[发明专利]用于加工深孔和/或钻瓶状孔的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于加工深孔和/或钻瓶状孔的方法和相关的设备，特别涉及高精度机加工领域，尤其涉及薄壁的加工。 

该方法和设备在钻孔上得到了具体应用，该方法和设备用于在实心圆柱中加工纵向孔，以获得无缝的管状中空圆柱。所谓的钻瓶状孔在于特定的钻孔，其中纵向孔的内径(孔)大于圆柱顶部的孔的直径，所以该孔具有类似于瓶子的形状。 

然而，很清楚本发明通常可应用于加工深孔，其中最终直线深度和孔直径的比率具有一高值，如高于10∶1。 

背景技术

通过工具相对于工件运动一纵向距离来进行钻孔，该工具由适当长度的工具轴支持。该加工可以在车床上进行，其中将要被钻孔的工件相对于轴旋转地设置，反之亦然。 

此类加工通常需要高度的准确性，首先要保证被加工的孔的理想的圆柱度和直线度。孔的深度或直线深度与孔直径的比率越大这样的要求越难满足。 

而且，应当认为在几种制造过程中即使最小的偏差也会导致工件的报废，在时间、刀具磨损和往往是高级材料上造成了相当大的经济损失。 

此外，由于在使用中该空心圆柱要抵抗很高的内部压力而因此要求使用难加工的特定的金属材料，因此常常使困难加大。钻瓶状孔的加工进一步加剧了所有的这些困难。 

所有这些困难妨碍了具有例如高于14∶1的长深度/直径比的深孔和钻孔的加工。实际上，随着该参数的增加，增加了工具轴弯曲的风险和从中传递的振动。 

为了克服该缺点，已经提出制造高强度的轴。然而，除了通常加大机加工负载以外，该设计对工具的排屑产生了负面的影响。 

发明内容

本发明面临的技术问题是提供一种用于克服上述提到的现有技术的缺点的深孔加工方法和设备。 

这样的问题通过如上所述的方法解决，该方法包括以下步骤： 

*加工第一基准孔，该孔具有根据预先确定的空间关系与被加工的深孔相关联的轴线和直径； 

*使第一深孔的直径小于将要被加工的孔的直径，以便所述基准孔和所述第一深孔在空间上相互连通；并且 

*预先布置了位于所述第一基准孔内部并与工具轴和相关工具连接的导向和支承部件，从而根据所述预先确定的空间关系获得深孔内轮廓和/或深孔的直径和轴线。 

根据本发明方法的实施例，在钻孔的情况下，该基准孔可以在相对于将要被加工的深孔的进入端的相对端处被加工，所述导向和支承部件形成所述工具轴的同轴延伸体。在这种情况下，该工具可以预先安排用于精加工孔底部的轮廓或用于切削与所述基准孔同轴的圆柱的孔壁。 

根据本发明方法的一种变化，第一深孔与所述基准孔重合，并且导向和支承元件因此由所述工具轴穿过，因此刀具易于执行深孔壁的精加工或扩宽(钻瓶状孔)。 

所述变化的组合允许加工高精度的很深的孔，深度/直径比等于甚至大于20∶1，并且根据预先确定的轮廓精加工孔的底部，并且形成瓶状孔。 

按照同样的发明构思，本发明还涉及一种如上所述的装置，进一步包括加工基准孔装置；适用于与工具轴连接并插入基准孔的一组导向和支承元件；以及一套用于去除深孔内部切屑的工具。 

因此，本发明的方法和设备的优点在于允许加工很深的孔，并具有显著的精确性和可重复性的特点。 

本发明将在以下根据其给定非限制性例子的最优的实施方式参考附图描述。 

附图说明

＊图1-12显示了经历了根据本发明用于加工深孔和瓶状孔的各步骤的工件的示意图和剖面图； 

＊图13是本发明的设备的第一详图的透视图； 

＊图14是本发明的设备的第二详图的透视图；和 

＊图形15到18分别显示了本发明的设备的第三详图的透视图、平面图、剖视图和纵向截面图。 

具体实施方式

参考附图，本发明方法的实施例描述了在实心圆柱1上钻孔以便加工深度/直径比大于或等于17∶1的深孔。 

实心圆柱1，即工件，具有作为深孔的入口的第一端2(图1)，和用于形成已钻孔圆柱的底部的第二相对端或底端3。 

此外，实心圆柱1包括基准圆柱外表面4和轴线A，该外表面已经根据预定的尺寸参数适当地机加工并以高精度进行，轴线A同时作为将要被加工的深孔的轴线。 

在所述的底端3上加工第一基准孔5(图2)，该基准孔具有有限的深度和预先确定的直径，并且与实心圆柱1精确地同轴。该步骤可以由传统的钻机(其中示出了所采用的钻头6)或车床进行，总之，如本领域技术人员所熟知的在图中没显示出来。