反向倒角的加工方法与流程

本发明涉及精密机械制造技术领域，特别涉及一种关键机械零部件的关键制造工艺方面。

背景技术：

随着国内精密机械加工领域的快速发展，一些由国外主导复杂的零部件逐渐进行了国产化，但由于设备、技术方法、人员经验、加工刀具等等因素的限制导致一些关键技术要点无法高效突破。目前较多结构复杂的阀体空腔零件涉及到错层加工、内部孔穴分布复杂、毛刺倒角要求严格，现有的内孔反向倒角刀具绝大多数是刀柄与刀头为一体，价格昂贵、操作过程并不理想，加工质量不稳定。在没有更合理解决方案的情况下，绝大部分腔内的倒角仍采取手动2次刮刀，这也导致零件内部出现倒角不均匀、毛刺残留、内部划伤等等不同程度的质量缺陷。迫切希望有一种新的低成本的反向倒角的加工方法来彻底解决以上技术困难。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种反向倒角的加工方法，从根本上解决由于零件内部空间限制无法有效进行至下而上进行精密一次成型的快速倒角技术困难，解决上述技术问题，以克服上述现有技术的存在缺陷。

本发明提供一种反向倒角的加工方法，包括以下步骤，反向倒角刀的装配；将刀柄从待倒角孔的一端穿入，进入待倒角孔的另一端内腔体内；将切割本体为截顶圆锥形的刀头，直接从待倒角孔的另一端进入内腔体内；将刀柄和刀头固定连接；反向倒角的加工；刀柄带动刀头旋转，截顶圆锥形侧面的切割刃对待倒角孔进行反向倒角的加工。

进一步，本发明提供一种反向倒角的加工方法，还可以具有这样的特征：反向倒角刀的具有三个型号，分别为刀头锁紧式反向倒角刀、刀柄锁紧式反向倒角刀、插销固定式反向倒角刀。

进一步，本发明提供一种反向倒角的加工方法，还可以具有这样的特征：在反向倒角刀的装配步骤之前，还具有反向倒角刀的选择步骤；当腔体内的空间余量尺寸高度大于15毫米，且腔体内的空间余量尺寸宽度大于15毫米时，采用刀头锁紧式反向倒角刀进行反向倒角的加工；当腔体内的空间余量尺寸高度小于等于8毫米，或腔体内的空间余量尺寸宽度小于等于8毫米时，采用插销固定式反向倒角刀进行反向倒角的加工；否则，采用刀柄锁紧式反向倒角刀进行反向倒角的加工。

进一步，本发明提供一种反向倒角的加工方法，还可以具有这样的特征：反向倒角刀的刀头高度小于1/2空间余量尺寸高度；刀头宽度大于待导向孔的直径，且小于空间余量尺寸的宽度。

进一步，本发明提供一种反向倒角的加工方法，还可以具有这样的特征：刀头锁紧式反向倒角刀的刀柄底部具有内螺纹，刀头顶部具有外凸的外螺纹；外螺纹和内螺纹啮合，完成刀头和刀柄的固定连接。

进一步，本发明提供一种反向倒角的加工方法，还可以具有这样的特征：刀柄锁紧式反向倒角刀的刀柄底部具有外螺纹，刀头顶部具有内置内螺纹；外螺纹和内螺纹啮合，完成刀头和刀柄的固定连接。

进一步，本发明提供一种反向倒角的加工方法，还可以具有这样的特征：插销固定式反向倒角刀的刀头顶端具有定位凸台；定位凸台具有至少一个刀头孔；刀头孔横向贯穿定位凸台；插销固定式反向倒角刀的刀柄的底部具有定位槽；定位槽具有与刀头孔相配的刀柄孔；刀柄孔横向贯穿定位槽；所述定位凸台插入所述定位槽内，定位销插入贯穿刀柄孔和刀头孔，完成刀头和刀柄的固定连接。

进一步，本发明提供一种反向倒角的加工方法，还可以具有这样的特征：反向倒角刀的旋转速度根据预定的表面粗糙度计算获得，具体计算公式如下，h(u)＝1000*(f^2/8*r)；

其中，f＝每回转进给量(mm/rev.)；h(u)为表面粗糙度；r为刀刃半径。

发明的有益效果

本发明提供一种反向倒角的加工方法，根据产品不同的加工尺寸、不同的有限空间需要选择适合的倒角加工刀具的型号或拆装方式，从而进行从下而上精密倒角，满足产品技术需要达到行业先进水平。

本发明提供一种反向倒角的加工方法，克服现有一体式反向倒角刀的加工局限性，技术上给予弥补，大大降低刀具制造和采购成本，同时还提高加工效率，完全能取代人工2次普通刮刀的操作，彻底解决由于手工不合理操作而带来的零件内部倒角不均匀、毛刺残留、内部划伤等等不同程度的质量缺陷；进一步解决生产高昂采购成本浪费，质量水平低下，产品报废率高，加工速度慢、效率低的现象。

本发明提供一种反向倒角的加工方法，零件内腔的通孔周边倒角均匀，无毛刺残留，互相贯通，气体或液体运动过程中不会被阻碍或带出残留进而影响更高精密度零部件。对于人工手动倒角的光洁度大约在ra6.4，可拆卸倒角刀加工出的倒角面粗糙度可以达到ra0.6密封水平；可拆卸反向倒角到可大大提高生产效率，对于内腔10个孔的工件来说，可在10min～15min内完成，而人工刮刀需要30min～40min；节约制造和采购成本，一般一体式反向倒角刀成本在200cny左右，但可拆卸倒角刀的成本约70cny，节约成本70％左右；刀具装置结构简单，易于制造、装配和调整，生产成本低；操作简单。可简单固定和拆卸，产品一次合格率100％；刀头更换快捷、刀柄部分可以重复使用，降低整体报废损失。

附图说明

图1是刀柄锁紧式反向倒角刀的结构图。

图2是刀头锁紧式反向倒角刀的结构图。

图3是插销固定式反向倒角刀的结构图。

图4是反向倒角的加工方法的流程图。

图5是实施例中工件的腔体结构图。

图6是反向倒角刀的装配过程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

本发明提供的一种反向倒角的加工方法，采用三种反向倒角刀，分别为：刀柄锁紧式反向倒角刀、刀头锁紧式反向倒角刀和插销固定式反向倒角刀。就三种刀的结构先进行阐述。

图1是刀柄锁紧式反向倒角刀的结构图。

如图1所示，刀柄锁紧式反向倒角刀，包括：刀柄110和刀头120。刀柄110包括：柄杆111和外螺纹112。外螺纹112处于柄杆111的底部，外螺纹112的外径小于柄杆111的外径。刀头120由切割本体121和拆装凸台123构成，两者的高度相加就等于刀头120的高度h。切割本体121为截顶圆锥形。截顶圆锥形的顶圆的直径与柄杆111的直径相同。截顶圆锥形的上端具有内螺纹122，与刀柄110的外螺纹112相配。截顶圆锥形的侧面具有切割刃。拆装凸台123为正多边形，优选为等边三角形、正方型、五角型以及等边六边形，四种形状。拆装凸台123一般不低于2mm，方便刀头固定工装工具的快速稳固并锁住，提高刀头的拆装效率。

刀头120的内螺纹122与刀柄110的外螺纹112啮合，实现刀柄110和刀头120的连接。特别需要注意的是，刀柄110和刀头120的螺纹拧紧方向与切割受力方向同向。当刀头120在进行倒角加工时，刀头120会受到力的作用，会驱动刀头120旋转，只要这个力与拧紧方向一致即可。所以，刀头120与刀柄110采用正反螺纹均可，只需要调节倒角时，主轴的旋转方向。

图2是刀头锁紧式反向倒角刀的结构图。

如图2所示，刀头锁紧式反向倒角刀包括：刀柄210和刀头220。刀柄110包括：柄杆211和内螺纹212。内螺纹212处于柄杆211的底部。刀头220由切割本体221、螺纹凸台222和拆装凸台224构成，三者的高度相加就等于刀头220的高度h，该结构的刀头高度明显就大于刀柄锁紧式反向倒角刀的高度h。切割本体221为截顶圆锥形。截顶圆锥形的顶圆的直径与柄杆211的直径相同。螺纹凸台222具有外螺纹222，与刀柄210的内螺纹212相配。截顶圆锥形的侧面具有切割刃。

图3是插销固定式反向倒角刀的结构图。

如图3所示，插销固定式反向倒角的加工方法包括：包括：刀柄310、刀头320和两个定位销330。

刀柄310的柄杆311的底部具有定位槽312。定位槽312具有横向的两个刀柄孔313。刀头320由切割本体321和定位凸台322构成，两者的高度相加构成了刀头320的高度h。需要说明的是定位销330也可以只配备一个，在附图中为了显示清楚细节结构，放大了定位凸台322的高度。该结构的刀头高度h小于刀柄锁紧式反向倒角刀、刀头锁紧式反向倒角刀的刀头高度h。

切割本体121为截顶圆锥形。定位凸台322上具有两个刀头孔323。截顶圆锥形的侧面具有切割刃。定位槽312和定位凸台322相配，刀柄孔313、刀头孔325和定位销330相配。刀柄孔313、刀头孔325的单边壁厚一般不小于1mm，最大程度上减少热处理过程可能导致的变形量，更大程度稳定刀头在工作过程更的晃动，提升加工质量。

定位凸台322插入定位槽312内，定位销330插入贯穿刀柄孔313和刀头孔325，实现刀头320和刀柄310的固定连接。

图4是反向倒角的加工方法的流程图。

图5是实施例中工件的腔体结构图。

如图4和图5所示，本实施例中，对初步加工后一个阀体内腔的5个不同尺寸的光孔边缘进行精密45°倒角，要求倒角处光滑无毛刺残留。

反向倒角的加工方法包括以下步骤：

步骤一：工件检查。检查工件相关尺寸精度要求，外观质量要求并记录。

步骤二：工件内腔空间余量确定。

在加工不同产品内腔的光孔内倒角前，需充分了解产品空腔内的空间余量尺寸高度h、宽度w、通孔直径d大小，倒角尺寸要求，以及光洁度粗糙度参数要求，进而选择适合型号的刀头尺寸和转速参数设定。

如图5所示，本实施例中，待倒角孔d1＝10mm，d2＝9mm，d3＝8mm，d4＝8mm，d5＝6mm。孔1、2、4空间余量高度h＝40mm、宽度w＝50mm；孔3空间余量高度h＝12mm、宽度w＝40mm；孔5空间余量高度h＝8mm、宽度w＝8mm。所有孔倒角角度＝45°；分解数据，设定设备加工程序参数，并记录数据。

步骤三：反向倒角刀的选择。

首先，反向倒角刀的刀柄直径d<待倒角孔的直径d。刀头的宽度w>待倒角孔的直径d，且<空间余量宽度w。

其次，当腔体内的空间余量尺寸高度h>15毫米，且腔体内的空间余量尺寸宽度w>15毫米时，采用刀头锁紧式反向倒角刀进行反向倒角的加工。

当腔体内的空间余量尺寸高度h<＝8毫米，或腔体内的空间余量尺寸宽度w<＝8毫米时，采用插销固定式反向倒角刀进行反向倒角的加工。

介于两者之间的均采用刀柄锁紧式反向倒角刀进行反向倒角的加工。即腔体内的空间余量尺寸高度h>8毫米，且腔体内的空间余量尺寸宽度15>＝w>8毫米的情况，以及腔体内的空间余量尺寸高度15>＝h>8毫米，且腔体内的空间余量尺寸宽度w>8毫米的情况，采用刀柄锁紧式反向倒角刀进行反向倒角的加工。

本实施例中，加工孔d1的刀头w>10mm,h<20mm，空间余量大选择采用刀头锁紧式反向倒角刀进行反向倒角的加工。加工孔d2的刀头w>9mm,h<25mm；空间余量大选择采用刀头锁紧式反向倒角刀进行反向倒角的加工。加工孔d3的刀头w>8mm,h<10mm；空间余量不大(8mm-15mm)选择刀柄锁紧式反向倒角刀。加工孔d4的刀头w>8mm,h<25mm；空间余量不大，可选择刀柄锁紧式反向倒角刀。加工孔d5由于空间余量过小(＝8mm)，刀头w<6mm；选择插销固定式反向倒角刀。

步骤四：反向倒角刀的装配。

图6是反向倒角刀的装配过程图。

如图6所示，采用刀头拆装工具座固定刀头120至内腔空间通孔底部，刀柄110通过通孔下降至刀头处。螺纹连接的刀头和刀柄，通过刀柄的低速旋紧完成对接，固定刀具。定位销连接刀头和刀柄，通过手动插接方式把刀头销推入手柄销孔内，插销固定即可，操作极为简易。加工过程需要控制刀柄移动形成进行余量补差，充分对光孔边缘倒角逐步完成。

步骤五：加工反向倒角。

刀柄带动刀头旋转，截顶圆锥形侧面的切割刃对待倒角孔进行反向倒角的加工。

倒角粗糙度要求较高的，倒角刀的转速设定较快。粗糙度要求较低的，倒角刀转速设定较慢。倒角刀转速的快慢，可根据公式，h(u)＝1000*(f^2/8*r)计算获得，从而设定转速范围。f＝每回转进给量(mm/rev.)，r＝刀具刀刃半径(mm)，表面粗糙度h(u)。

需要说明的是刀头锁紧式反向倒角刀和刀柄锁紧式反向倒角刀，自动旋转刀柄进行对接后即可直接进行倒角加工，高效整体一次完成。

完成后下降刀具至拆装工具座后反向退出刀柄或拆除定位销，加工完成。

步骤六：加工完成后采取内窥镜确认倒角质量，对比样板零件，记录数据。

步骤七：高压气枪清理内腔残留杂质。

步骤八：目测检查外观，包装。