一种喷吸式孔加工方法技术

本发明专利技术属于孔加工领域，具体涉及一种喷吸式孔加工方法，用于提高孔的加工能力和质量。一部分切削液流向切削刃部，一部分切削液向后倾斜喷射。在钻头上沿圆周设置有几个楔形凸起，楔形凸起与已加工深孔内壁形成楔形空间，油液流过时形成楔形油膜；楔形凸起与已加工深孔内壁之间的很小或等于零。钻头的自定心力根据需要通过调整垫块、定位件、螺杆实现精细调节。钻头长度大于现有的对应的喷吸钻的钻头。加工方法的步骤：第一，装配喷吸钻系统及其钻头；第二，系统及钻头、工件安装于机床；第三，使钻头旋转，切削液被带入楔形空间。本发明专利技术液体的力量大，便于估算。钻头自定心精度高，自纠偏效果好。刀具系统本身精度容易保证，可高速旋转。

【技术实现步骤摘要】
一种喷吸式孔加工方法
本专利技术属于孔加工领域，具体涉及一种喷吸式孔加工方法。
技术介绍
与外表面加工相比，孔加工时，排屑比较困难。借助液体的流动可以排出铁屑。而加大液体的压差，可提高排屑效果。轴承的润滑形式包括动压润滑和静压润滑。静压润滑则利用油泵供应高压液体，使轴颈与轴承孔壁分开。动压滑动轴承工作原理与静压润滑不同，其原理对于深孔加工具有启示作用。动压润滑时，轴颈旋转将润滑油带入轴承摩擦表面，由于润滑油的粘性作用，当达到足够高的相对旋转速度时，润滑油被带入轴和轴瓦配合面间的楔形间隙时，润滑油内的压力上升，形成流体动压效应。因此油膜具有承载能力。动压润滑中，轴颈与轴承孔间必须留有间隙。当轴颈静止时，轴颈处于轴承孔的最低位置，并与轴承孔壁下母线(或轴瓦)接触。此时，两表面间自然形成一个收敛的楔形空间。当轴开始转动时，速度较低，带入轴承间隙中的油量较少。随着转速的增加，轴颈表面的线速度加大，带入楔形空间的油量增加，这时，楔形油膜内产生动压力，使轴颈浮起，轴承内的摩擦阻力仅为液体的内阻力，摩擦系数很小，磨损少。受动压润滑原理的启发，于大国设计了“一种带有凸起的切削工具(ZL201520116320.3)”等专利。
技术实现思路
本专利技术的目的：提高加工孔和深孔的能力，保证孔的加工质量。所涉及的工序包括钻孔、扩孔、镗孔等。图1是孔加工喷吸钻的基本结构示意图。从进油口5流入切削液，通常为油液，用于冷却、润滑刀具，并排除铁屑。钻头2上有几个沿圆周分布的通油孔12。在钻头2的内腔设置一根薄壁的内管9，其内壁为排屑通道。当钻头与钻杆(外管)10以螺纹连接后，内外管之间形成一个供切削液压入的环形通道，向钻头方向供油。大约2/3的切削液通过6个通油口和钻杆前端的环形间隙喷向切削刃部，然后反向流动，携带切屑穿过整个内管向后排出。另外约有1/3的切削液，在高压下，进入内管向后倾斜30度的喷射槽(月压槽)8，即月牙形喷口。以30度角喷射，促使铁屑排出。由于喷射槽的横截面为圆锥形，切削液通道由大变小，流速则由低变高，在内管形成锥形射流。由伯努利方程可知，液体能量保持守恒，当其流速增加时，其压强下降，因此喷射口处的压强变低，从而形成低压区。此低压区使得排屑通道前后的压力差加大，相当于对钻头切削部位的铁屑和切削液施加了一个抽吸力，促使切削液携带铁屑加快通过排屑通道，向外排出。图2是孔加工喷吸钻基本结构截面剖视示意图。剖视示意图上所见到的主要轮廓是圆。图1、图2所示基本结构具有以下缺点：第一，钻头结构不对称，作用于工件上的切削力的合力不为零，切削力的合力使工件产生变形。大多数深孔零件长径比大，刚度差，所以实际加工出的深孔，其直线度及其它形状与位置误差较大。第二，无自动纠偏能力。当钻头因为工件材料不均匀、外界干扰等因素出现偏斜时，无法自动纠偏。第三，导向条与已加工孔壁紧密接触，其磨损、失效、都将影响加工精度。孔壁与导向条接触部位的质量缺陷可使刀具走偏。图3为能形成楔形油膜的孔加工喷吸钻结构示意图，是对图1中所示基本结构的改进。图4为图3所示结构剖视示意图。由图3、图4可知，在钻头上沿圆周设置有楔形凸起，楔形凸起与已加工深孔内壁形成楔形空间，油液流过时形成楔形油膜。相邻楔形部分之间有槽，更多液体由此流过。以下介绍自定心、自纠偏的基本机理。图3与图1的最大的区别是：图3中的刀具系统有3个或其它数量的楔形凸起。图4中，M-M视图显示：刀具系统楔形凸起与已加工深孔孔壁形成3个楔形空间。楔形凸起及与其相连的刀具系统一起相对于深孔工件旋转。切削液被拖进3个楔形空间，从大间隙处流入，其压力升高，并形成3个楔形油膜。3个楔形油膜作用于楔形凸起，犹如3爪卡盘夹紧一个工件。油膜作用力使楔形凸起及刀具系统被定位于深孔或浅孔的中心，刀具系统沿着已加工孔的轴线向前进给。利用已加工出的孔作为基准，进行导向，加工后续深孔。当刀具系统受到外界干扰，偏离深孔轴线时，各处楔形油膜厚度将发生变化，厚度变小的油膜内将产生更高的压力，它对楔形部分的作用力加大，从而使楔形部分恢复原来位置，同时使油膜恢复原始厚度。上述纠偏过程，因液体特性，随时动态自动进行。本专利技术具有以下创新点。1.一种喷吸式孔加工方法包括一种孔加工喷吸钻系统及其钻头，其特征在于，所述的喷吸钻系统的钻头与钻杆即外管连接，钻头内腔设置有内管，是铁屑排出的通道；内管、外管之间形成供切屑液流入的环形通道，向钻头方向供油；钻头上沿圆周分布有通油孔；一部分切削液通过通油孔和钻杆前端的环形间隙流向切削刃部，然后反向流动，携带切屑穿过整个内管向后排出；另外一部分切削液，经内管外表面及喷口向后倾斜喷射；在钻头上沿圆周设置有几个楔形凸起，楔形凸起与已加工深孔内壁形成楔形空间，油液流过时形成楔形油膜；楔形凸起及与之相连的刀具系统相对于工件旋转；楔形凸起的最高点与最低点以直线或曲线连接；钻杆安装于钻杆连接器，钻杆连接器上有进油口，切削液从孔流入；钻头长度大于现有的对应的喷吸钻的钻头；加工方法的步骤：第一，装配孔加工喷吸钻系统及其钻头；第二，将喷吸钻系统及其钻头、工件安装于机床；第三，使喷吸钻系统及其钻头相对于工件旋转，与此同时，切削液被带入楔形空间。2.一种喷吸式孔加工方法包括一种孔加工喷吸钻钻头，其特征在于，所述的钻头与钻杆即外管连接，钻头内腔设置有内管，是铁屑排出的通道；内管、外管之间形成供切削液流入的环形通道，向钻头方向供油；钻头上沿圆周分布有通油孔：一部分切削液通过通油孔和钻杆前端的环形间隙流向切削刃部，然后反向流动，携带切屑穿过整个内管向后排出；另外一部分切削液，经内管外表面及喷口向后倾斜喷射；在钻头上沿圆周设置有几个楔形凸起，楔形凸起与已加工深孔内壁形成楔形空间，油液流过时形成楔形油膜；楔形凸起及与之相连的刀具系统相对于工件旋转；楔形凸起的最高点与最低点以直线或曲线连接；钻头长度大于现有的对应的喷吸钻的钻头；加工方法的步骤：第一，装配孔加工喷吸钻系统及其钻头；第二，将喷吸钻系统及其钻头、工件安装于机床；第三，使喷吸钻系统及其钻头相对于工件旋转，与此同时，切削液被带入楔形空间。3.根据创新点1或2所述的一种喷吸式孔加工方法，其特征在于：所述的钻头上沿圆周分布有3个或3个以上数量的楔形凸起，楔形凸起最大直径小于或等于被加工深孔直径，楔形凸起顶部与深孔内壁的单边间隙大于0毫米或等于0毫米；楔形凸起与被加工孔壁形成楔形空间，当刀具系统相对于工件旋转时，液体被带入楔形空间，使液体的压力升高；液体从大间隙流入，从小间隙流出，或沿刀具系统轴线方向泄漏；一部分来自进油口的液体流过相邻楔形凸起之间的槽，流入切削部位，然后流出，流出时携带铁屑排出；所述的钻头的自定心力是可以调节的或不可以调节；自定心力可以调节时，采用电式、磁式、机械式自定心力调节装置中的一种或其组合；自定心力可以调节时，采用精密调节装置或一般调节装置；调节时楔形凸起的位置或姿态发生变化，楔形轮廓与孔内壁之间的间隙发生变化、液膜厚度发生变化、液体对楔形轮廓的作用力发生变化。4.根据创新点1或2所述的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷吸式孔加工方法包括一种孔加工喷吸钻系统及其钻头，其特征在于，所述的喷吸钻系统的钻头与钻杆即外管连接，钻头内腔设置有内管，是铁屑排出的通道；内管、外管之间形成供切屑液流入的环形通道，向钻头方向供油；钻头上沿圆周分布有通油孔；一部分切削液通过通油孔和钻杆前端的环形间隙流向切削刃部，然后反向流动，携带切屑穿过整个内管向后排出；另外一部分切削液，经内管外表面及喷口向后倾斜喷射；在钻头上沿圆周设置有几个楔形凸起，楔形凸起与已加工深孔内壁形成楔形空间，油液流过时形成楔形油膜；楔形凸起及与之相连的刀具系统相对于工件旋转；楔形凸起的最高点与最低点以直线或曲线连接；钻杆安装于钻杆连接器，钻杆连接器上有进油口，切削液从孔流入；钻头长度大于现有的对应的喷吸钻的钻头；加工方法的步骤：第一，装配孔加工喷吸钻系统及其钻头；第二，将喷吸钻系统及其钻头、工件安装于机床；第三，使喷吸钻系统及其钻头相对于工件旋转，与此同时，切削液被带入楔形空间。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷吸式孔加工方法包括一种孔加工喷吸钻系统及其钻头，其特征在于，所述的喷吸钻系统的钻头与钻杆即外管连接，钻头内腔设置有内管，是铁屑排出的通道；内管、外管之间形成供切屑液流入的环形通道，向钻头方向供油；钻头上沿圆周分布有通油孔；一部分切削液通过通油孔和钻杆前端的环形间隙流向切削刃部，然后反向流动，携带切屑穿过整个内管向后排出；另外一部分切削液，经内管外表面及喷口向后倾斜喷射；在钻头上沿圆周设置有几个楔形凸起，楔形凸起与已加工深孔内壁形成楔形空间，油液流过时形成楔形油膜；楔形凸起及与之相连的刀具系统相对于工件旋转；楔形凸起的最高点与最低点以直线或曲线连接；钻杆安装于钻杆连接器，钻杆连接器上有进油口，切削液从孔流入；钻头长度大于现有的对应的喷吸钻的钻头；加工方法的步骤：第一，装配孔加工喷吸钻系统及其钻头；第二，将喷吸钻系统及其钻头、工件安装于机床；第三，使喷吸钻系统及其钻头相对于工件旋转，与此同时，切削液被带入楔形空间。


2.一种喷吸式孔加工方法包括一种孔加工喷吸钻钻头，其特征在于，所述的钻头与钻杆即外管连接，钻头内腔设置有内管，是铁屑排出的通道；内管、外管之间形成供切削液流入的环形通道，向钻头方向供油；钻头上沿圆周分布有通油孔；一部分切削液通过通油孔和钻杆前端的环形间隙流向切削刃部，然后反向流动，携带切屑穿过整个内管向后排出；另外一部分切削液，经内管外表面及喷口向后倾斜喷射；在钻头上沿圆周设置有几个楔形凸起，楔形凸起与已加工深孔内壁形成楔形空间，油液流过时形成楔形油膜；楔形凸起及与之相连的刀具系统相对于工件旋转；楔形凸起的最高点与最低点以直线或曲线连接；钻头长度大于现有的对应的喷吸钻的钻头；加工方法的步骤：第一，装配孔加工喷吸钻系统及其钻头；第二，将喷吸钻系统及其钻头、工件安装于机床；第三，使喷吸钻系统及其钻头相对于工件旋转，与此同时，切削液被带入楔形空间。


3.根据权利要求1或2所述的一种喷吸式孔加工方法，其特征在于：所述的钻头上沿圆周分布有3个或3个以上数量的楔形凸起，楔形凸起最大直径小于或等于被加工深孔直径，楔形凸起顶部与深孔内壁的单边间隙大于0毫米或等于0毫米；楔形凸起与被加工孔壁形成楔形空间，当刀具系统相对于工件旋转时，液体被带入楔形空间，使液体的压力升高；液体从大间隙流入，从小间隙流出，或沿刀具系统轴线方向泄漏；一部分来自进油口的液体流过相邻楔形凸起之间的槽，流入切削部位，然后流出，流出时携带铁屑排出；所述的钻头的自定心力是可以调节的或不可以调节；自定心力可以调节时，采用电式、磁式、机械式自定心力调节装置中的一种或其组合；自定心力可以调节时，采用精密调节装置或一般调节装置；调节时楔形凸起的位置或姿态发生变化，楔形轮廓与...

【专利技术属性】
技术研发人员：于大国，韩爱东，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14