一种多功能孔挤压工具及其在镗床或加工中心、车床上的应用的制作方法

本发明涉及一种在镗床、加工中心、车床上均能使用的孔挤压工具，尤其是一种能使加工后的精密孔表面粗糙度达到ra=0.2~0.4的挤压工具。

背景技术：

对于轴承孔、耳片孔、结构件的衬套孔等由于结构特征难以磨削加工的精密孔特征一般只能通过镗削、车削的方式加工，但普通的车削、镗削刀具加工后的表面的粗糙度最多只能达到ra=0.8，如果需要达到ra=0.2~0.4粗糙度的要求目前只能通过钳工研磨的方式进行，不仅加工效率低，质量也难以控制。

因此，为了能稳定高效地保证上述特征的高粗糙度要求，通过深入的研究与分析，并反复实践，群策群力，发明了一种多功能孔挤压工具。该工具在镗床、加工中心、车床上均能使用，使用该工具最高能加工it6级的精密孔，且加工后的精密孔表面粗糙度能达到ra=0.2~0.4。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有技术中存在的镗削、车削精密孔粗糙度不高的问题，提供一种最高能加工it6级的精密孔，且加工后的精密孔表面粗糙度能达到ra=0.2~0.4的多功能孔挤压工具。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多功能孔挤压工具，包括磨削砂轮修整工具，还包括固定杆和固定件，固定杆的一端作为与镗床或车床的连接部，另一端上开设有挤压孔和螺纹孔，挤压孔用于为磨削砂轮修整工具提供支撑，磨削砂轮修整工具插入挤压孔内，其头端显露在挤压孔外，螺纹孔与挤压孔连通，且其轴向与挤压孔径向一致；固定件与螺纹孔螺接，用于限定磨削砂轮修整工具的径向位移。

优选的，挤压孔为盲孔，其轴向与固定杆的径向一致。

优选的，磨削砂轮修整工具为金刚笔。

优选的，所述挤压工具加工的硬度值为40hrc-65hrc。

本发明的另一个目的是提供一种多功能孔挤压工具在镗床或加工中心上的应用，包括以下步骤：

（1）先校正镗刀的旋转中心与待加工孔特征的中心重合；

（2）使用普通镗刀对待加工孔进行半径加工，控制单边余量及粗糙度；

（3）拆下普通镗刀更换该工具进行精密孔的挤压加工，调节加工直径后给定适当的进给速度及主轴转速，将待加工孔挤压到位。

优选的，在步骤（2）中，单边余量控制在0.005mm~0.01mm，粗糙度控制在ra=3.2以上。

本发明的另一个目的是一种多功能孔挤压工具在车床上的应用，包括以下步骤：

（1）校正主轴旋转中心与待加工孔特征中心重合；

（2）将该挤压工具与内孔车刀装在车床旋转刀台的不同位置并相应调整刀刃位置；

（3）使用内孔车刀半径加工待加工孔，控制单边余量及粗糙度，然后更换该挤压工具进行待加工孔的挤压加工，调整径向进给量，将待加工孔加工到位。

优选的，在步骤（3）中，单边余量控制在0.005mm~0.01mm，粗糙度控制在ra=3.2以上。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、使用该工具进行难磨削精密孔加工时，加工效率、整体质量水平能得到明显提升；

2、试加工合格后，可以实现加工参数固化，从而大幅提高该特征加工的过程能力；

3、可以在不增加生产成本的前提下提高难磨削精密孔加工的生产效率及表面质量，更加契合目前的制造业发展趋势。

附图说明

图1是本发明实施例轴测视图；

图2是本发明实施例剖视图；

图3是本发明实施例在镗床或加工中心上的使用状态图；

图4是本发明实施例在车床上的使用状态图；

图5是图3、图4中待加工工件结构示意图；

图1-2中，1、固定杆；2、金刚笔；3、紧固螺钉；

图3中，10、挤压工具；11、工作台；12、镗床或加工中心主轴；13、镗刀柄；14、固定夹具；

图4中，20、挤压工具；21、车床主轴及三爪卡盘；22、旋转刀台；

图5中，30、待加工工件；31待加工的孔。

具体实施方式

下面结合附图1-5对本发明做进一步详述：一种多功能孔挤压工具，如图1-2所示，包括固定杆1、金刚笔2和紧固螺钉3，固定杆1的一端作为与镗床/加工中心或车床的连接部，另一端上开设有挤压孔和螺纹孔，挤压孔为盲孔，其轴向与固定杆1的径向一致，用于为金刚笔2提供固定支撑，金刚笔2插入挤压孔内，其顶部显露在挤压孔外，金刚笔2作为挤压孔的核心元件，利用顶部的金刚石挤压待加工孔内表面；螺纹孔与挤压孔连通，且其轴向与挤压孔径向一致，为了保证金刚笔更好的固定在固定杆1上，螺纹孔的数量为2个；紧固螺钉3与螺纹孔螺接，通过螺纹连接的方式旋入固定杆1的螺纹孔内，利用螺纹自锁将金刚笔2固定在固定杆1上。

该挤压工具在镗床或加工中心、车床上使用，需要满足以下几点：

1、在挤压工具最多能加工的硬度值不超过65hrc，最低不小于40hrc；

2、由于该工具的加工过程属于挤压强化过程，几乎不去除零件材料，对未加工表面的要求较高，需要控制加工余量不超过0.01mm，且粗糙度不超过ra=3.2μm；

3、加工过程的每转进给量尽量控制在0.1mm以内，使用0.07mm/转的进给速度加工的表面粗糙度能控制在ra=0.2~0.4μm，可以以此为参考调整加工参数；

4、可以参考反镗外圆、车削外圆的方式利用该工具进行精密外圆的挤压加工；

5、加工过程中必须要及时对工件进行冷却，防止温度过高破坏工件或工具。

为了更具体的说明该挤压工具在镗床或加工中心、车床等上的应用，下面结合附图3-5分别进行描述：

一、下面结合附图3、5对多功能孔挤压工具在镗床或加工中心上的应用做进一步说明：

在镗床或加工中心上使用该挤压工具10时的具体实施方式如下：

1、将待加工工件30通过固定夹具14固定在工作台11上，校正待加工工件30待加工的孔31轴线与镗床或加工中心主轴12方向一致，并将待加工工件30装夹稳定；

2、用镗刀、铰刀等传统孔加工工具对精密孔进行半径加工，单边余量控制在0.005mm~0.01mm，且粗糙度控制在ra=3.2以上；

3、将挤压工具10安装在镗刀柄13上，通过调节加工直径后给定适当的进给速度及主轴转速将孔挤压到位。

二、下面结合后附图4、5对多功能孔挤压工具在车床上的应用做进一步说明：

在车床上使用该工具时的具体实施方式如下：

1、将待加工工件30装夹在车床主轴及三爪卡盘21上，并校正待加工工件待加工的孔31轴线与机床主轴一致；

2、将半精加工用的车刀或铰刀与挤压工具20一起安装在车床旋转刀台22上用垫刀片调整其高度；

3、用车刀或铰刀半精加工孔，单边余量控制在0.005mm~0.01mm，且粗糙度控制在ra=3.2以上；

4、用旋转刀台22将刀具切换成挤压工具20，并通过操作盘调整径向进给量，调整完成后通过车削轴向进给将精密孔加工到位。

上述实施例仅仅是对本发明的进一步详述，不构成对本发明的限制。本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离本发明原理的基础上所做的任何引申、变形等均在本发明的保护范围内。