专利名称：阶梯深孔加工方法及加工刀具的制作方法
阶梯深孔加工方法及加工刀具
一、 技术领域；
本发明涉及机械加工行业中深孔加工技术领域，用于有同轴度要求的阶梯深 孔的机加工，具体地说是一种阶梯深孔加工方法。
二、 背景技术-
传统的阶梯深孔的加工方法有车削加工和镗削加工两种方法。车削加工时， 刀杆悬臂过长、刚性差、震动严重，导致尺寸精度、两孔同轴度和表面质量不 能满足产品性能要求，且生产效率极低；镗削时，阶梯孔工件两次装夹，导致 两孔同轴度不能控制，不能满足产品性能要求。同时两种加工方法均不能为下 道工序提供满足要求的定位基准。
三
发明内容
本发明的目的是提供一种阶梯孔加工方法，该方法具有生产效率高、尺寸 精度高、同轴度精度高等突出的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是采用正镗一次成型加工小孔， 以小孔为导向面采用反镗加工大孔，利用滚压头对大孔进行光整加工。其具体 步骤为采用锥面定位液压夹紧夹固工件一安装滚压正镗镗头一正镗小孔一更
换反镗镗头一反镗加工大孔一退刀一更换滚压头一光整大孔一退刀一卸活。 本发明的有益效果是
采用一次定位一次装夹加工阶梯孔，消除了多次定位及装夹误差，从根本 上保障了大小两孔的同轴度。加工大孔时，以小孔为基准，提高尺寸精度。经
4过对大孔进行光整加工，提高了光洁度。切削深度决定于反镗头的设计及刀具
的调整， 一般切削深度可达5 8mm，即大孔较小孔加大5 8mm，由于正反镗 头具有相同的连接方式和尺寸，故更换方便，加工效率高。
由于本发明的结构的限制，其加工范围为小孔直径加工范围为40 160mm，大孔的加工范围为45 165mm，加工长度决定于加工设备的行程。 四、说明书附图
本方法一次加工阶梯孔须三种不同组合刀具即正镗组合镗头、反镗组合 镗头、单滚压头。
图1为本发明正镗组合镗头结构示意图的主视图。 图2为本发明正镗组合镗头结构示意图的左视图。 图3为本发明反镗组合镗头结构示意图的主视图。 图4为本发明反镗组合镗头结构示意图的左视图。 图5为本发明单滚压头结构示意图。
图中l.刀体紧固螺丝，2.刀块，3.刀体，4.支撑套，5.滚压体，6.保持架， 7.推力轴承，8.连接套，9.螺钉，IO.对刀基准保护套，ll.固定螺钉，12.芯轴， 13.刀体紧固螺丝，14.刀块，15.刀体，16.滚压体，17.中隔套，18.支撑套， 19.固定圈，20.推力轴承，21.连接套，22.螺钉，23.刀体，24.推力轴承，25. 支撑套，26.滚压体，27.支撑圈，28.固定圈，29.连接套，30.推力轴承。
五具体实施例方式
阶梯孔加工方法是采用大小孔一次定位一次装夹，正镗组合镗头(图1、 2) 从机尾侧进刀一次走刀使小孔成型；然后，直接在机头侧卸下正镗组合镗头， 并换上反镗组合镗头；(图3、 4)反镗组合镗头设计尺寸与导向小孔尺寸形成过 渡配合。小孔成为反镗加工基准，即加工导向支撑面。半精加工大孔，直接退刀至机头侧换上单滚压头(图5)， 一次走刀完成大孔的精加工。
反镗组合镗头与滚压正镗组合镗头的外观十分相似，安装形式完全一致； 不同点在于镗刀一正一反，反镗组合镗头的滚压体只起导向作用、不再具有滚 压工件的作用。因此，反镗组合镗头的寿命较长。
如图l、 2所示，正镗组合镗头由切削部分、滚压部分和主体部分组成。刀 体紧固螺丝l、刀块2、刀体3、螺钉9构成切削部分；滚压体5、保持架6、推 力轴承7构成滚压部分；支撑套4、连接套8构成主体部分。保持架6里孔与支 撑套4外圆配合，滚压体5由装于保持架上的黄铜板固定；连接套8外圆与推 力轴承7里孔配合并通过内螺纹与支撑套4的外螺纹配合；刀块2通过螺柱固 定在刀体3前端上，刀体3通过螺钉9与刀体紧固螺丝1固定在支撑套4的前 端内槽中。并且与镗头相连刀杆的外螺纹为矩形，便于更换。工作时，刀块在 前切削工件后，滚压体5强力挤压已切削面。在形成刀杆支撑导向的同时，并 最终完成小孔成型面的加工。
如图3、 4所示，反镗组合镗头由对刀部分、切削部分、导向部分和主体部 分组成。对刀套IO、固定螺钉11构成对刀部分；刀体紧固螺丝13、刀块14、 刀体15、螺钉22切削部分；滚压体16、中隔套17、固定圈19、推力轴承20 构成导向部分；芯轴12、支撑套18、连接套21构成主体部分。对刀套10里孔 与芯轴12配合，并通过固定螺钉11实现轴向固定。滚压体16共两排，每排成 周向均匀分布4至6颗。专用对刀规(附图中没画，专用量检具)上的孔与刀 体对刀外圆配合，用于确定和检测刀尖的正确位置。镗头与刀杆连接为圆柱表 面及矩形外螺纹，更换方便。工作时，滚压体16先于刀块11以工件的小孔相 接触。由于成型的小孔与反镗组合镗头的设计尺寸为过渡配合，即反镗组合镗
6头的加工导向间隙为0.05 0.15mm，故为刀具顺利切削提供了条件加工，从而
保障切削部分完成大切削深度的强力切削，以提高大孔的切削效率。间隙合理
值至关重要，若间隙过大则加工成的大孔精度不高，进而影响大孔最终质量；
若间隙过小则对已加工的小孔产生二次滚压，从而破坏小孔加工精度。
如图5所示，单滚压头由滚压部分和主体部分组成。推力轴承24、支撑套
25、滚压体26、支撑圈27、固定圈28、推力轴承30构成滚压部分。刀体23、
连接套29构成主体部分。刀体23的外螺纹、小台阶、中台阶、大台阶分别与
连接套29的内螺纹、里孔、支撑套25的里孔、推力轴承24的里孔相配合，实
现各件的径向定位与联接；支撑套25的阶梯外圆分别与滚压体26的外柱面和
支撑圈27的内孔配合；连接套29的小台大台分别与固定圈28和推力轴承30
的里孔配合，实现三者的径向定位；刀体23的外螺纹与连接套29的内螺纹的
配合，实现各个零件的轴向定位。工作时，此滚压头只对已半精加工的大孔进
行滚压，而不参与对工件的切削。此滚压头的滚压体26只有一排且成周向均匀
分布4至6棵，这是为了严格保障大孔未滚压的长度，以满足产品的使用性能。 滚压体26的直径也有一个合理范围， 一般为8至22mm。滚压体大小与镗
头的大小应匹配。滚压体直径尺寸过大无法满足对小尺寸大孔的加工，尺寸过
小则其寿命过低。
权利要求
1.一种阶梯深孔的加工方法，其特征是采用正镗一次成型加工小孔，以小孔为导向面采用反镗加工大孔，然后再利用滚压头对大孔进行光整加工。
2. 根据权利要求1所述一种阶梯深孔的加工方法，其特征是，加工的具体步骤 为采用锥面定位液压夹紧夹固工件一安装滚压正镗镗头一正镗小孔一更换反镗镗头一反镗加工大孔一退刀一更换滚压头一光整大孔一退刀一卸活。
3. 根据权利要求1所述一种阶梯深孔的加工方法，其特征是所述的为导向面的小孔尺寸与反镗镗头的尺寸形成过渡配合，即反镗组合镗头的加工导向间隙为0.05 0.15mm。
4. 一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是正镗组合镗头由切削部分、滚压部分 和主体部分组成；刀体紧固螺丝(l)、刀块(2)、刀体(3)、螺钉(9)构成切削部分； 滚压体(5)、保持架(6)、推力轴承(7)构成滚压部分；支撑套(4)、连接套(8)构成 主体部分；保持架(6)里孔与支撑套(4)外圆配合，滚压体(5)由装于保持架上的黄 铜板固定；连接套(8)外圆与推力轴承(7)里孔配合并通过内螺纹与支撑套(4)的外 螺纹配合；刀块(2)通过螺柱固定在刀体(3)前端上，刀体(3)通过螺钉(9)与刀体 紧固螺丝(1)固定在支撑套(4)的前端内槽中；反镗组合镗头由对刀部分、切削部分、导向部分和主体部分组成。对刀基准 保护套(IO)、固定螺钉(ll)构成对刀部分；刀体紧固螺丝(4)、刀块(14)、刀体(15)、 螺钉(22)构成切削部分；滚压体(16)、中隔套(17)、固定圈(19)、推力轴承(20) 构成导向部分；芯轴(12)、支撑套(18)、连接套(21)构成主体部分。对刀基准保 护套(10)里孔与芯轴(12)配合，并通过固定螺钉(ll)实现轴向固定。滚压体(7)共 两排，每排成周向均匀分布4至6颗；单滚压头由滚压部分和主体部分组成。推力轴承(24)、支撑套(25)、滚压体(26)、支撑圈(27)、固定圈(28)、推力轴承(30)构成滚压部分；刀体(23)、连接 套(29)构成主体部分；刀体(23)的外螺纹、小台阶、中台阶、大台阶分别与连接 套(29)的内螺纹、里孔、支撑套(25)的里孔、推力轴承(24)的里孔相配合，实现 各件的径向定位与联接；支撑套(25)的阶梯外圆分别与滚压体(26)的外柱面和支 撑圈(27)的内孔配合；连接套(29)的小台大台分别与固定圈(28)和推力轴承(30) 的里孔配合，实现三者的径向定位；刀体(23)的外螺纹与连接套(29)的内螺纹的 配合，实现各个零件的轴向定位。
5. 如权利要求4所述的一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是正镗组合镗头相 连刀杆的外螺纹为矩形。
6. 如权利要求4所述的一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是反镗组合镗头与 刀杆连接为圆柱表面及矩形外螺纹；滚压体(16)共两排，每排成周向均匀分布4 至6颗。
7. 如权利要求4所述的一种阶梯深孔的加工刀具，其特征是单滚压头的滚压 体(26)只有一排且成周向均匀分布4至6棵；滚压体(16)的直径为8 22mm。
全文摘要
本发明涉及机械加工行业中深孔加工技术领域，用于有同轴度要求的阶梯深孔的机加工工艺，具体地说是一种阶梯深孔加工方法。传统的阶梯深孔的加工方法有车削加工和镗削加工两种方法。车削加工时，刀杆悬臂过长、刚性差、震动严重，导致尺寸精度、两孔同轴度和表面质量不能满足产品性能要求，且生产效率极低；镗削时，阶梯孔工件两次装夹，导致两孔同轴度不易控制，不能满足产品性能要求。本发明采用正镗一次成型加工小孔，以小孔为导向面采用反镗加工大孔，利用滚压头对大孔进行光整加工。
文档编号B23B27/00GK101537509SQ20081008469
公开日2009年9月23日 申请日期2008年3月19日 优先权日2008年3月19日
发明者刘国良, 刘文科, 吴兴奎, 发 张, 张学工, 张彦斌, 高建炯 申请人:中煤张家口煤矿机械有限责任公司