心試驗(yàn)軸相近，其中切削試驗(yàn)參數(shù)與附表1中的序號(hào)2、3、4、5、6、的參數(shù)一致，效果非常理想。
附表1硬質(zhì)合金刀桿頻率測(cè)量記錄表

附表2

權(quán)利要求
1.一種深孔加工方法，其特征在于按照工藝路線的先后順序，深孔加工工藝為鉆孔、擴(kuò)孔、粗鉸孔、精鏜深孔型面、精鉸孔；深孔加工在整個(gè)加工長(zhǎng)度上的壁厚差控制精度為0.02～0.10；選用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿作為專(zhuān)用刀具進(jìn)行深孔鏜削加工。
2.按照權(quán)利要求1所述深孔加工方法，其特征在于選用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿進(jìn)行深孔加工的切削參數(shù)為切削速度150～1000mm/s，進(jìn)給量0.06～0.30mm，切削深度0.06～0.40mm；加工后粗糙度為Ra1.6～6.3，壁厚差值為0.02～0.10mm。
3.一種用于權(quán)利要求1所述深孔加工方法的硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其由固定連接的刀桿和加工刀具(4)兩大部分構(gòu)成，其特征在于所述刀桿長(zhǎng)度與其可加工深孔的直徑之比為10～20。
4.按照權(quán)利要求3所述硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述加工刀具(4)與刀桿之間的固定連接為螺釘(3)連接，所述刀桿的橫截面為偏心形狀。
5.按照權(quán)利要求3所述硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述刀桿由刀桿本體(1)和刀桿頭(2)兩部分組成，兩者之間為固定連接；其中，刀桿本體(1)選用硬質(zhì)合金材料，刀桿頭(2)選用高速鋼。
6.按照權(quán)利要求5所述硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于組成刀桿的刀桿本體(1)和刀桿頭(2)兩部分之間的固定連接方式為真空釬焊；所述真空釬焊是將焊料置于被焊的硬質(zhì)合金刀桿本體(1)和刀桿頭(2)之間的焊接區(qū)域內(nèi)，注入銀釬劑，一同放入到真空爐中，加熱至595～605℃使焊料熔化隨爐冷卻，完成焊接。
7.按照權(quán)利要求5所述硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于組成刀桿的刀桿本體(1)和刀桿頭(2)兩部分之間的固定連接方式為粘接；所述粘接過(guò)程為先將粘接表面打磨、洗凈、烘干處理，選用一種熱固性酚醛橡膠型膠粘劑，在一定溫度和壓力下將粘結(jié)劑固化，從而將刀桿本體(1)和刀桿頭(2)粘接在一起。
8.按照權(quán)利要求6或7所述硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述刀桿本體(1)和刀桿頭(2)的橫截面為偏心形狀。
9.按照權(quán)利要求6或7所述硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿，其特征在于所述加工刀具(4)與刀桿的刀桿頭(2)固定連接的方式為螺釘(3)連接。
全文摘要
一種深孔加工方法，其特征在于按照工藝路線的先后順序，深孔加工工藝為鉆孔、擴(kuò)孔、粗鉸孔、精鏜深孔型面、精鉸孔；深孔加工在整個(gè)加工長(zhǎng)度上的壁厚差控制精度為0.02～0.10；選用硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿作為專(zhuān)用刀具進(jìn)行深孔鏜削加工，所述刀桿長(zhǎng)度與其可加工深孔的直徑之比為10～20。本發(fā)明應(yīng)用超長(zhǎng)硬質(zhì)合金刀桿，在細(xì)長(zhǎng)比大于10的深孔鏜削加工中，改變了傳統(tǒng)的深孔(鉆鉸)加工工藝，滿足了空心軸深孔加工壁厚差的技術(shù)要求，取得了明顯有益的技術(shù)效果。本發(fā)明所涉及的硬質(zhì)合金長(zhǎng)刀桿的制造與應(yīng)用，填補(bǔ)了我國(guó)在深孔加工領(lǐng)域里的一項(xiàng)制造空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
文檔編號(hào)B23B41/02GK1781653SQ200410082829
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者姜雪梅, 劉偉龍, 哈劍義 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司