一种锥销孔的加工方法与流程

本发明涉及工件加工技术领域，特别涉及一种锥销孔的加工方法。

背景技术：

锥销孔是一种与锥销精密配合的光孔，锥销孔和锥销精密配合后，可以实现无机械效率损失，传递扭矩效率极高，因此，锥销孔的加工质量极大的影响着产品性能。

锥销孔与锥销相配合的作用主要是将两个工件联接在一起，并通过锥销自身的抗剪作用阻止两个工件之间发生相对转动。目前为了保证两个工件上的锥销孔的加工质量，通常先将一个工件内壁上的内孔和另外一个工件上外壁上的外孔对准，然后采用钻头在内孔和通孔上同时加工锥销孔。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

在加工较深的锥销孔时，由于锥销孔的大端面的直径与锥销孔的深度的比值超过6，因此钻头易偏移轴线，且当两个工件的硬度不同时，刀具加工锥销孔时所受到的作用力也不相同，容易出现加工出来的锥销孔的尺寸存在偏差或者加工出来的锥销孔的表面粗糙度差的问题，进而影响锥销孔的加工精度。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种锥销孔的加工方法。所述技术方案如下：

本发明提供了一种锥销孔的加工方法，所述加工方法包括：

提供第一待加工工件和第二待加工工件，所述第一待加工工件具有一内孔，所述第二待加工工件插装在所述内孔中，所述第二待加工件的外周壁与所述内孔的孔壁贴合；

焊接所述第一待加工工件和所述第二待加工工件；

去除所述第一待加工工件和所述第二待加工工件的表面上的倒角；

在所述第一待加工工件和所述第二待加工工件上加工出加工孔，所述加工孔的轴线与所述内孔的轴线平行，所述加工孔的一部分位于所述第一待加工件上，所述加工孔的另一部分位于所述第二待加工件上，所述加工孔为盲孔；

对所述加工孔进行多次同轴扩孔加工，所述多次同轴扩孔加工的切削量逐渐减小；

将所述加工孔加工成同轴的阶梯孔，所述阶梯孔包括沿所述加工孔的深度方向直径依次减小的多段；

采用平底钻将所述阶梯孔的底部加工为平面，所述平面与所述阶梯孔的轴线垂直；

采用锥绞刀对所述阶梯孔进行同轴扩孔加工，以加工成锥销孔。

进一步地，所述在所述第一待加工工件和所述第二待加工工件上加工出加工孔，包括：

采用第一麻花钻在所述第一待加工工件和所述第二待加工工件上钻初始孔，所述初始孔的深度与所述第一麻花钻的长度相同；

采用第二麻花钻加深所述初始孔以形成加工孔，所述加工孔的深度与所述第二麻花钻的长度相同，所述第二麻花钻的直径d₂等于所述第一麻花钻的直径d₁，所述第二麻花钻的长度为所述第一麻花钻的两倍。

进一步地，所述采用第一麻花钻在所述第一待加工工件和所述第二待加工工件上钻初始孔时，加工的进给速度为7mm/min，所述第一麻花钻的转速为47r/min。

进一步地，所述采用第二麻花钻加深所述初始孔以形成加工孔时，加工的进给速度为7mm/min，所述第二麻花钻的转速为47r/min。

进一步地，所述对所述加工孔进行多次同轴扩孔加工，所述多次同轴扩孔加工的切削量逐渐减小，包括：

对所述加工孔进行四次同轴扩孔加工，所述四次同轴扩孔加工的切削量分别为3.5mm、2mm、1.7mm、0.6mm。

进一步地，所述将所述加工孔加工成同轴的阶梯孔，包括：

对所述加工孔进行三次同轴扩孔加工，所述三次同轴扩孔加工时的第一次同轴扩孔加工的加工深度为4L/7，切削量为0.3mm，所述三次同轴扩孔加工时的第二次同轴扩孔加工的加工深度为2L/7，切削量为0.7mm，所述三次同轴扩孔加工时的第三次同轴扩孔加工的加工深度为L/7，切削量为1.2mm，L为所述加工孔的深度。

进一步地，所述采用锥绞刀对所述阶梯孔进行同轴扩孔加工，包括：

采用第一锥绞刀对所述阶梯孔进行同轴扩孔加工；

采用第二锥绞刀对所述阶梯孔进行同轴扩孔加工，所述第二锥绞刀的直径与所述第一锥绞刀的小端直径之差为0.1mm，所述第一锥铰刀的锥度与所述第二锥铰刀的锥度相同。

进一步地，所述第一锥绞刀和所述第二锥铰刀加工时的转速均为10r/min。

进一步地，所述将所述加工孔加工成同轴的阶梯孔时，采用白钢刀加工所述加工孔，所述白钢刀的进给速度为7mm/min，所述白钢刀的转速为63r/min。

进一步地，所述平底钻的转速为25r/min。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过将第一待加工工件和第二待加工工件装配后焊接在一起，并去除第一待加工工件和第二待加工工件的表面上的倒角，以便于后续加工。在第一待加工工件和第二待加工工件上加工出加工孔，加工孔的一部分位于第一待加工件上，加工孔的另一部分位于第二待加工件上，对加工孔进行多次同轴扩孔加工，且多次同轴扩孔加工的切削量逐渐减小，通过控制同轴扩孔加工的次数以及切削量的大小，控制孔的精度，同时可以消除加工孔的偏心量。再将加工孔加工成阶梯孔，阶梯孔包括沿加工孔的深度方向直径依次减小的多段，以减小后续加工的加工余量，然后采用平底钻将阶梯孔底部的钻夹部位加工掉，最后采用锥铰刀对阶梯孔进行加工，加工的切削量都可以控制的比较小，从而很大程度上的降低了因钻头受力不均对加工精度产生的影响，提高了锥销孔的加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种舵轴和舵柄的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种锥销孔的截面图；

图3是本发明提供的一种锥销孔的加工方法的方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种加工孔的截面图；

图5是本发明实施例提供的另一种加工孔的截面图；

图6是本发明实施例提供的一种阶梯孔的截面图；

图7是本发明实施例提供的另一种锥销孔的截面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了更好的理解本发明，下面简单说明本发明的应用场景：

图1是本发明实施例提供的一种舵轴和舵柄的结构示意图，如图1所示，以舵柄1和舵轴2为例，舵柄1有一内孔1a，舵轴2插装在内孔1a中，且舵轴2的外周壁与舵柄1的内孔1a的孔壁贴合，舵柄1和舵轴2上设有多个锥销孔3，锥销孔3的轴线与内孔1a的轴线平行，且锥销孔3的一部分位于舵柄1上，另一部分位于舵轴2上。

图2是本发明实施例提供的一种锥销孔的截面图，如图2所示，锥销孔3为盲孔，即一端封闭的孔。锥销孔3包括位于舵柄1和舵轴2的表面的大端面31以及位于舵柄1和舵轴2内部的小端面32，且锥销孔3的直径沿其深度方向逐渐减小。

在本实施例中，锥销孔3的小端面32的直径d为53.64mm，大端面31的直径D为55mm，深度L为350mm。

本发明提供的一种锥销孔的加工方法用于加工上述锥销孔。图3是本发明提供的一种锥销孔的加工方法的方法流程图，如图3所示，该加工方法包括：

步骤101、提供第一待加工工件和第二待加工工件。

第一待加工工件具有一内孔，第二待加工工件插装在内孔中，第二待加工件的外周壁与内孔的孔壁贴合。

步骤102、焊接第一待加工工件和第二待加工工件。

具体地，将第一待加工工件的内孔壁与第二待加工工件的外周壁焊接在一起。

步骤103、去除第一待加工工件和第二待加工工件的表面上的倒角。

具体地，采用键槽铣刀去除第一待加工工件和第二待加工工件上位于加工孔处的表面上的倒角。

进一步地，在对两个工件的倒角部分进行加工时，键槽铣刀的进给方式为手动，键槽铣刀的转速为37r/min。

步骤104、在第一待加工工件和第二待加工工件上加工出加工孔。

具体地，步骤104包括：

在镗床上采用第一麻花钻对第一待加工工件和第二待加工工件进行第一次钻孔加工，以在第一待加工工件和第二待加工工件上加工出初始孔。第一麻花钻的直径d₁＝d-8mm，第一麻花钻的长度为L/2，加工出的初始孔的直径为d-8mm，深度为L/2。其中d为要加工出的锥销孔的小端面的直径，L为要加工出的锥销孔的深度，d＞8mm。

进一步地，第一麻花钻的加工的进给速度为7mm/min，第一麻花钻的转速为47r/min。

在镗床上采用第二麻花钻对初始孔进行第二次钻孔加工，以在第一待加工工件和第二待加工工件上加工出加工孔，第二麻花钻的直径d₂＝d₁，第二麻花钻的长度为L。

进一步地，第二麻花钻的加工的进给速度为7mm/min，第二麻花钻的转速为47r/min。

图4是本发明实施例提供的一种加工孔的截面图，如图4所示，在第一待加工工件100和第二待加工工件200上加工出加工孔300，加工孔300为直孔，加工孔300的直径为d-8mm，深度为L。通过采用两个麻花钻先加工出一个初始孔，再加工出加工孔，可以防止麻花钻的钻头偏移，影响加工孔的精度，

步骤105、对加工孔进行多次同轴扩孔加工。

在本实施例中，在镗床上的镗刀杆上安装白钢刀，分四次对加工孔进行同轴扩孔加工。

在本实施例中，第一次对加工孔进行同轴扩孔加工时，切削量为3.5mm，第二次对加工孔进行同轴扩孔加工时，切削量为2mm，第三次对加工孔进行同轴扩孔加工时，切削量为1.7mm，第四次对加工孔进行同轴扩孔加工时，切削量为0.6mm，且四次同轴扩孔加工的深度均等于加工孔的深度。

其中，白钢刀的进给速度为7mm/min，镗刀杆的转速为50r/min。

图5是本发明实施例提供的另一种加工孔的截面图，如图5所示，此时加工孔300为直孔，加工孔300的直径为d-0.2mm，深度为L。

需要说明的是，可以根据实际需要合理选择对加工孔进行多次同轴扩孔加工，若加工次数过多，则会降低加工效率，若加工次数过少，则加工出的锥销孔的精度较差。

步骤106、将加工孔加工成阶梯孔。

阶梯孔包括沿加工孔的深度方向直径依次减小的多段，其中，加工孔的深度方向为从加工孔的开口的一端指向封闭的一端的方向。在本实施例中，可以采白钢刀将加工孔分成三次进行加工。第一次加工时，加工深度为200mm，切削量为0.3mm，第二次加工时，加工深度为100mm，切削量为0.7mm，第三次加工时，加工深度为50mm，切削量为1.2mm。

其中，白钢刀的进给速度为7mm/min，白钢刀的转速为63r/min。

图6是本发明实施例提供的一种阶梯孔的截面图，如图6所示，阶梯孔400包括沿深度方向同轴依次连接的四段，其中阶梯孔400第一段的轴向长度为L/7，直径为d+1mm；阶梯孔400第二段的轴向长度L/7，直径为d+0.5mm，阶梯孔400的第三段的轴向长度为2L/7，直径为d+0.1mm；阶梯孔400的第四段的轴向长度为3L/7，直径为d-0.2mm。通过将加工孔加工成阶梯孔可以减少后续加工的切削量。

需要说明的是，可以根据实际需要将加工孔分成多段以加工出阶梯孔，若加工次数过多，则会降低加工效率，若加工次数过少，则会影响加工出的锥销孔的精度。

步骤107、采用平底钻将阶梯孔的底部加工为平面。

具体地，采用平底钻将阶梯孔的底部加工为平面，该平面与阶梯孔的轴线垂直。

进一步地，平底钻的进给方式为手动，平底钻的直径为d，平底钻的转速为25r/min。

经过步骤107加工后的阶梯孔与图6中的阶梯孔300的大小相同，不同之处在于，阶梯孔400的第四段的轴向长度为3L/7，直径为d。

步骤108、采用锥绞刀对阶梯孔进行同轴扩孔加工。

具体地，步骤108包括：

第一步，采用镗床上的第一锥绞刀分三次对阶梯孔进行同轴扩孔加工，每次加工阶梯孔时，第一锥绞刀的加工深度也依次增大。

在本实施例中，第一锥铰刀的小端直径为d-0.1mm，其中第一锥铰刀的小端直径为第一锥铰刀的最小直径。第一锥铰刀的锥度与要加工出的锥销孔的锥度相同，第一锥铰刀的锥度为1:250。采用第一锥绞刀对阶梯孔进行第一次同轴扩孔加工时，加工深度为L-50mm，采用第一锥绞刀对阶梯孔进行第二次同轴扩孔加工时，加工深度为L-10mm，采用第一锥绞刀对阶梯孔进行第三次同轴扩孔加工时，加工深度为L。

进一步地，第一锥绞刀的进给方式为手动，第一锥绞刀加工时的转速为10r/min。

同样地，采用镗床上的第二锥绞刀分三次对阶梯孔进行同轴扩孔加工，每次加工阶梯孔时，第二锥绞刀的加工深度也依次增大。

在本实施例中，第二锥铰刀的小端直径为d，其中第二锥铰刀的小端直径为第二锥铰刀的最小直径。第二锥铰刀的锥度与要加工出的锥销孔的锥度相同，第二锥铰刀的锥度为1:250。采用第二锥绞刀对阶梯孔进行第一次同轴扩孔加工时，加工深度为L-40mm，采用第二锥绞刀对阶梯孔进行第二次同轴扩孔加工时，加工深度为L-10mm，采用第二锥绞刀对阶梯孔进行第三次同轴扩孔加工时，加工深度为L。

进一步地，第二锥绞刀的进给方式为手动，第二锥绞刀加工时的转速为10r/min。

经过步骤108以加工出锥销孔，图7是本发明实施例提供的另一种锥销孔的截面图，如图7所示，锥销孔500包括大端面510和小端面520，大端面510的直径为D，小端面520的直径为d，深度为L。通过采用两个锥铰刀对阶梯孔进行加工，可以控制每次对阶梯孔加工时的切削量，保证加工出的锥销孔的精度。

进一步地，在执行步骤108之前，该加工方法还可以包括：

采用珩磨油石对第一锥铰刀和第二锥铰刀进行修刃操作，以保证第一锥铰刀和第二锥铰刀的加工精度。

在执行步骤108之后，该加工方法还可以包括：

采用内径量表测量的加工孔的大端面的直径公差，一般规定大端面的直径公差在0～0.046mm内。

在本实施例中，采用本发明实施例的加工方法加工出的锥销孔的内孔公差不超过0.02mm。

本发明实施例通过将第一待加工工件和第二待加工工件装配后焊接在一起，并去除第一待加工工件和第二待加工工件的表面上的倒角，以便于后续加工。在第一待加工工件和第二待加工工件上加工出加工孔，加工孔的一部分位于第一待加工件上，加工孔的另一部分位于第二待加工件上，对加工孔进行多次同轴扩孔加工，且多次同轴扩孔加工的切削量逐渐减小，通过控制同轴扩孔加工的次数以及切削量的大小，控制孔的精度，同时可以消除加工孔的偏心量。再将加工孔加工成阶梯孔，阶梯孔包括沿加工孔的深度方向直径依次减小的多段，以减小后续加工的加工余量，然后采用平底钻将阶梯孔底部的钻夹部位加工掉，最后采用锥铰刀对阶梯孔进行加工，加工的切削量都可以控制的比较小，从而很大程度上的降低了因钻头受力不均对加工精度产生的影响，提高了锥销孔的加工精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。