小直径深孔扩孔方法及其刀具与流程

本发明涉及深孔机械加工工艺，具体为一种小直径深孔扩孔方法及其刀具。

背景技术：

深孔加工的刀具有多种，包括枪钻、喷吸钻、套料钻、硬质合金可转位深孔钻、内排屑深孔钻和压干式深孔加工系统等类型。

一般钻削孔深与孔径之比大于10的孔，被称为深孔。目前，小直径深孔按传统方法加工，只能采用接长麻花钻，每加工大约1～2倍直径的深度必须退刀排屑，不仅加工精度低、表面粗糙度差，加工效率低、劳动强度大，质量难以保证，而且很容易引起“堵屑”或折断钻头，造成更大加工困难。小直径深孔扩孔加工更是难上加难，大长径比小深孔扩孔加工困扰着很多企业。

枪钻因最早用于兵器产业加工枪管而得名，主要用来加工φ2～φ20mm小径深孔，是目前深孔钻削中的一种优质高效工具，枪钻侧面开有v形排屑槽，枪钻内开有两个进油孔，解决了部分进油和排屑问题。枪钻的工作原理是工件旋转，钻头作直线进给，适用于配备高压冷却系统的车床与立式机床、刀具或工件旋转场合。但一般枪钻用作小直径深孔扩孔时存在表面粗糙度不易保证、直线度不易保证的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决现有枪钻用于小直径深孔扩孔加工时表面粗糙度和直线度不易保证的问题，提供了一种小直径深孔扩孔方法及其刀具。

本发明是采用如下技术方案实现的：小直径深孔扩孔方法，在枪钻加工方法的基础上改进进刀工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）工件外圆粗加工采用双顶内孔加工方法加工；

（2）利用第一步基准，在工件一端加工枪钻引孔，并在另外一端加工螺纹；

（3）利用现有辅具螺纹堵将工件另一端堵住；

（4）开始加工，采用一夹一顶方法，加工进刀工艺具体为：利用宏程序控制钻头向前进给0.08mm，然后快退3mm，然后快进2.99mm，然后再进给0.08mm，上述步骤循环进给至加工结束。

小直径深孔扩孔刀具，具体为利用现有枪钻，枪钻刀头刃磨一定角度，枪钻的主斜面与竖直面夹角为20°，枪钻的副斜面与竖直面夹角为25°，枪钻的过油面斜面与竖直面夹角为30°，枪钻的过油面的扇形面两边与过油面斜面的夹角分别为20°和15°，枪钻的内刃后角面与主斜面夹角为15°，枪钻的刀尖后角面与竖直面夹角为25°，枪钻的后角面与副斜面夹角为20°，后角面边缘为切削刃面，切削刃面与副斜面夹角为15°。

小直径深孔扩孔刀具配合配备高压冷却系统的车床与立式机床工作。在使用时，必须先选择尺寸适合的导套顶在工件外端，导套与枪钻头部的间隙保持在0.003mm~0.008mm之内，枪钻的机床主轴必须有较高的轴向和径向刚性，导套和主轴要有较高的同轴度。工件外圆粗加工采用双顶内孔加工方法加工，保证内孔与外圆同轴度；加工引孔，保证工件内孔表面与钻头保持小间隙配合，使导向良好；枪钻工作时，冷却液被高压泵通过循环冷却系统经钻杆内部送进切削部分，以冷却和润滑刀具，并依靠冷却液的压力再将切屑从孔的内壁与钻杆上的v形槽排出。刀头刃磨的角度配合上述工艺可以保证每个断屑总长度不大于5mm，可以使得断屑顺利排出，并且能够很好的保证尺寸精度和粗糙度要求。而内孔直线度要求则通过机床本身配备的导向套与工件开有的引孔和枪钻引套的配合来保证。宏程序根据进刀工艺编制，是本领域技术人员容易实现的。

本发明的有益效果如下：利用合理设计的刀具角度以及精细的加工工艺步骤，实现了小直径深孔扩孔。本发明利用特殊设计的枪钻扩孔很好解决了现有扩孔钻所不能解决的深孔和高精度孔的加工问题，能够加工出直线度高、表面粗糙度好的深孔。可加工孔深可达300mm~1300mm。并且在主轴转速、进给速度和冷却液压力等固定因素都满足加工要求时，小直径深孔扩孔方法能够成为一道简易工序，不受操作人员技术等级影响，可生产出一致产品。同时，这种小直径深孔扩孔方法不仅适用于专用枪钻钻床，只要机床满足高压内冷和导向条件，此种方法都可以实现，且经济适用性较强。不但可以加工模具钢材，还可以应用于玻璃纤维、特氟龙(teflon)等塑料以及高强度合金等的深孔加工。

附图说明

图1为小直径深孔扩孔刀具的侧视结构示意图；

图2为小直径深孔扩孔刀具的右视结构示意图；

图中：1-过油面，2-内刃后角面，3-后角面，4-刀尖后角面，5-主斜面，6-副斜面，7-过油面斜面，8-切削刃面。

具体实施方式

小直径深孔扩孔方法，在枪钻加工方法的基础上改进进刀工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）工件外圆粗加工采用双顶内孔加工方法加工；

（2）利用第一步基准，在工件一端加工枪钻引孔，并在另外一端加工螺纹；

（3）利用现有辅具螺纹堵将工件另一端堵住；

（4）开始加工，采用一夹一顶方法，加工进刀工艺具体为：利用宏程序控制钻头向前进给0.08mm，然后快退3mm，然后快进2.99mm，然后再进给0.08mm，上述步骤循环进给至加工结束。

小直径深孔扩孔刀具，具体为利用现有枪钻，枪钻刀头刃磨一定角度，枪钻的主斜面（5）与竖直面夹角为20°，枪钻的副斜面（6）与竖直面夹角为25°，枪钻的过油面斜面（7）与竖直面夹角为30°，枪钻的过油面（1）的扇形面两边与过油面斜面（7）的夹角分别为20°和15°，枪钻的内刃后角面（2）与主斜面（5）夹角为15°，枪钻的刀尖后角面（4）与竖直面夹角为25°，枪钻的后角面（3）与副斜面（6）夹角为20°，后角面（3）边缘为切削刃面（9），切削刃面（9）与副斜面（6）夹角为15°。

具体实施过程中，一般情况下，切削速度为1.1~1.65米/秒，进给量为0.015~0.03毫米/转，油压为2.5~6.0mpa，流量为0.2~0.65升/秒。枪钻使用的切削液为专用的枪钻油。枪钻刃磨必须在万能刃具磨床或专用刃磨机床上将枪钻装在专用夹具上进行刃磨，可选用粒度120左右的树脂金刚石砂轮进行刃磨，保证正确的几何角度和刃尖位置。

技术特征：

技术总结
本发明具体为一种小直径深孔扩孔方法及其刀具，解决了现有枪钻用于小直径深孔扩孔加工时表面粗糙度和直线度不易保证的问题。小直径深孔扩孔方法，加工进刀工艺具体为钻头向前进给0.08mm，然后快退3mm，然后快进2.99mm，然后再进给0.08mm，上述步骤循环进给至加工结束。小直径深孔扩孔刀具，具体为枪钻刀头刃磨一定角度，过油面1的与过油面斜面7的夹角分别为20°和15°，内刃后角面2与主斜面5夹角为15°，刀尖后角面4与竖直面夹角为25°，后角面3与副斜面6夹角为20°。本发明能够加工出直线度高、表面粗糙度好的深孔，效率高、成本低、适用范围广。

技术研发人员：侯生树;韦国栋;王桂晋;卫超;陶祥玉;苗琪;韩伟;吴端叶
受保护的技术使用者：山西平阳重工机械有限责任公司
技术研发日：2017.05.09
技术公布日：2017.07.21