专利名称：一种深孔加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于深孔加工技术领域，尤其是涉及一种深孔加工工艺。
背景技术：
采煤机加工制造过程中，采煤机摇臂的冷却系统采用可拆卸的活动结构，且该冷却系统的进水从摇臂耳孔侧的两个结构相同的深孔进入。上述两个深孔的直径为065mm且孔深为625mm，上述两个深孔的上端面距采煤机摇臂壳体外端面之间的距离为545mm，也就是说，实际加工时上述两个深孔的加工深度为80mm。实际使用时,上述两个深孔的孔面不仅需密封，而且还需与位于其前侧的冷却器组件接连。实际加工时，上述两个深孔的孔精度为H7级(即基孔制7级精度)，并且两个深孔的形位公差要求也较严格。
按照传统的先钻后镗的深孔加工工艺进行加工时，前后分两步进行，且其加工工艺如下先采用钻刀进行粗加工，预钻出直径O50mm的预钻孔；之后，再进行精加工，具体是对预钻孔进行镗削加工获得加工成型的精加工孔。实际加工过程中，因粗加工与精加工的加工基准不统一，上述粗加工预钻孔与精加工孔的定位中心不统一，孔径余量不均匀，因而只能镗削加工，即在镗床上进行加工。但是，采用镗床进行加工时，由于只能从采煤机摇臂的耳孔端进刀，因而进刀空间狭小，实际操作极其不方便，再加上上述两个深孔的深度达625mm，需要通过特制的细长镗刀杆校正预钻孔位置的偏差，吃刀量小，耗费时间长，仅对上述两个深孔进行精加工就需24小时才能完成，加工效率非常低，严重制约着产品的完成周期。综上，对于进刀空间狭窄且孔深度较深的深孔来说，现有先钻后镗的深孔加工工艺实际操作过程时存在加工不便、实际操作不易控制、加工效率低、加工精度难以保证等多种缺陷和不足，严重影响了采煤机摇臂壳体的加工周期。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种深孔加工工艺，其加工工艺步骤简单、实际操孔简便、投入成本低且加工质量高、加工速度快，能有效解决现有先钻后镗的深孔加工工艺存在的加工不便、实际操作不易控制、加工效率低、加工精度难以保证等问题。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种深孔加工工艺，需加工深孔位于被加工产品上所设置的已加工件一侧下方，所述需加工深孔的上端面与所述已加工件上端面之间的距离为Hl且其孔底与所述已加工件上端面之间的距离为H2，需加工深孔的孔径为①山且需加工深孔的加工深度AH=H2-H1，需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距为H3，其中Hl > 500mm, H2 > 600mm, H3彡50mm, d < 2XH3，其特征在于该工艺包括以下步骤步骤一、钻孔在数控机床上采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工，并获得直径为Odl的钻孔；实际加工时，所述接杆钻头的切削深度为AH ;
所述接杆钻头包括切削钻头、刀柄一和安装在切削钻头与刀柄一之间的连接杆一，所述切削钻头、连接杆一和刀柄一呈同轴布设；所述切削钻头的直径为Odl，且切削钻头和连接杆一的总长度大于H2，所述刀柄一安装于所述数控机床上；其中dl=d_Adl，d为需加工深孔的孔径，A dl=3mm 8mm ;所述连接杆一的直径小于2 XH3，其中H3为需加工深孔的孔中心线与所述已 加工件外侧壁之间的间距；步骤二、扩孔将步骤一中所述接杆钻头的切削钻头更换为扩孔钻头后，采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工，并获得直径为Od2的孔洞；所述扩孔钻头的长度与切削钻头的长度相同且其直径为0(12，其中d2=d_Ad2，d为需加工深孔的孔径，Ad2=0. 5mm±0. Imm ；步骤三、铰孔在数控机床上采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工，获得加工成型且直径为Od的深孔；所述长杆铰刀包括铰刀刀头、刀柄二和安装在铰刀刀头与刀柄二之间的连接杆二，所述铰刀刀头、连接杆二和刀柄二呈同轴布设；所述铰刀刀头和连接杆二的总长度大于H2，所述刀柄二安装于所述数控机床上；其中d为需加工深孔的孔径；所述连接杆二的直径小于2XH3，其中H3为需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距。上述一种深孔加工工艺，其特征是步骤一中所述切削钻头的后部设置有插装入连接杆一内的圆柱状插头，且连接杆一的前端部对应设置有供所述圆柱状插头插入的圆柱状凹槽，所述圆柱状插头与圆柱状凹槽之间为过盈配合。上述一种深孔加工工艺，其特征是步骤一中采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工时，所述接杆钻头的转速n=40r/min±5r/min,进给速度vf=10mm/min±2mm/min ；步骤二中采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工时，所述扩孔钻头的转速 n=45r/min±5r/min，进给速度 Vf= 10mm/min + 2mm/min ；步骤三中采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工时，所述长杆铰刀的转速 n=28r/min + 4r/min,进给速度 vf=8mm/mi n + 2mm/mi n。上述一种深孔加工工艺，其特征是步骤一中所述的连接杆一为圆柱杆或直径由上至下逐渐缩小的圆锥杆，且所述连接杆一的上端部直径小于2XH3 ;步骤三中所述的连接杆二为圆柱杆。上述一种深孔加工工艺，其特征是所述需加工深孔的上端面与所述已加工件上端面之间的距离Hl=545mm，需加工深孔的孔底与所述已加工件上端面之间的距离H2=625mm,需加工深孔的孔径①d=65mm，且需加工深孔的加工深度A H=H2_H1，需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距H3=36mm ；步骤一中所述切削钻头的直径为0dl=050mm，且步骤一中所获得钻孔的孔径为0 50mm;步骤二中所述扩孔钻头的直径0d2=0 64. 5mm，且步骤二中所获得孔洞的孔径为0 64. 5mm。上述一种深孔加工工艺，其特征是步骤一中采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工时，所述接杆钻头的转速n=40r/min,进给速度vf=10mm/min ；步骤二中采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工时，所述扩孔钻头的转速 n=45r/min,进给速度 vf=10mm/min ；步骤三中采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工时，所述长杆铰刀的转速 n=28r/min,进给速度 vf=8mm/min。上述一种深孔加工工艺，其特征是步骤一中切削钻头和连接杆一的总长度为650mm,步骤三中所述铰刀刀头和连接杆二的总长度670mm。上述一种深孔加工工艺，其特征是步骤一中切削钻头的长度为260mm，所述连接杆一的长度为390mm且其为直径由上至下逐渐缩小的圆锥杆，所述连接杆一的上端部直径为①60mm且其下端部直径为C>58mm ;步骤三中所述铰刀刀头的直径为连接杆二的直径为O68mm，所述铰刀刀头前部刀刃部分的长度为55mm。上述一种深孔加工工艺，其特征是步骤一中所述的数控机床为镗床。上述一种深孔加工工艺，其特征是所述圆柱状插头与圆柱状凹槽之间通过紧固螺钉进行固定。本发明与现有技术相比具有以下优点I、加工工艺步骤简单，实际操控方便，加工质量易控。·2、所采用的接杆钻头结构简单、设计合理、加工制作及使用操作简便且投入成本低，使用效果好。3、所采用的长杆铰刀结构简单、设计合理、加工制作及使用操作简便且投入成本低，使用效果好。4、取消原先钻后镗的深孔加工工艺中粗加工时的预钻工序，在精加工时一次定心加工，不用细长镗刀杆纠正孔位置偏差，因而能有效保证孔的加工精度，且省时省力。5、加工质量高且加工效率高，其中钻孔所用加工时间为40min，扩孔所用加工时间为70min，铰孔所用加工时间为80min，加工过程中进行辅助换刀时间为60min，也就是说，加工一个深孔的时间仅为250min，与采用现有先钻后镗的深孔加工工艺(加工同样的2个深孔所需时间为24小时)相比，加工效率得到大幅提高，且加工精度得到有效保证，经钻孔、扩孔和铰孔三个步骤后可一次性挖成深孔的高精度加工过程。综上，与采用现有先钻后镗的深孔加工工艺相比，本发明很大程度上减轻了操作者的加工难度，缩短了加工周期，降低了加工成本，并且本发明的深孔加工效率提高了一倍多，质量也得到了保证，一次定位孔中心，且孔加工余量均匀，可采用直接钻、扩、铰的工艺方案。同时，所采用的接杆钻头和长杆较大能有效保证产品质量，也提高了加工精度。综上所述，本发明加工工艺步骤简单、实际操孔简便、投入成本低且加工质量高、加工速度快，能有效解决现有先钻后镗的深孔加工工艺存在的加工不便、实际操作不易控制、加工效率低、加工精度难以保证等多种缺陷和不足。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本发明的加工工艺流程框图。图2为本发明所采用接杆钻头的结构示意图。图3为本发明所采用长杆铰刀的结构示意图。附图标记说明I—切削钻头；2—连接杆一 ；3—刀柄一；4一铰刀刀头；5—刀柄二 ；6—连接杆二 ；
7—紧固螺钉。
具体实施例方式如图I所示的一种深孔加工工艺，需加工深孔位于被加工产品上所设置的已加工件一侧下方，所述需加工深孔的上端面与所述已加工件上端面之间的距离为Hl且其孔底与所述已加工件上端面之间的距离为H2，需加工深孔的孔径为Od，且需加工深孔的加工深度A H=H2-H1，需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距为H3，其中Hl> 500mm, H2 > 600mm, H3 ( 50mm，d < 2XH3，该工艺包括以下步骤步骤一、钻孔在数控机床上采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工，并获得直径为Odl的钻孔。实际加工时，所述接杆钻头的切削深度为AH。本实施例中，被加工产品为采煤机摇臂且所述已加工件为摇臂耳孔，需加工深孔 为位于摇臂耳孔侧的进水孔，需加工深孔的加工精度为H7级。所述需加工深孔的上端面与所述已加工件上端面之间的距离Hl=545mm,需加工深孔的孔底与所述已加工件上端面之间的距离H2=625mm，需加工深孔的孔径为Od=65mm，且需加工深孔的加工深度AH=H2-Hl=80mm，需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距为H3=36mm，即需加工深孔的孔中心线距摇臂耳孔端面的距离为36mm。由于需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距为H3=36mm，因而进刀的空间较狭窄。如图2所示，所述接杆钻头包括切削钻头I、刀柄一 3和安装在切削钻头I与刀柄
一3之间的连接杆一 2，所述切削钻头I、连接杆一 2和刀柄一 3呈同轴布设。所述切削钻头I的直径为Odl，且切削钻头I和连接杆一 2的总长度大于H2，所述刀柄一 3安装于所述数控机床上。其中dl=d-Adl,d为需加工深孔的孔径，A dl=3mm 8mm ;所述连接杆一 2的直径小于2XH3，其中H3为需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距。实际加工时，所述连接杆一 2为圆柱杆或直径由上至下逐渐缩小的圆锥杆，且所述连接杆一 2的上端部直径小于2XH3。本实施例中，所述切削钻头I的直径为Odl=O 50mm，且步骤一中所获得钻孔的孔径为O 50mm。所述切削钻头I为机加工技术领域所采用的直径为O 50mm的标准钻头，即标准①50钻头。实际加工时，所述切削钻头I的后部设置有插装入连接杆一 2内的圆柱状插头，且连接杆一 2的前端部对应设置有供所述圆柱状插头插入的圆柱状凹槽，所述圆柱状插头与圆柱状凹槽之间为过盈配合。本实施例中，所述圆柱状插头的直径为O30mm，并且所述圆柱状插头的过盈量0. 12mm 0. 14mm。本实施例中，所述圆柱状插头与圆柱状凹槽之间通过紧固螺钉7进行固定。本实施例中，步骤一中切削钻头I和连接杆一 2的总长度为650mm，其中，所述切削钻头I的长度为260mm，连接杆一 2的长度为390mm。所述连接杆一 2为直径由上至下逐渐缩小的圆锥杆，所述连接杆一 2的上端部直径为60mm且其下端部直径为C>58mm。所述刀柄一 3的设计结构主要是在最大程度上加强刀具的刚性，本实施例中，刀柄一 3的长度为270mm。本实施例中，步骤一中所述的数控机床为镗床。实际加工过程中，步骤一中采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工时，所述接杆钻头的转速 n=40r/min±5r/min，进给速度 Vf = 10mm/min + 2mm/minn本实施例中，采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工时，所述接杆钻头的转速n=40r/min,进给速度vf=10mm/min,且实际加工深度为80mm,加工时间为40min。实际加工时，可根据实际需要对转速和进给速度进行相应调整。步骤二、扩孔将步骤一中所述接杆钻头的切削钻头I更换为扩孔钻头后，采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工，并获得直径为Od2的孔洞。所述扩孔钻头的长度与切削钻头I的长度相同且其直径为Od2，其中d2=d_Ad2，d为需加工深孔的孔径，A d2=0. 5mm±0. 1mm。本实施例中，所述扩孔钻头的直径0d2=064. 5mm，且步骤二中所获得孔洞的孔径为 ￠64. 5mm。 实际加工过程中，步骤二中采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工时，所述扩孔钻头的转速n=45r/min±5r/min,进给速度vf=10mm/min±2mm/min。本实施例中，采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工时，所述扩孔钻头的转速n=45r/min,进给速度vf=10mm/min,且实际加工深度为80mm,加工时间为70min。实际加工时，可根据实际需要对转速和进给速度进行相应调整。步骤三、铰孔在数控机床上采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工，获得加工成型且直径为Od的深孔。如图3所示，所述长杆铰刀包括铰刀刀头4、刀柄二 5和安装在铰刀刀头4与刀柄
二5之间的连接杆二 6，所述铰刀刀头4、连接杆二 6和刀柄二 5呈同轴布设。所述铰刀刀头4和连接杆二 6的总长度大于H2，所述刀柄二 5安装于所述数控机床上，其中d为需加工深孔的孔径。所述连接杆二 6的直径小于2XH3，其中H3为需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距。本实施例中，所采用的铰刀刀头4为机加工技术领域所采用的直径O 65mm孔洞用标准铰刀，铰刀刀头4和连接杆二 6的同轴度为0 0.01。本实施例中，所述连接杆二 6为圆柱杆,连接杆二 6，的直径为①68mm。所述铰刀刀头4和连接杆二 6的总长度670mm，所述铰刀刀头4的直径为O 65mm，所述铰刀刀头4前部刀刃部分的长度为55mm。实际加工时，铰刀刀头4的直径 65=。实际加工过程中，步骤三中采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工时，所述长杆铰刀的转速n=28r/min±4r/min,进给速度vf=8mm/min±2mm/min。本实施例中，采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工时，所述长杆铰刀的转速n=28r/min，进给速度vf=8mm/min，且实际加工深度为80mm，加工时间为80min。实际加工时，可根据实际需要对转速和进给速度进行相应调整。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种深孔加工工艺，需加工深孔位于被加工产品上所设置的已加工件一侧下方，所述需加工深孔的上端面与所述已加工件上端面之间的距离为Hl且其孔底与所述已加工件上端面之间的距离为H2，需加工深孔的孔径为①山且需加工深孔的加工深度AH=H2-H1，需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距为H3，其中Hl > 500mm, H2 >600mm, H3 ( 50mm, d < 2XH3，其特征在于该工艺包括以下步骤 步骤一、钻孔在数控机床上采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工，并获得直径为Odl的钻孔；实际加工时，所述接杆钻头的切削深度为AH ; 所述接杆钻头包括切削钻头(I)、刀柄一(3)和安装在切削钻头(I)与刀柄一(3)之间的连接杆一(2)，所述切削钻头(I)、连接杆一(2)和刀柄一(3)呈同轴布设；所述切削钻头(1)的直径为Odl，且切削钻头(I)和连接杆一(2)的总长度大于H2，所述刀柄一(3)安装于所述数控机床上；其中dl=d_Adl,d为需加工深孔的孔径，A dl=3mm 8mm ;所述连接杆一(2)的直径小于2XH3，其中H3为需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距； 步骤二、扩孔将步骤一中所述接杆钻头的切削钻头(I)更换为扩孔钻头后，采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工，并获得直径为Od2的孔洞； 所述扩孔钻头的长度与切削钻头(I)的长度相同且其直径为Od2，其中d2=d-Ad2，d为需加工深孔的孔径，Ad2=0. 5mm±0. Imm ； 步骤三、铰孔在数控机床上采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工，获得加工成型且直径为Od的深孔； 所述长杆铰刀包括铰刀刀头(4)、刀柄二(5)和安装在铰刀刀头(4)与刀柄二(5)之间的连接杆二( 6 )，所述铰刀刀头(4)、连接杆二( 6 )和刀柄二( 5 )呈同轴布设；所述铰刀刀头(4)和连接杆二(6)的总长度大于H2，所述刀柄二(5)安装于所述数控机床上；其中d为需加工深孔的孔径；所述连接杆二(6)的直径小于2XH3，其中H3为需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距。
2.按照权利要求I所述的一种深孔加工工艺，其特征在于步骤一中所述切削钻头(I)的后部设置有插装入连接杆一(2)内的圆柱状插头，且连接杆一(2)的前端部对应设置有供所述圆柱状插头插入的圆柱状凹槽，所述圆柱状插头与圆柱状凹槽之间为过盈配合。
3.按照权利要求I或2所述的一种深孔加工工艺，其特征在于步骤一中采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工时，所述接杆钻头的转速n=40r/min±5r/min,进给速度Vf=10mm/mi n + 2mm/min ； 步骤二中采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工时，所述扩孔钻头的转速 n=45r/min±5r/min，进给速度 Vf= 10mm/min + 2mm/min ； 步骤三中采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工时，所述长杆铰刀的转速n=28r/min + 4r/min,进给速度 vf=8mm/mi n + 2mm/mi n。
4.按照权利要求3所述的一种深孔加工工艺，其特征在于步骤一中所述的连接杆一(2)为圆柱杆或直径由上至下逐渐缩小的圆锥杆，且所述连接杆一(2)的上端部直径小于2XH3 ;步骤三中所述的连接杆二(6)为圆柱杆。
5.按照权利要求3所述的一种深孔加工工艺，其特征在于所述需加工深孔的上端面与所述已加工件上端面之间的距离Hl=545mm，需加工深孔的孔底与所述已加工件上端面之间的距离H2=625mm，需加工深孔的孔径O d=65mm，且需加工深孔的加工深度AH=H2_H1，需加工深孔的孔中心线与所述已加工件外侧壁之间的间距H3=36mm ； 步骤一中所述切削钻头(I)的直径为Odl=0 50mm，且步骤一中所获得钻孔的孔径为O50mm ;步骤二中所述扩孔钻头的直径Od2=①64. 5mm，且步骤二中所获得孔洞的孔径为0 64. 5mm。
6.按照权利要求5所述的一种深孔加工工艺，其特征在于步骤一中采用接杆钻头对所述需加工深孔进行加工时，所述接杆钻头的转速n=40r/min,进给速度vf=10mm/min ； 步骤二中采用所述数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工时，所述扩孔钻头的转速 n=45r/min，进给速度 Vf= 10mm/mi n ； 步骤三中采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工时，所述长杆铰刀的转速n=28r/min，进给速度 vf=8mm/mi n。
7.按照权利要求5所述的一种深孔加工工艺，其特征在于步骤一中所述切削钻头(I)和连接杆一(2)的总长度为650mm，步骤三中所述铰刀刀头(4)和连接杆二(6)的总长度670mmo
8.按照权利要求7所述的一种深孔加工工艺，其特征在于步骤一中所述切削钻头(I)的长度为260mm，所述连接杆一(2)的长度为390mm且其为直径由上至下逐渐缩小的圆锥杆，所述连接杆一(2)的上端部直径为060mm且其下端部直径为O58mm ;步骤三中所述铰刀刀头(4)的直径为O65mm，连接杆二(6)的直径为O68mm，所述铰刀刀头(4)前部刀刃部分的长度为55mm。
9.按照权利要求I或2所述的一种深孔加工工艺，其特征在于步骤一中所述的数控机床为镗床。
10.按照权利要求2所述的一种深孔加工工艺，其特征在于所述圆柱状插头与圆柱状凹槽之间通过紧固螺钉(7)进行固定。
全文摘要
本发明公开了一种深孔加工工艺，包括步骤一、钻孔在数控机床上采用接杆钻头对需加工深孔进行加工；接杆钻头包括切削钻头、刀柄一和同轴安装在切削钻头与刀柄一之间的连接杆一；二、扩孔将步骤一中所述接杆钻头的切削钻头更换为扩孔钻头后，采用数控机床对步骤一中所获得的钻孔进行加工；三、铰孔在数控机床上采用长杆铰刀对步骤二中所获得的孔洞进行加工；长杆铰刀包括铰刀刀头、刀柄二和同轴安装在铰刀刀头与刀柄二之间的连接杆二。本发明加工工艺步骤简单、实际操孔简便、投入成本低且加工质量高、加工速度快，能有效解决现有先钻后镗的深孔加工工艺存在的加工不便、实际操作不易控制、加工效率低、加工精度难以保证等问题。
文档编号B23P13/02GK102744561SQ201210253380
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月21日 优先权日2012年7月21日
发明者史仁贵, 屈婵婵, 杜凤来, 秦玉京, 赵晓辉, 高新荣 申请人:西安煤矿机械有限公司