一种台阶深孔加工的定位导向装置及加工方法与流程

本发明涉及台阶深孔加工，具体涉及一种台阶深孔加工的定位导向装置及加工方法，适用于高工作压力长倍径台阶深孔的加工。

背景技术：

所谓深孔，就是孔的长度与孔的直径比大于10的孔。深孔加工一般深孔多数情况下深径比l/d≥100。如油缸孔、轴的轴向油孔，空心主轴孔和液压阀孔，等等。这些孔中，有的要求加工精度和表面质量较高，而且有的被加工材料的切削加工性较差，常常成为生产中一大难题。目前，在加工高工作压力直径台阶深孔时。由于其表面光洁度要求较高，因需要承受高压不允许存在接刀痕迹（包括孔底）等加工缺陷。同时孔深超过传统加工能力的长径比。受刀具强度、断屑效果、排屑顺畅程度等影响，传统加工方式已无法满足加工要求。

cn204366409u公告的“一种筒体类零件深台阶孔加工装置”，包括支撑组件、快换刀杆；所述支撑组件与快换刀杆同轴连接；所述支撑组件与快换刀杆连接端安装有支撑套。由于支撑套进入零件内孔后，与零件属于小间隙配合，起到将刀具扶正的作用，避免钻头过长悬空在零件内孔中导致深台阶孔尺寸无法保证，又避免了加工时产生的震动，采用这种设备后既保证了加工质量，又保证了加工效率。

cn105921943a公开的“一种薄壁环轴向台阶深孔系加工方法”，提供了一种操作简单，加工精度高，工作效率显著提高的薄壁环轴向台阶深孔系加工方法，所采用的技术方案是将薄壁环体水平固定在操作台上，通过操作台上的夹具压紧；采用中心钻在薄壁环的端面钻出台阶深孔的定位中心孔；采用硬质合金内冷钻头在定位中心孔上钻出台阶深孔中大孔的预钻孔；采用引导钻在定位中心孔上钻出台阶深孔中小孔的引导孔；再采用硬质合金内冷钻头在引导孔内钻出台阶深孔中小孔的预钻孔；最后采用硬质合金内冷螺旋切削刃台阶复合成形铰刀，一次定位切削完成台阶深孔的孔壁和台阶，加工完成；其广泛用于薄壁环轴向台阶深孔的加工。

又如cn204209186u公告的“”一种台阶深孔加工钻”，包括钻杆，所述钻杆的一端为自由端，另一端为连接端；钻头，包括大孔加工段及小孔加工段，所述大孔加工段的一端与所述钻杆的连接端固定连接，所述大孔加工段的另一端与所述小孔加工段的一端固定连接且在连接位置形成一切削面，所述切削面上形成有用于加工大孔的第一刀刃，所述小孔加工段的另一端设有用于加工小孔的第二刀刃。根据本实用新型提供的台阶深孔加工钻，钻头设计为大孔加工段及小孔加工段，并对应设置第一刀刃及第二刀刃，如此，可以在进行台阶深孔加工时，可以实现一次加工成型，由于加工过程采用一把加工钻一次加工完成，所以，其加工精度高，加工效率也更高。毫无疑问，上述现有技术都是所属技术领域的一种有益的尝试。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种台阶深孔加工的定位导向装置，其能够有效解决深孔刀具定位、保证切削液和铁屑能够有效流出而不划伤内孔表面的问题。

本发明还提供一种台阶深孔加工的方法，其能够使切削刀具能按直径自大至小的方式加工各级台阶孔，确保高工作压力长倍径台阶深孔的加工完全符合要求，工作稳定且效率高。

本发明所述的一种台阶深孔加工的定位导向装置，其特征是：包括多个台阶定位导向构件，所述台阶定位导向构件由导向筒和与之连接法兰盘构成，所述导向筒一端倒圆角、另一端与法兰盘连接，法兰盘上设有多个过孔；在所述导向筒的两端部分别设有定位凸环；所述导向筒一端的圆角与工件已加工部分台阶孔端部的锥面紧贴；所述台阶定位导向构件的导向筒上的定位凸环与工件已加工部分台阶孔的内表面配合；所述法兰盘上的多个过孔与工件已加工部分台阶孔的口部边缘的多个工艺孔一一对应并通过螺纹紧固件连接固定；所述台阶定位导向构件的导向筒内径与工件下一级台阶孔的内径相等。

所述的台阶深孔加工的定位导向装置，包括一个二级台阶定位导向构件，用于工件加工三级台阶孔的定位导向；

所述二级台阶定位导向构件由二级导向筒和与之连接的二级法兰盘构成，在所述二级导向筒的一端倒二级圆角、另一端与二级法兰盘连接，所述二级法兰盘上设有多个过孔；所述二级导向筒的两端部分别设有一个二级定位凸环；

所述二级导向筒一端的二级圆角与工件已加工二级台阶孔端部的锥面紧贴；

所述二级台阶定位导向构件的二级导向筒上的两个二级定位凸环与工件已加工的二级台阶孔的内表面配合；

所述二级法兰盘上的多个过孔与工件已加工的一级台阶孔的口部边缘的多个工艺孔一一对应并通过螺纹紧固件连接固定；

所述二级台阶定位导向构件的二级导向筒内径与工件三级台阶孔（即下一级台阶孔）的内径相等。

所述的台阶深孔加工的定位导向装置，还包括三级台阶定位导向构件，用于工件加工四级台阶孔的定位导向；

所述三级台阶定位导向构件由三级导向筒和与之连接的三级法兰盘构成，所述三级导向筒的一端倒三级圆角、另一端与三级法兰盘连接，所述三级法兰盘上设有多个过孔；所述三级导向筒的两端部分别设有一个三级定位凸环；所述三级定位凸环的外径与二级定位凸环的外径相等；

所述三级导向筒一端的三级圆角与工件已加工三级台阶孔端部的锥面紧贴；

所述三级台阶定位导向构件上的两定位凸环与工件已加工的二级台阶孔和三级台阶孔的内表面配合；

所述三级法兰盘上的多个过孔与工件已加工的一级台阶孔的口部边缘的多个工艺孔一一对应并通过螺纹紧固件连接固定；

所述三级台阶定位导向构件的三级导向筒内径与工件四级台阶孔（即下一级台阶孔）的内径相等。

一种台阶深孔加工的方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步，加工一级孔、二级孔及工艺螺钉孔；先用枪钻在工件上加工一级台阶孔和直径为25mm的二级台阶孔，并在一级台阶孔口部的边缘加工多个工艺螺钉孔；

第二步，安装二级台阶定位导向构件；将二级台阶定位导向构件装入工件已加工的一级台阶孔和二级台阶孔内，使二级台阶定位导向构件的二级导向筒一端的二级圆角与工件已加工的二级台阶孔端部的锥面紧贴；再将连接在二级台阶定位导向构件的二级导向筒另一端的二级法兰盘与一级台阶孔的口部紧贴，所述二级法兰盘上的多个过孔与一级台阶孔口部边缘加工的多个工艺螺钉孔一一对应，并通过螺纹紧固件连接固定；

第三步，加工三级台阶孔；将枪钻从二级导向筒的另一端插入，在工件上加工出三级台阶孔，达到三级台阶孔的深度要求后，退出枪钻；

第四步，安装三级台阶定位导向构件；将三级台阶定位导向构件装入工件已加工的一级台阶孔、二级台阶孔和三级台阶孔内，使三级台阶定位导向构件的三级导向筒一端的三级圆角与工件已加工的三级台阶孔端部的锥面紧贴；再将连接在三级台阶定位导向构件的三级导向筒另一端的三级法兰盘与一级台阶孔的口部紧贴，所述三级法兰盘上的多个过孔与一级台阶孔口部边缘加工的多个工艺螺钉孔一一对应，并通过螺纹紧固件连接固定；

第五步，加工四级台阶孔；将枪钻从三级导向筒的另一端插入，在工件上加工出四级台阶孔，达到四级台阶孔的深度要求后，退出枪钻，完成四级台阶深孔的加工。

本发明采用多个台阶定位导向构件配合枪钻进行台阶深孔加工，引导枪钻进行下一级孔的钻屑，能够保证切削液和铁屑能够有效流出，并不划伤内孔表面，将“远孔”转为“近孔”，钻出与需要加工的工件下一级台阶孔。

附图说明

图1是工件需要加工台阶深孔的示意图；

图2是本发明的二级台阶定位导向构件的示意图；

图3是本发明的三级台阶定位导向构件的示意图。

图中：

10—工件，11—一级台阶孔，12—二级台阶孔，13—三级台阶孔，14—四级台阶孔；

20—二级台阶定位导向构件，21—二级导向筒，22—二级法兰盘，23—二级圆角，24—二级定位凸环；

30—三级台阶定位导向构件，31—三级导向筒，32—三级法兰盘，33—三级圆角，34—三级定位凸环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

本发明所述的一种台阶深孔加工的定位导向装置，其特征是：包括多个台阶定位导向构件，所述台阶定位导向构件由导向筒和与之连接法兰盘构成，所述导向筒一端倒圆角、另一端与法兰盘连接，法兰盘上设有多个过孔；在所述导向筒的两端部分别设有定位凸环；

所述导向筒一端的圆角与工件已加工部分台阶孔端部的锥面紧贴，实现轴向定位；

所述台阶定位导向构件的导向筒上的定位凸环与工件已加工部分台阶孔的内表面配合，以实现辅助定位，减少外圆定位面积，弱化周向定位，保证轴向定位的可靠性；

所述法兰盘上的多个过孔与工件已加工部分台阶孔的口部边缘的多个工艺孔一一对应并通过螺纹紧固件连接固定，以保证台阶定位导向构件在整个加工过程中不松动，提高稳定性；

所述台阶定位导向构件的导向筒内径与工件下一级台阶孔的内径相等。

采用多个这种结构的台阶定位导向构件加工台阶深孔，能够在刀具与工件之间形成密封腔体和过渡区域，以保证切削液和铁屑能够有效流出而不划伤内孔表面。

参见,图1和图2，所述的台阶深孔加工的定位导向装置，包括一个二级台阶定位导向构件20，用于工件加工三级台阶孔的定位导向；

所述二级台阶定位导向构件20由二级导向筒21和与之连接的二级法兰盘22构成，在所述二级导向筒的一端倒二级圆角23、另一端与二级法兰盘22连接，所述二级法兰盘22上设有多个过孔；所述二级导向筒的两端部分别设有一个二级定位凸环24；

所述二级导向筒一端的二级圆角23与工件10已加工二级台阶孔12端部的锥面紧贴，实现轴向定位；

所述二级台阶定位导向构件20的二级导向筒21上的两个二级定位凸环24与工件10已加工的二级台阶12孔的内表面配合；以实现辅助定位，减少外圆定位面积，弱化周向定位，保证轴向定位的可靠性；

所述二级法兰盘22上的多个过孔与工件10已加工的一级台阶孔11的口部边缘的多个工艺孔一一对应并通过螺纹紧固件连接固定，以保证台阶定位导向构件在整个加工过程中不松动，提高稳定性；

所述二级台阶定位导向构件20的二级导向筒21内径与工件三级台阶孔13（即下一级台阶孔）的内径相等。

参见图1和图3所述的台阶深孔加工的定位导向装置，其特征是：还包括三级台阶定位导向构件30，用于工件加工四级台阶孔的定位导向；

所述三级台阶定位导向构件30由三级导向筒31和与之连接的三级法兰盘32构成，所述三级导向筒的一端倒三级圆角33、另一端与三级法兰盘32连接，所述三级法兰盘32上设有多个过孔；所述三级导向筒的两端部分别设有一个三级定位凸环34；所述三级定位凸环34的外径与二级定位凸环24的外径相等；

所述三级导向筒一端的三级圆角33与工件10已加工三级台阶孔13端部的锥面紧贴，实现轴向定位；

所述三级台阶定位导向构件30上的两定位凸环34与工件10已加工的二级台阶孔12和三级台阶孔13的内表面配合；以实现辅助定位，减少外圆定位面积，弱化周向定位，保证轴向定位的可靠性；

所述三级法兰盘32上的多个过孔与工件10已加工的一级台阶孔11的口部边缘的多个工艺孔一一对应并通过螺纹紧固件连接固定，以保证台阶定位导向构件在整个加工过程中不松动，提高稳定性；

所述三级台阶定位导向构件的三级导向筒内径与工件10的四级台阶孔14（即下一级台阶孔）的内径相等。

所述的一种台阶深孔加工的方法，

实施例：一工件需要加工台阶深孔为四级台阶深孔，参见图1；除第一级孔外其余均为深孔，每级台阶深孔都要求ra1.6的粗糙度，并且不允许有借刀痕迹。

加工步骤如下：（参见图1、图2和图3）

第一步，加工一级台阶孔、二级台阶孔及工艺螺钉孔；先用枪钻在工件上加工一级台阶孔11和直径为25mm（毫米）的二级台阶孔12，并在一级台阶孔口部的边缘加工多个工艺螺钉孔；钻一级台阶孔、二级台阶孔及工艺螺钉孔都不需要用台阶定位导向构件；

第二步，安装二级台阶定位导向构件；参见图2和图3，将二级台阶定位导向构件20装入工件10已加工的一级台阶孔11和二级台阶孔12内，使二级台阶定位导向构件20的二级导向筒21一端的二级圆角23与工件10已加工的二级台阶孔端部的锥面紧贴，以实现轴向定位；再将连接在二级台阶定位导向构件20的二级导向筒21另一端的二级法兰盘22与一级台阶孔11的口部紧贴，所述二级法兰盘22上的多个过孔与一级台阶孔11口部边缘加工的多个工艺螺钉孔一一对应，并通过螺纹紧固件连接固定；以实现辅助定位，减少外圆定位面积，弱化周向定位，保证轴向定位的可靠性，保证台阶定位导向构件在整个加工过程中不松动，提高稳定性；

第三步，加工三级台阶孔；将枪钻从二级导向筒21的另一端插入，在工件10上加工出三级台阶孔13，达到三级台阶孔的深度要求后，退出枪钻；

第四步，安装三级台阶定位导向构件；参见图3，将三级台阶定位导向构件30装入工件10已加工的一级台阶孔11、二级台阶孔12和三级台阶孔13内，使三级台阶定位导向构件30的三级导向筒31一端的三级圆角33与工件10已加工的三级台阶孔端部的锥面紧贴，以实现轴向定位；再将连接在三级台阶定位导向构件30的三级导向筒31另一端的三级法兰盘32与一级台阶孔11的口部紧贴，所述三级法兰盘32上的多个过孔与一级台阶孔11口部的边缘加工多个工艺螺钉孔一一对应，并通过螺纹紧固件连接固定；以实现辅助定位，减少外圆定位面积，弱化周向定位，保证轴向定位的可靠性，保证台阶定位导向构件在整个加工过程中不松动，提高稳定性；

第五步，加工四级台阶孔；将枪钻从三级导向筒31的另一端插入，在工件10上加工出四级台阶孔14，达到四级台阶孔的深度要求后，退出枪钻，完成四级台阶深孔的加工。

图2中的二级台阶定位导向构件20装入图1中工件10加工三级台阶深孔。

图3中的三级台阶定位导向构件30装入图1中工件10加工四级台阶深孔。