[发明专利]一种精确机加工深孔的方法

说明书

本发明公开了一种精确机加工深孔的方法，该方法包括以下步骤：一、将金属材料以设计深孔的轴线为中心进行钻孔处理，得到具有穿丝孔的金属材料；二、将具有穿丝孔的金属材料以设计深孔的轴线为中心进行线切割处理，得到具有导向孔的金属材料；三、将具有导向孔的金属材料，采用钻头沿导向孔进行精确机加工深孔，得到精确机加工深孔的金属材料。本发明先在金属上加工出穿丝孔，保证电火花线切割的电极丝能顺利穿过，然后利用线切割加工出垂直度符合要求的引导孔，保持钻头的行进路径与导向孔保持平行，然后利用钻头加工出深孔，实现了精确机加工深孔，本发明提供的方法精度可控，成功率极高，加工出的深孔的粗糙度和形位公差完全符合设计要求。

技术领域

本发明属于金属材料的机械加工领域，具体涉及一种精确机加工深孔的方法。

背景技术

深孔一般指孔的深度与孔径之比大于5的孔，在特定情况下，孔的深度与孔径之比甚至可以大于100，深孔在零部件或产品中可以起到装配、定位、导向等作用，被广泛应用于轴承、阀门、火箭弹身、火炮炮管以及其它特种设备。

深孔的加工方法一般为钻孔，即利用旋转刀杆对固定工件完成的切削加工，深孔加工面临的最棘手的问题之一是难以保证深孔的垂直度，对于深孔加工，刀杆在向前行进过程中可能遇到受力不均、润滑不畅、冷却不及时等问题，导致刀杆与加工平面之间的垂直度出现误差，在深孔加工过程中，小的误差不断累积，最终导致深孔的垂直度出现较大偏差，并且此类偏差难以预料或控制，导致精确加工深孔的难度陡增，给相关零部件及设备的加工带来风险；此外，由于刀杆受到孔径的限制，在切削过程中，随着刀杆行程的增加，其自身极容易产生振刀现象，造成孔壁粗糙度增加，难以满足加工需求；同时，在刀具与金属之间进行切削时，冷却液以及润滑剂难以进入到切削区，造成局部过热，使刀具耐磨性和寿命降低；在深孔加工过程中，不能直接观察刀具的切削情况，而只能凭借听切削时的声音、看切屑外观、感受刀杆震动幅度等间接方法判断切削过程顺利与否，这更增加了深孔加工的难度和门槛。

面对这一现状，目前也有了相关的技术改进措施，可以大体分为以下两类：第一类，升级加工设备，例如提高钻头刀杆的刚性、提高机床的精确度等，这一类方法依旧没有从根本上规避深孔垂直度出现偏差的可能，同时还额外增加了加工成本；第二类，增加加工工序，例如首先钻出引导孔，然后利用钻头扩孔，加工出规定孔径的深孔，这种方法虽然能够保证深孔内壁的粗糙度，但引导孔仍采用传统工艺加工，其垂直度难获保证，因此该方法依旧难以保证深孔的形位公差。

人们迫切希望获得一种技术效果优良的精确机加工深孔的方法。

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的不足，提供一种精确机加工深孔的方法。本发明先在金属材料上加工出穿丝孔，然后利用电火花线切割机加工出垂直度符合要求的导向孔，然后利用钻头加工出成型深孔，保证了成型深孔的粗糙度和形位公差完全符合设计要求，从根本上解决了深孔加工形位公差难以满足的现状。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种精确机加工深孔的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将金属材料以金属材料上的设计深孔的轴线为中心进行钻孔处理，得到具有穿丝孔的金属材料，所述穿丝孔的孔径为金属材料上的设计深孔的孔径的20％～30％；

步骤二、将步骤一中得到的具有穿丝孔的金属材料以金属材料上的设计深孔的轴线为中心进行线切割处理，得到具有导向孔的金属材料；所述导向孔的孔径为金属材料上的设计深孔的孔径的95％～97％，且导向孔的轴线与金属材料上的设计深孔的轴线重合；

步骤三、将步骤二中得到的具有导向孔的金属材料，采用钻头沿导向孔进行加工深孔处理，得到精确机加工深孔的金属材料；所述钻头包含引导段和切削段，其中，引导段的直径与导向孔的孔径相同，切削段的直径与金属材料上的设计深孔的孔径相同。