[发明专利]圆柱结构上孔的普通加工与超声振动精密加工方法

说明书

本发明属于孔加工技术领域，具体涉及圆柱结构上孔的普通加工与超声振动精密加工方法。定位元件表面上有耐磨涂层，夹紧元件上有浮动式结构，钻头为阶梯形状，超声精密加工装置有集成式变幅杆、换能器。加工步骤为：第一，准备毛坯，毛坯上需要加工孔的部位为圆柱形结构；第二，于钻孔前，在即将钻孔的圆柱结构外圆上加工小平面，小平面的面积小于待加工孔的横截面面积，小平面的位置对应于待加工孔的位置；第三，钻孔，钻头轴线垂直于圆柱结构轴线；第四，对在圆柱结构上钻出的孔，进行精加工；第五，对在圆柱结构上加工出的孔，进行超声振动精密加工。本发明能使孔垂直和对称于圆柱结构，夹具寿命长、夹紧稳定、加工精度高。

技术领域

本发明属于孔加工技术领域，具体涉及圆柱结构上孔的普通加工与超声振动精密加工方法。

背景技术

很多机械零件上有圆柱形结构，不少情况下要在这些圆柱结构上钻孔，且经常要求该孔的轴线垂直于圆柱轴线，并与圆柱轴线相交，孔的直径和孔的表面粗擦度要符合较高的要求。

加工圆柱结构上的孔，可能涉及多道工序，但与本发明相关的主要步骤为：

第一，准备毛坯，毛坯具有圆柱结构；第二，在圆柱结构上钻孔；第三，对已钻出的孔，进行后续加工，可能采取的技术途径有扩孔、绞孔、镗孔、挤压孔、内圆磨削、研磨等。

采用现有技术难以很好地保证孔的加工精度，特别是难以保证该孔与圆柱结构轴线的垂直度和对称度。

发明内容

本发明的目的：针对在圆柱结构上加工孔的要求，提出一种孔的加工方法，防止所加工的孔偏离正确的位置，提高孔的加工精度。

现有技术中，通常用钻头在毛坯上直接钻孔，本发明特点之一是：在毛坯待钻孔部位，先加工出一个小平面，然后在小平面上钻孔。现有技术钻孔时，钻头首先与圆柱表面接触，钻头容易偏斜正确位置，而本发明钻孔时，钻头首先与小平面接触，钻头不容易偏斜。有利于保证所加工孔轴线与圆柱结构轴线的垂直度和对称度。

图1为本发明钻孔的示意图。图中机床1上安装有夹具，夹具主要包括定位元件2、夹紧元件6，固定元件3。工件4由定位元件确定位置，被夹紧元件夹紧。5为钻头，7为所要加工的孔。

工件4横截面的初始轮廓为圆形，但图1中的轮廓不是圆形，轮廓上部的水平短线代表此处被加工为小平面。

本发明强调：在钻孔前，在即将钻孔的部位，用铣刀加工出一个小平面，小平面的面积小于待加工孔的横截面面积，小平面的轮廓对应于待加工孔横截面轮廓。也可以采用磨削、刨削或其它方法加工小平面。为了提高加工效率和降低成本，加工小平面时，可一次装夹多个工件，从而一次加工出多个小平面，例如一次在多个工件上铣出小平面。

其次，本发明中，将钻头设计为阶梯形状，钻削时进入工件内部的部分，其直径等于需要钻削的孔的直径，不进入工件内部的部分，其直径大于需要钻削的孔的直径，这样可提高钻头的整体刚度，防止钻头偏斜。

再次，本发明中，将夹紧元件，例如，附图中的6，设计为分体式结构，与圆柱结构直接接触的部分可以转动，为浮动压板。由于浮动部分能自动适应圆柱结构，所以，夹紧过程中，不会因为夹紧操作使工件离开由定位元件所确定的正确的位置。

最后，提高定位元件的耐磨性。使定位元件与工件接触部位具有耐磨涂层。耐磨涂层是利用气相沉积方法涂覆的一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物。涂层具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定等特性。

当孔的精度要求很高时，可采用超声振动磨加工实现对内孔的精密加工。

图2为本发明超声精密加工孔的示意图。图中8为磨削部分、9为集成式变幅杆、10代表超声振动、11为换能器、16为超声磨杆。

超声精密加工装置由联接柄13与普通磨加工工具相连，加工时利用液体冷却、润滑。采用超声装置可提高内孔表面质量。