[发明专利]一种镗孔刀具及使用该刀具的内阶梯孔一次成型方法

说明书

本发明提供一种镗孔刀具及使用该刀具加工内阶梯孔的方法，克服了传统镗孔刀具在加工阶梯孔时，在粗镗和精镗阶段，每个台阶部分的加工均需要重新装夹刀具，因此，对机床重复定位精度要求较高；且阶梯孔的同心度难以获得保证的缺陷；采用本发明的刀具和加工方法进行阶梯孔的镗孔加工时，仅需两次装夹刀具，分别是装夹粗镗刀和精镗刀时，而在加工阶梯孔的不同台阶部位时，无需多次调整刀具的突出距离，因此对机床重复定位精度的要求较低；且阶梯孔同心度容易保证。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种镗孔刀具及使用该刀具的内阶梯孔一次成型方法。

背景技术

孔的机械加工方法主要包括钻孔和镗孔两种，其中前者用于在主体结构上开设大致符合尺寸要求的孔结构，后者则主要用于对已存在的孔结构进行精细化加工使孔结构的尺寸和表面粗糙度等参数达到设计要求。对于结构复杂的孔结构，如内阶梯孔，一般情况下，还需要满足两孔同心度要求。目前，内阶梯孔的常用加工方法是多刀镗孔法，即使用多把刀进行镗孔加工从而形成孔的阶梯结构。但是，这种多刀镗孔加工方法过程复杂并且加工难度大，尤其对于设计要求较高的孔结构，孔壁通常需要经过粗镗、半精镗、精镗三次加工；若仍采用多刀镗孔方式加工具有阶梯结构的孔，则换刀及加工次数将成倍上升，过程中的误差也即持续的积累，使得内阶梯孔的孔同心度、精度等难以得到保证，并严重降低孔加工效率，同时也会对机床的重复定位精度提出较高要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种镗孔刀具及使用该刀具的内阶梯孔一次成型方法。本发明的刀具和成型方法可以有效的提高内阶梯孔的加工效率，保证孔的同心度和精度等设计要求。

具体的，本发明提供一种镗孔刀具，包括刀柄和刀体，还包括平衡块和固定设置在所述平衡块上的刀头；所述刀柄垂直于刀体并固定设置在所述刀体的中心处；所述平衡块包括对称设置在所述刀体两端的两个；其中，一侧的平衡块上固定设置有至少两个刀头，另一侧的平衡块上不设置刀头；所述至少两个刀头在所述平衡块上间隔设置，其刀刃尖端突出于所述平衡块外侧设定距离；所述至少两个刀头的刀刃尖端突出于平衡块的设定距离不同，其中，相邻两个设定距离的差值为需加工的阶梯孔相邻两台阶半径的差值；所述至少两个刀头中任意相邻的两个刀头的距离等于靠近进刀侧的刀头所加工的台阶的深度。

优选的，所述刀头的距离和所述刀刃尖端突出于所述平衡块的设定距离可调。

优选的，越靠近所述刀体的刀头，其刀刃尖端突出的设定距离越大。

优选的，任意一个刀头的尖端与所述刀柄中轴的距离等于该刀头对应的阶梯孔台阶部分的设计半径；从而允许在加工时，安装了刀头的平衡块一侧，通过刀头尖端与阶梯孔内壁接触，执行镗孔作业；而未安装刀头的平衡块一侧则与阶梯孔内壁存在间隙，所述间隙等于加工相应的台阶部分的刀头突出的设定距离。该间隙允许通过调节所述刀柄轴线的位置实现所述刀具在所述阶梯孔内的顺利进出。

本发明还提供一种使用上述刀具的内阶梯孔一次成型方法，包括如下步骤：

1）根据所加工的阶梯孔形状和设计尺寸在所述刀具一侧的平衡块上安装与台阶部分数量相同的粗镗刀刀头；调节各刀头突出的设定距离，使沿进刀方向各刀头突出的设定距离依次减小；各粗镗刀刀头突出的设定距离应保证留有精镗加工余量；

2）将粗镗刀刀柄固定到镗床转轴，调整被加工工件位置或转轴位置，使刀柄中轴线与阶梯孔中轴线重合；

3）调节镗床转轴向背离刀头的一侧偏离阶梯孔轴线一定尺寸，并进刀，将各刀头进给至阶梯孔各台阶部的边缘；所述镗床转轴偏离的一定尺寸不超过各刀头突出的最小设定距离；

4）再次调节镗床转轴，使其轴线与阶梯孔轴线重合，使各刀头的刀尖接触阶梯孔内壁，启动镗床，开始半精镗加工；

5）半精镗完成后，再次调节镗床转轴，使其轴线按步骤3）偏离阶梯孔轴线一定尺寸，使各刀头的刀尖脱离阶梯孔内壁；退刀；