CN208913194U - 利用车床加工深孔的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用车床加工深孔的装置。所述装置包括装在机床三爪卡盘中的工件，安装在机床导轨上的中托板，安装在中托板上的刀架，以及装在所述刀架上的枪钻；所述工件具有轴向设置的孔；所述枪钻具有轴向设置的中空通道，该枪钻的外壁面上具有轴向设置的槽；所述枪钻的尾部安装有切削液压力***。本实用新型的装置可以加工孔径范围在Φ5mm～Φ25mm，深径比20:1～50：1的工件。

Description

利用车床加工深孔的装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用车床加工深孔的装置，属于深孔加工领域，其中深孔是指深径比（D/d）在20:1～50：1范围内的孔。

背景技术

枪钻作为理想的深孔加工解决方案之一，可获得精密的加工效果，加工出来的孔位直线度、尺寸精度、同轴度、表面光洁度高。能解决各种形式的深孔、交叉孔，盲孔及平底盲孔的加工问题，被广泛应用于汽车工业、航天工业、医疗器材工业、刀具/模具行业、建筑工业、及油压、空压工业等领域。枪钻主要用于具有高压油冷***的枪钻专用机床，工件直径小于Φ35mm深孔的钻削加工。

在生产中，使用较为普遍的枪钻为直槽枪钻。根据枪钻直径，结合其传动部分、柄部和刀头的内冷却孔情况，枪钻分为整体式和焊接式两种类型。枪钻冷却液从后刀面上的小孔处喷出，该校孔一般结构为一个、两个圆形孔，或一个单独腰形孔，加工工件孔径范围从Φ1.5mm～Φ76.2mm，钻削深度与长径比可达100：1。虽然枪钻每转进给量低，但相对传统麻花钻其每分钟进给量，加工效率和质量较高。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种利用车床加工深孔的装置，该装置可解决孔径范围在Φ5mm～Φ25mm，深径比（D/d）20:1～50：1的工件的深孔加工。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种利用车床加工深孔的装置，包括装在机床三爪卡盘中的工件，安装在机床导轨上的中托板，安装在中托板上的刀架，以及装在所述刀架上且与所述机床三爪卡盘同轴设置的枪钻；

所述工件具有轴向设置的孔；

所述枪钻具有轴向设置的中空通道，该枪钻的外壁面上具有轴向设置的槽；

所述枪钻的尾部安装有切削液压力***，该切削液压力***通过所述中空通道与枪钻的切削部连通。

由此，通过将枪钻安装在普通的机床上即可实现工件的深长孔加工，避免了采用专用的枪钻设备，从而降低了采购成本。

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为了更好地加工工件，所述机床导轨或中托板上装有中心架，该中心架位于所述工件与所述刀架之间；所述中心架上装有引导套，所述枪钻轴向穿过所述引导套。

基于同一个发明构思，本实用新型还提供了一种利用车床加工深孔的装置，其包括装在机床三爪卡盘中的枪钻，安装在机床导轨上的中托板，安装在中托板上的刀架，以及装在所述刀架上的工件；

所述工件具有与所述机床三爪卡盘同轴设置的孔；

所述枪钻具有轴向设置的中空通道，该枪钻的外壁面上具有轴向设置的槽；

所述枪钻的尾部安装有切削液压力***，该切削液压力***通过所述中空通道与枪钻的切削部连通。

由此，为了方便对异形工件进行深长孔加工，通过将枪钻安装在普通的机床上即可实现，避免了采用专用的枪钻设备，从而降低了采购成本。

为了更好地加工异形工件，所述机床导轨或中托板上装有中心架，该中心架位于所述工件与所述机床三爪卡盘之间；所述中心架上装有引导套，所述枪钻轴向穿过所述引导套。

为了更好地便于加工后的切屑及时排出，所述槽为V型槽。

为了方便安装在枪钻的尾部来供给压力冷却液，所述枪钻的尾部安装有油雾脉冲发生器，该油雾脉冲发生器通过所述中空通道与枪钻的切削部连通。

为了改善工作环境，所述工件的孔口处设有油雾收集器。这样可以防止油雾发生器产生的油雾污染加工车间。

优选地，所述工件上轴向设置的孔的加工端部为引导孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型基于同一个实用新型构思，提出了通过普通车床实现深孔加工的三种方案：工件带引导孔的枪钻切削方案、带引导套的常规工件枪钻切削方案、带引导套的异形件枪钻切削方案，可以利用枪钻在车床中加工孔径范围Φ5mm～Φ25mm，深径比（D/d）20:1～50：1的工件，极大地降低了加工成本。

附图说明

图1本实用新型实施例1的原理图；

图2本实用新型实施例2的原理图；

图3本实用新型实施例3的原理图。

在图中

1-机床主轴；2-工件；3-枪钻；4-刀架；5-中托板；6-中心架；7-引导套。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1

一种利用车床加工深孔的装置，如图1所示，包括装在机床三爪卡盘中的工件2，安装在机床导轨上的中托板5，安装在中托板5上的刀架4，以及装在所述刀架4上且与所述机床三爪卡盘同轴设置的枪钻3；所述工件2具有轴向设置的引导孔；所述枪钻3具有轴向设置的中空通道，该枪钻3的外壁面上具有轴向设置的V型槽；所述枪钻3的尾部安装有切削液压力***，该切削液压力***通过所述中空通道与枪钻3的切削部连通。所述枪钻3的尾部安装有油雾脉冲发生器，该油雾脉冲发生器通过所述中空通道与枪钻3的切削部连通。所述工件2的孔口处设有油雾收集器。

本实施例采用工件带引导孔的枪钻切削方案，首先，将工件找正夹持在机床三爪卡盘中，将枪钻3安装在简化T型刀座组件（一同装在刀架4），并调整刀具轴心位置；接着在工件需加工深孔部位制引导孔，孔径尺寸与枪钻直径相同，公差等级优先选用H7，工件引导孔深2至3倍深孔孔径值；最后，通过快换接头将高压冷却液接入简化T型刀座组件中，启动机床主轴1，枪钻3随着中托板5轴向进给，即可实现深孔加工。

加工前，根据工件外圆、内孔同轴度的不同要求，枪钻需要在车床中的找正。

早期，枪钻在车床试应用时，曾尝试直接对切削过程中的简化T型刀座组件接入0.7MPa-0.8MPa气压，进行刀具风冷或是冷却液冷却润滑。试验加工频繁发生：刀具排屑不畅，刀尖磨损快，偶尔发生刀刃碎裂现象。为进一步使车床枪钻深孔加工与枪钻***切削过程刀具高压排屑环境相类似，额外给车床提供一套切削液高压力***装置，确保枪钻刀头在加工过程中充分润滑，内部切屑从钻杆V型槽高压排出。根据前期工艺试验，市面所售油雾脉冲发生器配合枪钻在车床上进行深孔加工，不但可以满足刀具高切削液压力强度，而且还能对刀头进行微润滑，较一般单一高切削液压力***刀具使用寿命更长，加工的内孔表面质量更优等特点。

本实施例在实际操作过程中，每件需深孔加工的工件，需预先单独制取一节导引孔。此外，目前大多数空车床工况环境不封闭，油雾脉冲发生器易在工件、机床周围产生雾霾，影响操作者身心健康，需要配置一套油雾收集器除油防雾，减轻油雾弥漫。

实施例2

一种利用车床加工深孔的装置，如图2所示，与实施例1不同的是，所述机床导轨或中托板5上装有中心架6，该中心架6位于所述工件2与所述刀架4之间；所述中心架6上装有引导套7，所述枪钻3轴向穿过所述引导套7。

采用带引导套的常规工件枪钻切削方案，该***方案相对实施例1而言，将深孔引导部分与工件分离，采用引导套7代替工件孔口端引导孔的方法，减少了每件工件必须制取引导孔的工作量，加工的工件深孔尺寸具有良好一致性，批架次生产方面，还能大幅度提高单件生产率。其缺点与实施例1相同：都需要额外提供一套高切削液压力***装置，达到提高刀具使用寿命的目的，且目前大部分简易数控机床工作时都处于半封闭环境，设备周围易产生浓郁的油液雾霾，需要配备油雾收集装置。

本实施例的适用范围：部分同心回转工件、可在机床主轴端回转开的异形结构件（如CS6140最大回转直径400mm，工件回转直径需小于机床回转直径400mm）。

一种利用车床加工深孔的装置加工深孔的方法，一般按照如下顺序实施：

a、将中心架安置于机床导轨（或中托板上），在中心架中心装入厚壁引导衬套并夹紧；

b、将镗刀装于车床主轴（或方刀架机构上），对引导衬套内孔进行镗削加工，孔径尺寸与枪钻直径规格相同，公差等级选用H7；

c、将枪钻通过过渡套夹持在T型刀座上装于中托板方刀架机构上，调整刀具X、Y位置，使枪钻回转中心与主轴中心重合；

d、将高压冷却液接入T型刀座尾部快换接头上，确保工作环境下油雾脉冲发生器产生的高压切削液能进入刀头工作环境中；

e、打开油雾脉冲发生器，启动机床进行深孔加工。

实施例3

一种利用车床加工深孔的装置，如图3所示，包括装在机床三爪卡盘中的枪钻3，安装在机床导轨上的中托板5，安装在中托板5上的刀架4，以及装在所述刀架4上的工件2；所述工件2具有与所述机床三爪卡盘同轴设置的引导孔；所述枪钻3具有轴向设置的中空通道，该枪钻3的外壁面上具有轴向设置的槽；所述枪钻3的尾部安装有切削液压力***，该切削液压力***通过所述中空通道与枪钻3的切削部连通。所述枪钻3的尾部安装有油雾脉冲发生器，该油雾脉冲发生器通过所述中空通道与枪钻3的切削部连通。所述工件2的孔口处设有油雾收集器。

最好地，所述机床导轨或中托板5上装有中心架6，该中心架6位于所述工件2与所述机床三爪卡盘之间；所述中心架6上装有引导套7，所述枪钻3轴向穿过所述引导套7。

采用带引导套的异形件枪钻切削方案，该方案主要解决部分异形结构件定位安装在机床主轴端，局部尺寸回转时超出机床回转直径或是工件回转离心力太大，不便通过配重调平情况下。工件通过辅助工装安装在中托板上，并确保工件深孔部位的初孔处于机床回转中。

带引导套的异形件枪钻切削***，进一步扩大了车床在异形件方面的深孔加工的范畴。缺点除了与实施例1和实施例2相同外，还存在装夹的工件很难调整到枪钻中心与导引套中心重合的状态，加工深孔易出现孔径偏置较大的问题。

综合上述三个实施例，本实用新型的枪钻在车床中适宜加工孔径范围Φ5mm～Φ25mm，深径比（D/d）20:1～50：1的工件。车床转速最好大于800m/min，进给0.04mm/n～0.10mm/n为宜。切削液，采用油基水溶性冷却液。加工前一般采用顶角140°的钻头粗钻、精镗，制引导孔（也可制作专用导向套替代引导孔工艺）。引导孔孔径控制在枪钻直径公差H7等级，孔深2至3倍孔径值。枪钻在进入导引孔时，需低速运转（刃部硬质合金的枪钻，刀具细长，柔性大，高速运转进入引导孔时易发生刀体折断或切削刃崩裂现象）。建议钻削过程配合油雾脉冲发生器一同使用。油雾脉冲发生器可以提供刀具切削过程处于高压冷却环境，加工过程刀尖处于切削液雾化状态中，该工况环境可使工件内孔表面形成一层油膜，不但可减少刀具阻力和磨损，而且还能有效延长枪钻寿命，在改善工件表面质量情况下，起到油雾微润滑、排屑、冷却的作用。

现场加工回转体工件时，枪钻夹持在锥柄套筒中，装于车床方刀架上，油雾脉冲发生器导管由床尾引入，高压冷却液由通过枪钻中空钻杆内部，到达枪钻头部进行微润滑冷却，同时高压冷却液将铁屑从工件内部沿钻杆外部的V型槽排出，整个钻削过程无需定期设置退刀排屑操作。例如：加工Φ16mm孔，深280mm的工件，刀具选用硬质合金枪钻，加工前在零件一端制深40mm的Φ16+0.02 0mm导引孔，机床转速850r/min，每转进给量0.06mm，采用油雾脉冲发生器进行油雾微润滑，成品工件内孔尺寸Φ16.01mm～Φ16.03mm，Ra0.8～Ra1.6μm。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (8)

1.一种利用车床加工深孔的装置，其特征在于，包括装在机床三爪卡盘中的工件（2），安装在机床导轨上的中托板（5），安装在中托板（5）上的刀架（4），以及装在所述刀架（4）上且与所述机床三爪卡盘同轴设置的枪钻（3）；

所述工件（2）具有轴向设置的孔；

所述枪钻（3）具有轴向设置的中空通道，该枪钻（3）的外壁面上具有轴向设置的槽；

所述枪钻（3）的尾部安装有切削液压力***，该切削液压力***通过所述中空通道与枪钻（3）的切削部连通。

2.根据权利要求1所述的利用车床加工深孔的装置，其特征在于，所述机床导轨或中托板（5）上装有中心架（6），该中心架（6）位于所述工件（2）与所述刀架（4）之间；所述中心架（6）上装有引导套（7），所述枪钻（3）轴向穿过所述引导套（7）。

3.一种利用车床加工深孔的装置，其特征在于，包括装在机床三爪卡盘中的枪钻（3），安装在机床导轨上的中托板（5），安装在中托板（5）上的刀架（4），以及装在所述刀架（4）上的工件（2）；

所述工件（2）具有与所述机床三爪卡盘同轴设置的孔；

所述枪钻（3）具有轴向设置的中空通道，该枪钻（3）的外壁面上具有轴向设置的槽；

所述枪钻（3）的尾部安装有切削液压力***，该切削液压力***通过所述中空通道与枪钻（3）的切削部连通。

4.根据权利要求3所述的利用车床加工深孔的装置，其特征在于，所述机床导轨或中托板（5）上装有中心架（6），该中心架（6）位于所述工件（2）与所述机床三爪卡盘之间；所述中心架（6）上装有引导套（7），所述枪钻（3）轴向穿过所述引导套（7）。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的利用车床加工深孔的装置，其特征在于，所述槽为V型槽。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的利用车床加工深孔的装置，其特征在于，所述枪钻（3）的尾部安装有油雾脉冲发生器，该油雾脉冲发生器通过所述中空通道与枪钻（3）的切削部连通。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的利用车床加工深孔的装置，其特征在于，所述工件（2）的孔口处设有油雾收集器。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的利用车床加工深孔的装置，其特征在于，所述工件（2）上轴向设置的孔的加工端部为引导孔。