高精度小直径深孔加工工具及方法与流程

1.本发明涉及高精度小直径深孔加工工具及方法，属于深孔加工技术领域。


背景技术：

2.某单位阀体需要加工一φ45
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1100mm通孔，孔公差φ45（+0.025/0），光洁度要求ra0.8，要求成品阀体φ45孔与阀芯配做间隙0.02-0.03mm。
3.目前，加工深孔较为先进和高效的工艺方法主要采取枪钻或喷吸钻，在主轴带内冷镗床或专用机床上完成，可完成一般精度要求不太高的孔的加工，比如油孔或螺栓孔。对于精度要求高的深孔加工该刀具并不能满足尺寸公差、形位公差要求。
4.阀体孔的加工难点：1.孔的光洁度高ra0.8。
5.2.形位公差要求高直线度≤0.01mm，圆度≤0.005mm。


技术实现要素：

6.针对上述问题，本发明的目的在于提供高精度小直径深孔加工工具及方法，此加工工具和方法能够很好的满足高精度深孔加工要求，使得孔加工质量得到了很好保证，降低了高精度孔镗加工对设备精度的要求，解决了操作工调刀难问题，减轻了工人劳动强度；此外此工具及加工方法可推广至其它类似高精度小直径深孔加工。
7.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：高精度小直径深孔加工工具，它包括用于镗孔的镗杆，镗杆的头部一端设置有镗刀刀头安装结构，在靠近镗刀刀头安装结构的一端通过轴肩定位安装有导套，镗杆的外圆并靠近导套所在侧加工有多道呈圆周均匀布置的安装槽，安装槽的内部安装有导条，镗杆的中心部位设置有镗刀冷却水结构，镗杆的尾部一端设置有镗杆柄结构；还包括用于铰孔的铰刀杆，铰刀杆的头部一端设置有铰刀刀头安装结构，铰刀刀头安装结构上设置有定位销轴，铰刀杆的中心部位设置有铰刀冷却水结构，铰刀杆的尾部一端设置有铰刀杆柄结构；还包括用于磨孔的研磨芯棒；还包括用于检验孔径的检验棒。
8.所述导套采用尼龙导套，导套外圆尺寸d按照阀体预镗工艺孔尺寸确定；所述导条采用硬质杂木或尼龙材料制成，且导条外圆尺寸d1加工至阀体预镗工艺孔尺寸。
9.所述导条上等间距加工有多个阶梯孔，阶梯孔与紧定螺栓相配合并将整个导条固定在安装槽的内部；所述紧定螺栓的末端与设置在安装槽内部的螺栓盲孔相配合。
10.所述镗刀冷却水结构包括设置在镗杆中心部位的第一中心冷却水孔，第一中心冷却水孔的端头部位连通有第一出水孔，第一出水孔贯穿倾斜布置在镗刀刀头安装结构的内部。
11.所述镗杆柄结构包括镗杆尾柄，镗杆尾柄上加工有镗杆紧固槽。
12.所述铰刀冷却水结构包括设置在铰刀杆中心部位的第二中心冷却水孔，第二中心冷却水孔的端头部位连通有第二出水孔，第二出水孔贯穿倾斜布置在铰刀刀头安装结构所在侧。
13.所述铰刀杆柄结构包括铰刀杆尾柄，铰刀杆尾柄上加工有铰刀杆紧固槽。
14.所述研磨芯棒的外壁上加工有呈菱形布置的研磨凹槽，研磨芯棒的尾部设置有研磨棒尾轴，研磨棒尾轴上加工有第一径向定位孔。
15.所述检验棒的的尾部设置有检验棒尾轴，检验棒尾轴上加工有第二径向定位孔。
16.采用高精度小直径深孔加工工具进行深孔加工的方法，包括以下步骤：步骤一，工件的装夹：装夹找正工件，并找正待加工的深孔中心；步骤二，预镗孔：在孔口预镗孔，并保证预镗孔有效深度大于150mm，记录实际尺寸；步骤三，导套和导条的安装：按照预镗孔实际尺寸加工导套的外圆，并与预镗孔间隙配合；导条装入镗杆，其中导条的外圆是按预镗孔实际尺寸加工，并保证其与预镗孔过渡配合；步骤四，镗孔加工：调整镗刀，并进行镗孔，重复步骤三，直到镗孔至铰削前尺寸；步骤五，铰孔加工：套设铰刀，并采用铰刀杆铰孔至磨削前尺寸；步骤六，研磨加工：在铰孔完成之后，在研磨芯棒上涂研磨膏，研磨孔保证光洁度至ra0.8；步骤七，检验：采用检验棒检查孔，保证检验棒能在孔内顺利通过即可。
17.本发明有如下有益效果：1、通过采用本套刀具系统，合理使用刀具参数，加工阀孔质量得到了用户的认可。
18.2、通过自制镗孔刀具系统，解决了现有先进枪钻或喷吸钻和先进设备不能解决的高精度深孔的加工问题，解决技术瓶颈。
19.3、工装制作简单，装夹便捷，加工过程稳定，尺寸精度可控，完工产品通过质量认证。
20.4、通过此刀具系统的设计发明，孔加工质量得到了保证，降低了高精度孔镗加工对设备精度的要求，解决了操作工调刀难问题，减轻了工人劳动强度。该工装设计及加工方法可推广至其它类似高精度小直径深孔加工。
附图说明
21.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
22.图1为本发明镗杆与导套和导条安装整体结构图。
23.图2为本发明图1中a-a视图。
24.图3为本发明镗杆整体结构图。
25.图4为本发明图3中b-b视图。
26.图5为本发明导套结构图。
27.图6为本发明导条结构图。
28.图7为本发明图6中c-c视图。
29.图8为本发明铰刀杆结构图。
30.图9为本发明研磨芯棒结构图。
31.图10为本发明图9中d-d视图。
32.图11为检验棒结构图。
33.图中：导套1、轴肩2、紧定螺栓3、导条4、阶梯孔5、安装槽6、镗杆7、第一中心冷却水孔8、镗杆尾柄9、镗杆紧固槽10、第一出水孔11、镗刀刀头安装结构12、螺栓盲孔13、铰刀刀头安装结构14、定位销轴15、第二出水孔16、铰刀杆17、第二中心冷却水孔18、铰刀杆尾柄19、铰刀杆紧固槽20、研磨凹槽21、研磨芯棒22、研磨棒尾轴23、第一径向定位孔24、检验棒25、检验棒尾轴26、第二径向定位孔27。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
35.实施例1：参见图1-11，高精度小直径深孔加工工具，它包括用于镗孔的镗杆7，镗杆7的头部一端设置有镗刀刀头安装结构12，在靠近镗刀刀头安装结构12的一端通过轴肩2定位安装有导套1，镗杆7的外圆并靠近导套1所在侧加工有多道呈圆周均匀布置的安装槽6，安装槽6的内部安装有导条4，镗杆7的中心部位设置有镗刀冷却水结构，镗杆7的尾部一端设置有镗杆柄结构；还包括用于铰孔的铰刀杆17，铰刀杆17的头部一端设置有铰刀刀头安装结构14，铰刀刀头安装结构14上设置有定位销轴15，铰刀杆17的中心部位设置有铰刀冷却水结构，铰刀杆17的尾部一端设置有铰刀杆柄结构；还包括用于磨孔的研磨芯棒22；还包括用于检验孔径的检验棒25。此加工工具和方法能够很好的满足高精度深孔加工要求，使得孔加工质量得到了很好保证，降低了高精度孔镗加工对设备精度的要求，解决了操作工调刀难问题，减轻了工人劳动强度；此外此工具及加工方法可推广至其它类似高精度小直径深孔加工。具体加工过程中，先采用镗杆7进行镗孔加工，再采用铰刀杆17进行铰孔加工，再采用研磨芯棒22进行研磨加工，最终再采用检验棒25对深孔进行检验。
36.进一步的，所述导套1采用尼龙导套，导套1外圆尺寸d按照阀体预镗工艺孔尺寸确定。通过采用上述的导套1能够起到导向目的，进而保证了镗孔过程中的精度要求。
37.进一步的，所述导条4采用硬质杂木或尼龙材料制成，且导条4外圆尺寸d1加工至阀体预镗工艺孔尺寸。通过上述的导条4能够起到导向支撑的目的，进而保证了镗孔过程中的精度要求。
38.进一步的，所述导条4上等间距加工有多个阶梯孔5，阶梯孔5与紧定螺栓3相配合并将整个导条4固定在安装槽6的内部；所述紧定螺栓3的末端与设置在安装槽6内部的螺栓盲孔13相配合。通过上述的阶梯孔5保证了能够将紧定螺栓3设置在导条4的内部，通过紧定螺栓3能够将导条4可靠固定在安装槽6的内部。
39.进一步的，所述镗刀冷却水结构包括设置在镗杆7中心部位的第一中心冷却水孔
8，第一中心冷却水孔8的端头部位连通有第一出水孔11，第一出水孔11贯穿倾斜布置在镗刀刀头安装结构12的内部。通过上述的镗刀冷却水结构便于在镗孔加工过程中，对镗杆7进行相应的冷却，进而保证了镗杆7的正常加工过程。
40.进一步的，所述镗杆柄结构包括镗杆尾柄9，镗杆尾柄9上加工有镗杆紧固槽10。通过上述的镗杆柄结构能够用于对镗杆7进行正常的装夹固定。
41.进一步的，所述铰刀冷却水结构包括设置在铰刀杆17中心部位的第二中心冷却水孔18，第二中心冷却水孔18的端头部位连通有第二出水孔16，第二出水孔16贯穿倾斜布置在铰刀刀头安装结构14所在侧。通过上述的铰刀冷却水结构能够用于在加工过程中对铰刀杆17进行冷却，进而保证了铰刀杆17的正常加工过程。
42.进一步的，所述铰刀杆柄结构包括铰刀杆尾柄19，铰刀杆尾柄19上加工有铰刀杆紧固槽20。通过上述的铰刀杆柄结构便于对铰刀杆17进行可靠固定安装。
43.进一步的，所述研磨芯棒22的外壁上加工有呈菱形布置的研磨凹槽21，研磨芯棒22的尾部设置有研磨棒尾轴23，研磨棒尾轴23上加工有第一径向定位孔24。通过上述的研磨芯棒22能够用于对深孔进行研磨加工，进而保证了深孔的表面光洁度。
44.进一步的，所述检验棒25的的尾部设置有检验棒尾轴26，检验棒尾轴26上加工有第二径向定位孔27。通过上述的检验棒25能够用于对加工完成的深孔尺寸进行校验。
45.实施例2：采用高精度小直径深孔加工工具进行深孔加工的方法，包括以下步骤：步骤一，工件的装夹：装夹找正工件，并找正待加工的深孔中心；步骤二，预镗孔：在孔口预镗孔，并保证预镗孔有效深度大于150mm，记录实际尺寸；步骤三，导套1和导条4的安装：按照预镗孔实际尺寸加工导套1的外圆，并与预镗孔间隙配合；导条4装入镗杆7，其中导条4的外圆是按预镗孔实际尺寸加工，并保证其与预镗孔过渡配合；步骤四，镗孔加工：调整镗刀，并进行镗孔，重复步骤三，直到镗孔至铰削前尺寸；步骤五，铰孔加工：套设铰刀，并采用铰刀杆17铰孔至磨削前尺寸；步骤六，研磨加工：在铰孔完成之后，在研磨芯棒22上涂研磨膏，研磨孔保证光洁度至ra0.8；步骤七，检验：采用检验棒25检查孔，保证检验棒25能在孔内顺利通过即可。

技术特征：
1.高精度小直径深孔加工工具，其特征在于，它包括用于镗孔的镗杆（7），镗杆（7）的头部一端设置有镗刀刀头安装结构（12），在靠近镗刀刀头安装结构（12）的一端通过轴肩（2）定位安装有导套（1），镗杆（7）的外圆并靠近导套（1）所在侧加工有多道呈圆周均匀布置的安装槽（6），安装槽（6）的内部安装有导条（4），镗杆（7）的中心部位设置有镗刀冷却水结构，镗杆（7）的尾部一端设置有镗杆柄结构；还包括用于铰孔的铰刀杆（17），铰刀杆（17）的头部一端设置有铰刀刀头安装结构（14），铰刀刀头安装结构（14）上设置有定位销轴（15），铰刀杆（17）的中心部位设置有铰刀冷却水结构，铰刀杆（17）的尾部一端设置有铰刀杆柄结构；还包括用于磨孔的研磨芯棒（22）；还包括用于检验孔径的检验棒（25）。2.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述导套（1）采用尼龙导套，导套（1）外圆尺寸d按照阀体预镗工艺孔尺寸确定；所述导条（4）采用硬质杂木或尼龙材料制成，且导条（4）外圆尺寸d1加工至阀体预镗工艺孔尺寸。3.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述导条（4）上等间距加工有多个阶梯孔（5），阶梯孔（5）与紧定螺栓（3）相配合并将整个导条（4）固定在安装槽（6）的内部；所述紧定螺栓（3）的末端与设置在安装槽（6）内部的螺栓盲孔（13）相配合。4.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述镗刀冷却水结构包括设置在镗杆（7）中心部位的第一中心冷却水孔（8），第一中心冷却水孔（8）的端头部位连通有第一出水孔（11），第一出水孔（11）贯穿倾斜布置在镗刀刀头安装结构（12）的内部。5.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述镗杆柄结构包括镗杆尾柄（9），镗杆尾柄（9）上加工有镗杆紧固槽（10）。6.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述铰刀冷却水结构包括设置在铰刀杆（17）中心部位的第二中心冷却水孔（18），第二中心冷却水孔（18）的端头部位连通有第二出水孔（16），第二出水孔（16）贯穿倾斜布置在铰刀刀头安装结构（14）所在侧。7.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述铰刀杆柄结构包括铰刀杆尾柄（19），铰刀杆尾柄（19）上加工有铰刀杆紧固槽（20）。8.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述研磨芯棒（22）的外壁上加工有呈菱形布置的研磨凹槽（21），研磨芯棒（22）的尾部设置有研磨棒尾轴（23），研磨棒尾轴（23）上加工有第一径向定位孔（24）。9.根据权利要求1所述高精度小直径深孔加工工具，其特征在于：所述检验棒（25）的的尾部设置有检验棒尾轴（26），检验棒尾轴（26）上加工有第二径向定位孔（27）。10.采用权利要求1-9任意一项所述高精度小直径深孔加工工具进行深孔加工的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，工件的装夹：装夹找正工件，并找正待加工的深孔中心；步骤二，预镗孔：在孔口预镗孔，并保证预镗孔有效深度大于150mm，记录实际尺寸；
步骤三，导套（1）和导条（4）的安装：按照预镗孔实际尺寸加工导套（1）的外圆，并与预镗孔间隙配合；导条（4）装入镗杆（7），其中导条（4）的外圆是按预镗孔实际尺寸加工，并保证其与预镗孔过渡配合；步骤四，镗孔加工：调整镗刀，并进行镗孔，重复步骤三，直到镗孔至铰削前尺寸；步骤五，铰孔加工：套设铰刀，并采用铰刀杆（17）铰孔至磨削前尺寸；步骤六，研磨加工：在铰孔完成之后，在研磨芯棒（22）上涂研磨膏，研磨孔保证光洁度至ra0.8；步骤七，检验：采用检验棒（25）检查孔，保证检验棒（25）能在孔内顺利通过即可。

技术总结
本发明提供了高精度小直径深孔加工工具及方法，镗杆的头部一端设置有镗刀刀头安装结构，在靠近镗刀刀头安装结构的一端通过轴肩定位安装有导套，镗杆的外圆并靠近导套所在侧加工有多道呈圆周均匀布置的安装槽，安装槽的内部安装有导条；还包括用于铰孔的铰刀杆，铰刀杆的头部一端设置有铰刀刀头安装结构，铰刀杆的中心部位设置有铰刀冷却水结构，铰刀杆的尾部一端设置有铰刀杆柄结构。此加工工具和方法能够很好的满足高精度深孔加工要求，使得孔加工质量得到了很好保证，降低了高精度孔镗加工对设备精度的要求，解决了操作工调刀难问题，减轻了工人劳动强度；此外此工具及加工方法可推广至其它类似高精度小直径深孔加工。推广至其它类似高精度小直径深孔加工。推广至其它类似高精度小直径深孔加工。


技术研发人员：周章龙 周铭 朱典发
受保护的技术使用者：宜昌船舶柴油机有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/10/15