一种高精度间断细长盲轴孔加工装置及加工方法与流程

1.本发明属于机械加工技术领域，具体的说是一种高精度间断细长盲轴孔加工装置及加工方法。


背景技术：

2.由于长轴孔为盲孔，长度和直径比大，孔的中间部位是空腔，孔的直径、位置、同轴度、粗糙度要求极高成为一项加工难题。现有加工方法直接采用加长刀具进行粗加工、半精加工、精加工，由于刀具过长，遇到后端长轴孔毛坯斜表面时，被其牵引导致位置、同轴度超差，刀具长径比大强度低产生震动导致直径、粗糙度超差。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种高精度间断细长盲轴孔加工装置及加工方法，采用导向加工的方法，加工后能满足精度要求，解决了现有盲轴空加工存在的上述问题。
4.本发明技术方案结合说明如下：
5.一种高精度间断细长盲轴孔加工装置，包括导向夹具、导引刀具2；所述导向夹具安装在工作台上；所述导引刀具安装在刀具库上；所述导向夹具包括导向墙1和夹具底板3；所述导向墙1通过导向墙定位销12定位在夹具底板3上，通过安装螺钉13固定在夹具底板3上；所述导引刀具2包括导引加长钻头21、导引加长扩孔刀22和导引加长铰刀23。
6.所述导向墙1的上端开有导引孔11、安装导向墙定位销12的定位孔和安装螺钉13的安装孔。
7.所述导引孔11的一端设置有引导倒角。
8.所述导引加长钻头21、导引加长扩孔刀22和导引加长铰刀23包括切削部分24、导引部分25和夹持部分26；所述导引加长钻头21、导引加长扩孔刀22和导引加长铰刀23的导引部分25直径相同。
9.所述导引加长钻头21的切削部分24的直径的最终孔径余量为1-2mm；所述导引加长扩孔刀22的切削部分24的直径的最终孔径余量 0.2mm-0.4mm；所述导引加长铰刀23的切削部分24的直径为最终孔径；所述夹持部分26直径为标准刀柄夹持直径，导引部分25直径比导引加长铰刀23的切削部分24的直径小0.005-0.01mm。
10.一种高精度间断细长盲轴孔加工方法，通过一种高精度间断细长盲轴孔加工装置实现，包括以下步骤：
11.步骤一、将导向墙1安装到工作台，找正后将零件加工坐标系零点输入数控设备；
12.步骤二、将导引加长钻头21、导引加长扩孔刀22和导引加长铰刀23 夹入刀柄后，分别测量长度，并安装至刀具库，将刀具长度补偿输入数控设备；
13.步骤三、加工间断细长盲轴孔前段41直径；
14.步骤四、导引加长钻头21以30r/min转速f1000的进给速度，使刀具导引部分25通过间断细长盲轴孔前段41进入导引孔11，至间断细长盲轴孔后段42毛坯前，以vc＝60m/min
的线速度计算刀具转速n,以 fr＝0.1mm/r的每转进给量计算进给速度vf，以刀具转速n进给速度vf 加工到孔底，以30r/min转速f2000的进给速度退刀至安全高度；
15.步骤五、导引加长扩孔刀22以30r/min转速f1000的进给速度，使刀具导引部分25通过间断细长盲轴孔前段41进入导引孔11，至间断细长盲轴孔后段42毛坯前，以vc＝30m/min的线速度计算刀具转速n,以 fz＝0.05mm/z的每齿进给量计算进给速度vf＝fz*z*n，以刀具转速n进给速度vf加工到孔底，以30r/min转速f2000的进给速度退刀至安全高度；
16.步骤六、导引加长铰刀23以30r/min转速f1000的进给速度，使刀具导引部分25通过间断细长盲轴孔前段41进入导引孔11，至间断细长盲轴孔后段42毛坯前，以vc＝20m/min的线速度计算刀具转速n＝vc*318/d, 以fz＝0.02mm/z的每齿进给量计算进给速度vf＝fz*z*n，以刀具转速n进给速度vf加工到孔底，以30r/min转速f2000的进给速度退刀至安全高度，至此高精度间断细长盲轴孔加工完成。
17.所述加工间断细长盲轴孔前段41的直径比导引加长铰刀23的切削部分24直径大0.005-0.01mm。
18.所述步骤四中刀具转速的计算方法为：n＝vc*318/d，其中vc为线速度，d为刀具直径；所述进给速度vf的计算方法为：vf＝fr*n，其中，fr 为每转进给量，n为刀具转速。
19.所述步骤五中刀具转速的计算方法为：n＝vc*318/d，其中vc为线速度，d为刀具直径；所述进给速度vf的计算方法为：vf＝fz*z*n，其中， fz为每齿进给量，z为刀具刀刃数，n为刀具转速。
20.所述步骤六中刀具转速的计算方法为：n＝vc*318/d，其中vc为线速度，d为刀具直径；所述进给速度vf的计算方法为：vf＝fz*z*n，其中，fz 为每齿进给量，z为刀具刀刃数，n为刀具转速。
21.本发明的有益效果为：
22.1)本发明所述的一种高精度间断细长盲轴孔加工装置，使粗加工、半精加工、精加工导引刀具的导引直径相同可以共用一个导向墙，设计制作导向夹具，在定位底板上设计安装导向墙，可以在粗加工、半精加工、精加工时进行刀具导引；
23.2)本发明采用导引加工方法，先采用常规刀具、方法加工长轴孔前端孔满足要求，然后导引刀具以前端已加工孔以及导向墙导引孔进行导引加工长轴孔后端孔。由于导向墙的导引，刀具能够抑制住后端长轴孔毛坯斜表面的牵引保证位置度、同轴度，导引时刀具稳定避免震动保证直径和粗糙度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本发明所述的一种高精度间断细长盲轴孔加工装置的结构示意图；
26.图2为本发明所述的一种高精度间断细长盲轴孔加工装置中导引刀具的结构示意图；
27.图3为本发明所述的一种高精度间断细长盲轴孔加工装置中导引刀具的结构示意
图。
28.图中：
29.1、导向墙；
30.11、开有导引孔；
31.12、安装导向墙定位销；
32.13、螺钉；
33.2、导引刀具；
34.21、导引加长钻头；
35.22、导引加长扩孔刀；
36.23、导引加长铰刀；
37.24、切削部分；
38.25、导引部分；
39.26、夹持部分；
40.3、夹具底板；
41.4、加工零件；
42.41、间断细长盲轴孔前段；
43.42、间断细长盲轴孔后段。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.实施例一
46.参阅图1和图3，一种高精度间断细长盲轴孔加工装置，包括导向夹具、导引刀具2；所述导向夹具安装在工作台上；所述导引刀具安装在刀具库上。
47.所述导向夹具包括导向墙1和夹具底板3；所述导向墙1通过导向墙定位销12定位在夹具底板3上，通过安装螺钉13固定在夹具底板3上；
48.所述导向墙1的上端开有导引孔11、安装导向墙定位销12的定位孔和安装螺钉13的安装孔。
49.所述夹具底板3上开有零件定位孔和导向墙定位孔；所述零件定位孔用于定位加工零件4；所述导向墙定位孔用于定位导向墙1。
50.所述导引孔11的一端设置有引导倒角。
51.参阅图2，所述导引刀具2包括导引加长钻头21、导引加长扩孔刀 22和导引加长铰刀23。
52.所述导引加长钻头21用于粗加工间断细长盲轴孔。
53.所述导引加长扩孔刀22用于半精工间断细长盲轴孔。
54.所述导引加长铰刀23用于精工间断细长盲轴孔。
55.所述导引加长钻头21、导引加长扩孔刀22和导引加长铰刀23包括切削部分24、导
引部分25和夹持部分26。
56.所述导引加长钻头21、导引加长扩孔刀22和导引加长铰刀23的导引部分25直径相同为φ18.005，使三把刀具加工可以用同一导向夹具，一次装夹完成粗加工、半精加工、精加工。
57.导引加长钻头21的切削部分直径为φ16.5mm，导引加长扩孔刀22切削部分直径为φ17.8mm,导引加长铰刀23切削部分24直径为φ18.005mm，导引刀具2的夹持部分26直径为标准刀柄夹持直径。
58.所述导引加长钻头21的切削部分24的直径的最终孔径余量为1-2mm；所述导引加长扩孔刀22的切削部分24的直径的最终孔径余量 0.2mm-0.4mm；所述导引加长铰刀23的切削部分24的直径为最终孔径；所述夹持部分26直径为标准刀柄夹持直径，导引部分25直径比导引加长铰刀23的切削部分24的直径小0.005-0.01mm。
59.实施例二
60.一种高精度间断细长盲轴孔加工方法，通过一种高精度间断细长盲轴孔加工装置实现，包括以下步骤：
61.步骤一、将导向墙1安装到工作台，找正后将零件加工坐标系零点输入数控设备；
62.步骤二、将导引加长钻头21、导引加长扩孔刀22和导引加长铰刀23 夹入刀柄后，分别测量长度，并安装至刀具库，将刀具长度补偿输入数控设备；
63.步骤三、加工间断细长盲轴孔前段41的直径；所述加工间断细长盲轴孔前段41的直径比导引加长铰刀23的切削部分24直径大 0.005-0.01mm。
64.步骤四、导引加长钻头21以30r/min转速f1000的进给速度，使刀具导引部分25通过间断细长盲轴孔前段41进入导引孔11，至间断细长盲轴孔后段42毛坯前，以vc＝60m/min的线速度计算刀具转速n,以 fr＝0.1mm/r的每转进给量计算进给速度vf，以刀具转速n进给速度vf 加工到孔底，以30r/min转速f2000的进给速度退刀至安全高度；
65.刀具转速的计算方法为：n＝vc*318/d，其中vc为线速度，d为刀具直径；所述进给速度vf的计算方法为：vf＝fr*n，其中，fr为每转进给量，n为刀具转速。
66.步骤五、导引加长扩孔刀22以30r/min转速f1000的进给速度，使刀具导引部分25通过间断细长盲轴孔前段41进入导引孔11，至间断细长盲轴孔后段42毛坯前，以vc＝30m/min的线速度计算刀具转速n,以 fz＝0.05mm/z的每齿进给量计算进给速度vf＝fz*z*n，以刀具转速n进给速度vf加工到孔底，以30r/min转速f2000的进给速度退刀至安全高度；
67.刀具转速的计算方法为：n＝vc*318/d，其中vc为线速度，d为刀具直径；所述进给速度vf的计算方法为：vf＝fz*z*n，其中，fz为每齿进给量，z为刀具刀刃数，n为刀具转速。
68.导引加长铰刀23以30r/min转速f1000的进给速度，使刀具导引部分25通过间断盲长轴孔前段41进入导引孔11，至间断细长盲轴孔后段 42毛坯前，以vc＝20m/min的线速度计算刀具转速n＝vc*318/d,以 fz＝0.02mm/z的每齿进给量计算进给速度vf＝fz*z*n，以刀具转速n进给速度vf加工到孔底，以30r/min转速f2000的进给速度退刀至安全高度，至此高精度间断细长盲轴孔加工完成。
69.刀具转速的计算方法为：n＝vc*318/d，其中vc为线速度，d为刀具直径；所述进给速度vf的计算方法为：vf＝fz*z*n，其中，fz为每齿进给量，z为刀具刀刃数，n为刀具转速。
70.本发明先采用常规刀具、方法加工长轴孔前端孔满足要求，然后导引刀具以前端
已加工孔以及导向墙导引孔进行导引加工长轴孔后端孔，由于导向墙的导引，刀具能够抑制住后端长轴孔毛坯斜表面的牵引保证位置度、同轴度，导引时刀具稳定避免震动保证直径和粗糙度。
71.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
72.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
73.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
74.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。