[发明专利]一种高精度深孔复合钻及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及深孔的加工装置和加工方法，具体涉及一种高精度深孔复合钻及其加工方法。

背景技术

在机械工厂加工零件时，钻孔加工占其加工总量的30％-40％，随着科学技术的进步，在机械产品零部件加工中对孔的尺寸精度、表面的光洁度要求日益提高，而精密孔的加工常常成为生产的关键，现在许多行业的零配件需要加工大孔、深孔，在加工过程中，刀杆受孔径的限制，直径小，相对造成刚性差、强度低，严重影响产品质量，另外大孔、深孔加工中排屑难，切削液浇注跟不上，温度升高，导致刀具耐用度减弱，进口刀具加工效果好，但是价格昂贵。

在通常情况下，使用常规加工方法难于加工如图1所示零件上的台阶孔，原因主要有六方面，其一是钻头的耐疲劳性差，主要是毛坯采用灰口铁铸造，加工的孔与众多开口槽垂直交叉，加工时钻头受力变化大；其二是加工后的孔尺寸不易控制，留下质量隐患，主要是开口槽系铸造成型，因而不可避免地存在拔模斜度，加工时钻头受力不均，且中心定位不准，钻头易晃动，其三是钻头易磨损，主要是开口槽表面有硬化现象，且硬度不均，其四是使用的刀具数量较多、加工效率低、加工周期长、加工成本高，主要是该类孔的台阶较多、长径比大，有的孔甚至达15倍，其五是加工过程中的冷却效果较差，其六是钻头的整体刚性差，特别是长径比较大的钻头，如果选用高速钢钻头则易弯曲，如果选用硬质合金钻则易断裂。

发明内容

本发明旨在提供一种高精度深孔复合钻及其加工方法，以解决现有深孔钻所存在的钻头耐疲劳性差、尺寸不易控制、易磨损、冷却效果差以及加工过程操作繁琐、效率低、周期长、成本高的问题。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种高精度深孔复合钻，包括刀柄、拉钉和直槽钻，刀柄左右两端分别为圆柱段和锥形段，圆柱段中心开有安装孔，锥形段中心开有连接孔，安装孔与连接孔之间开设有通孔，连接孔外端设有沉孔，圆柱段外壁设有两个间隔布置的法兰盘，所述直槽钻包括安装座，安装座外壁开有压紧槽，圆柱段外壁顶端开设有两个压紧孔，压紧孔与法兰盘逐一间隔布置，安装座前端为切削刃，切削刃与安装座之间开有两条对称的排屑槽，安装座插入所述安装孔内后圆柱段顶端的两个压紧槽内均旋入压紧螺钉，压紧螺钉末端与安装座外壁的压紧槽紧贴；拉钉前端插入所述连接孔内，拉钉前端外壁设有外螺纹，外螺纹与连接孔内的内螺纹相啮合，拉钉中部设有一环形的凸台，凸台前端插入沉孔内。

所述直槽钻右端的安装座插入刀柄左端的安装孔内后，安装座右端设有一密封圈。

所述压紧槽为斜槽，其底面与直槽钻中轴之间的夹角为2-3°；所述压紧孔与直槽钻中轴之间的夹角为92-93°，且压紧孔内开设的螺纹等级为6级。

所述连接孔的内螺纹精度选用5级，所述沉孔与凸台的配合间隙≤0.01mm；所述安装座与安装孔之间的配合间隙≤0.01mm。

所述刀柄的锥形段与安装孔的同轴度≤0.005mm；所述安装孔底端面的平面度、与中心线的垂直度均控制在0.003mm以内，粗糙度为Ra0.8以下。

所述通孔的直径为5mm，标准公差为IT8级，粗糙度为Ra1.6以下。

所述刀柄材质为不锈钢，整体硬度为HRC28-32。

所述压紧螺钉为内六角平端紧定螺钉。

一种高精度深孔复合钻的加工方法，该方法包括以下步骤：

(A)刀柄在热处理后采用精密数控车加工出法兰盘、安装孔、压紧孔、通孔、连接孔、沉孔和锥形段，其中，锥形段留单边余量0.08-0.10mm，再采用精密外圆磨床对其进行配磨，保证锥形段在机床主轴中被拉紧后的配合度达到80％以上；

(B)直槽钻选用标准的硬质合金圆面积棒作坯料，采用激光烧蚀法加工液孔，采用精密外圆磨床、万能数控工具磨床磨削其余各处尺寸，其中，切削刃各径向尺寸留双边余量0.02-0.04mm；

(C)高精度深孔复合钻装配完成后，以刀柄右端的锥形段为基准，用精密外圆磨床对切削刃各径向尺寸进行磨削加工，以消除各部件的装配误差；

(D)采用万能数控工具磨床磨削高精度深孔复合钻的各刃口尺寸至要求；

(E)对高精度深孔复合钻进行动态平衡，保证刀具的动态稳定性能。

所述步骤(C)中对切削刃直径精度加工为IT6级，并设置可刃磨长度8-10mm。

本发明的有益效果是：