本發(fā)明涉及一種帶導(dǎo)條的超深孔精密鏜削刀具及其使用方法，屬于機械加工領(lǐng)域，特別是可應(yīng)用于具有錐度主軸的普通車床、銑床、鏜床、鉗床等上對長徑比大于8倍的高精度通孔或盲孔的精加工，提高這類普通設(shè)備的加工范圍和能力，并極大提高設(shè)備加工超深孔的精度，提高精加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可控性，滿足孔加工質(zhì)量的正態(tài)分布要求。

背景技術(shù)：

在通常情況下，在普通設(shè)備上使用常規(guī)擴孔加工方法難于有效加工長徑比大于8、孔精度達(dá)it6級的高精度通孔或盲孔，原因有多方面，其一是設(shè)備精度低、剛性差；其二是在普通設(shè)備上現(xiàn)有的常規(guī)刀具剛性差，切削加工質(zhì)量不易控制，基本不能滿足特殊的產(chǎn)品質(zhì)量要求；其三是在普通設(shè)備上使用其它特殊結(jié)構(gòu)刀具如鉸刀、鉸擠刀等時，其對孔的半精加工質(zhì)量如預(yù)留精加工的余量、孔的圓柱度和粗糙度等都有相當(dāng)高的要求，同時，對工件坯料質(zhì)量、熱處理質(zhì)量等也有非常高的要求，這些缺陷因素直接導(dǎo)致產(chǎn)品最終加工質(zhì)量的可控性差、合格率低、加工周期長，基本上不能滿足孔加工質(zhì)量的正態(tài)分布要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種超深孔精密鏜削刀具，可高效批量化加工長徑比大于8、孔精度達(dá)it6級的通孔或盲孔，進(jìn)一步，在具有錐度主軸的普通車床、銑床、鏜床、鉗床等普通設(shè)備上使用本發(fā)明可使加工后通孔或盲孔能直接達(dá)到it6級尺寸精度、粗糙度、圓度、圓柱度等要求，同時，加工的效率較高，加工的成本較低，克服傳統(tǒng)加工方法存在的技術(shù)問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種超深孔精密鏜削刀具，包括刀柄，所述刀柄前端與可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭相連，刀柄的外圓周面上設(shè)置有耐磨支撐塊。

所述刀柄的外圓直徑b10比擬加工孔徑小3～5mm；所述耐磨支撐塊外端面形成的支撐圓外徑比擬加工孔徑小0.003～0.005mm。

所述耐磨支撐塊外端面包括起支承作用的外圓面(即導(dǎo)棱h15兩側(cè)的圓弧面)，一條平行于刀柄軸向的導(dǎo)棱h15和位于耐磨支撐塊一端的軸向?qū)驁A弧錐面h14。

所述刀柄后端無扁尾，其后端與刀具拉緊機構(gòu)相連；刀具拉緊機構(gòu)包括前端帶有導(dǎo)向錐a3、尾端帶有六角頭a6的拉桿，拉桿依次穿過墊板、導(dǎo)向塊和螺母。

所述刀柄后端有扁尾，刀柄與刀具鎖緊機構(gòu)相連；刀具鎖緊機構(gòu)包括帶有斜面c14和槽c17的支撐板，以及鎖緊板，鎖緊板上有一條與斜面c14傾斜角度相同的斜面c13。

一種超深孔精密鏜削刀具的加工方法，包括以下步驟：

(1)對刀柄的刀桿基體坯料進(jìn)行正火處理；

(2)車加工各外圓、斜面及端面，均留雙邊余量2～3mm(這里斜面指的是a0，端面指的是a0右端面、b10前后的端面等，即刀柄的刀桿基體在加工過程均要留相應(yīng)的加工余量)；

(3)真空預(yù)熱處理，硬度為hrc28～32，并消除應(yīng)力；

(4)車加工各外圓、斜面及端面，均留雙邊余量0.5～0.8mm(同步驟(2)，這里斜面指的是a0，端面指的是a0右端面、b10前后的端面等，即刀柄的刀桿基體在加工過程均要留相應(yīng)的加工余量)；

(5)用萬向分度頭裝夾，用坐標(biāo)銑床加工槽b15，粗加工孔b11的端面、孔b11、孔b12，并留加工余量0.2～0.4mm；

(6)鉗工修清機加工產(chǎn)生的所有毛刺；

(7)真空熱處理，保證硬度要求，并消除應(yīng)力；

(8)數(shù)控車精加工各外圓、錐面及端面，其中，錐面a0留精磨余量0.05～0.08mm；

(9)校正錐面a0及孔b12端面，加工孔b11的端面、孔b11、孔b12及可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭的安裝尺寸b13；

(10)將耐磨支撐塊包上片狀銀釬焊料后裝入可轉(zhuǎn)位階梯精鏜刀桿基體的槽h4中進(jìn)行真空釬焊，并消除應(yīng)力；

(11)清洗去除組件熱處理和真空釬焊產(chǎn)生的氧化色；

(12)校正錐面a0及孔b12端面，用數(shù)控萬能工具磨精加工錐面a0、外圓b10、起支承作用的外圓(即導(dǎo)棱h15兩側(cè)的圓弧面)、導(dǎo)棱h15及軸向?qū)驁A弧錐面h14。

對于無扁尾刀具，所述步驟(4)還包括加工無扁尾刀柄的孔a2、螺紋a1及孔口倒角。

對于有扁尾刀具，所述步驟(5)還包括加工有扁尾刀柄的扁式c1、槽c2和c3；所述步驟(6)還包括銼修有扁尾刀柄的扁式c1、槽c2和c3的棱邊倒角2×45°。

步驟(2)和(4)中，2～3mm與0.5～0.8mm是在不同加工過程中所留的余量，余量越少，則越接近最終精加工，主要是盡可能降低刀具在制造過程和后期使用中的變形趨勢。

無扁尾刀柄、有扁尾刀柄基體材料不銹鋼制作，整體硬度為hrc48～52。各個設(shè)計特征(如外圓b10、刀柄錐面a0)都需在熱處理后采用精密數(shù)控車進(jìn)行加工并留相應(yīng)的單邊余量，再采用精密外圓磨床對刀柄錐面a0進(jìn)行配磨，保證刀柄錐面a0在機床主軸中被拉緊或鎖緊后的配合度達(dá)到80％以上，并磨外圓b10至尺寸要求。采用五軸加工中心先加工槽b15、孔b11、孔b12及可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3的安裝尺寸b13；將耐磨支撐塊包上片狀銀釬焊料后裝入無扁尾刀柄、有扁尾刀柄刀桿基體的槽b15中進(jìn)行真空釬焊成為組合刀桿，再對組合刀桿精加工。無扁尾刀柄、有扁尾刀柄的各個設(shè)計特征都需在熱處理后采用數(shù)控車進(jìn)行加工，留單邊余量0.08～0.10mm。釬焊后采用數(shù)控萬能工具磨精加工外圓b10、起支承作用的外圓(即導(dǎo)棱h15兩側(cè)的圓弧面)、導(dǎo)棱h15及軸向?qū)驁A弧錐面h14。

一種將無扁尾超深孔精密鏜削刀具應(yīng)用于長徑比大于8倍的高精度通孔或盲孔加工的加工方法，無扁尾精密鏜削刀具裝配好后，將刀具切削機構(gòu)裝入機床主軸前端錐孔中，再將刀具拉緊機構(gòu)從主軸尾端裝入，擰緊拉桿，從而拉緊刀具切削機構(gòu)；

調(diào)整可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭上的微調(diào)機構(gòu)，使刀尖旋轉(zhuǎn)直徑小于耐磨支撐塊的旋轉(zhuǎn)直徑(即導(dǎo)棱h15的外接圓直徑)；

用千分表校正導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔，使其與機床主軸的同軸度小于0.003mm；

將刀具切削機構(gòu)導(dǎo)入工件導(dǎo)向座的導(dǎo)向孔中，讓耐磨支撐塊與導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔有效接觸且刀片的刀尖不能碰到工件；

再用千分表校刀片的刀尖，使表的讀數(shù)比耐磨支撐塊上的讀數(shù)大0.003～0.005mm，鎖緊可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭上的微調(diào)機構(gòu)；

在對長徑比大于8倍的高精度通孔或盲孔進(jìn)行加工時，先用鉆削刀具對孔進(jìn)行鉆削加工或擴孔加工，孔徑留雙邊余量1.5～2mm，再用深孔可轉(zhuǎn)位擴孔鉆進(jìn)行加工，孔徑留雙邊余量0.5～0.8mm,再用可轉(zhuǎn)位深孔粗鏜刀進(jìn)行加工，孔徑留雙邊余量0.2～0.3mm，最后用無扁尾超深孔精密鏜削刀具進(jìn)行加工，每次加工深度為0.5～0.8倍孔徑時，則刀具退出并清除干凈切屑，直至加工至深度要求，退刀時轉(zhuǎn)速不變，退刀速度按切削進(jìn)給速度的1.5～2倍退出加工的孔。

一種將有扁尾超深孔精密鏜削刀具應(yīng)用于長徑比大于8倍的高精度通孔或盲孔加工的加工方法，有扁尾精密鏜削刀具裝配好后，將刀具切削機構(gòu)裝入機床主軸前端錐孔中，再將支撐板從機床主軸前端腰形槽的前端，再用鎖板從機床主軸前端腰形槽的后端鎖住刀具切削機構(gòu)，且錘子敲擊鎖板的大端，使其鎖緊刀具切削機構(gòu)；

調(diào)整可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭上的微調(diào)機構(gòu)，使刀尖旋轉(zhuǎn)直徑小于耐磨支撐塊的旋轉(zhuǎn)直徑(即導(dǎo)棱h15的外接圓直徑)；

用千分表校正導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔，使其與機床主軸的同軸度小于0.003mm；

將刀具切削機構(gòu)導(dǎo)入工件導(dǎo)向座的導(dǎo)向孔中，讓耐磨支撐塊與導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔有效接觸且刀片的刀尖不能碰到工件；

再用千分表校刀片的刀尖，使表的讀數(shù)比耐磨支撐塊上的讀數(shù)大0.003～0.005mm，鎖緊可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭上的微調(diào)機構(gòu)；

在對長徑比大于8倍的高精度通孔或盲孔進(jìn)行加工時，先用鉆削刀具對孔進(jìn)行鉆削加工或擴孔加工，孔徑留雙邊余量1.5～2mm，再用深孔可轉(zhuǎn)位擴孔鉆進(jìn)行加工，孔徑留雙邊余量0.5～0.8mm,再用可轉(zhuǎn)位深孔粗鏜刀進(jìn)行加工，孔徑留雙邊余量0.2～0.3mm，最后用有扁尾精密鏜削刀具進(jìn)行加工，每次加工深度為0.5～0.8倍孔徑時，則刀具退出并清除干凈切屑，直至加工至深度要求，退刀時轉(zhuǎn)速不變，退刀速度按切削進(jìn)給速度的1.5～2倍退出加工的孔。

本發(fā)明公開的帶導(dǎo)條的超深孔精密鏜削刀具有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是無扁尾結(jié)構(gòu)形式，另一種是有扁結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)用于通孔或盲孔加工時，其可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭的安裝位置不同。

無扁尾刀具結(jié)構(gòu)形式由兩個機構(gòu)所構(gòu)成，一個是刀具切削機構(gòu)，另一部分是刀具拉緊機構(gòu)。刀具切削機構(gòu)由無扁尾刀柄、耐磨支撐塊、可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭、刀片等四部分組成，刀具拉緊機構(gòu)由墊板、拉桿、導(dǎo)向塊、螺母等四部分組成。

有扁尾刀具結(jié)構(gòu)形式由兩個機構(gòu)所構(gòu)成，一個是刀具切削機構(gòu)，另一部分是刀具鎖緊機構(gòu)。刀具切削機構(gòu)由有扁尾刀柄、耐磨支撐塊、可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭、刀片等四部分組成，刀具鎖緊機構(gòu)由支撐板、鎖板等兩部分組成。

可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭、刀片、螺母選用標(biāo)準(zhǔn)件。

無扁尾刀柄材料選用不銹鋼制作，整體硬度為hrc48～52。其上刀柄錐度a0、臺階d1、螺紋孔a1、底孔a2及螺紋孔a1的孔口結(jié)構(gòu)形式及大小均按使用機床的要求進(jìn)行設(shè)計，并統(tǒng)一考慮可在其它類型機床上兼用的通用性設(shè)計。外圓b10比擬加工孔徑小3～5mm。4個槽(即刀柄外圓周面上開的腰形槽)均用釬焊固定耐磨支撐塊，即槽底b14與耐磨支撐塊的底面h13貼合、槽側(cè)面b15一周與耐磨支撐塊的外形h11一周貼合進(jìn)行釬焊。焊后精磨耐磨支撐塊的支撐外徑，使其尺寸較所需加工孔徑的中間尺寸小0.003～0.005mm。同時，修磨去除耐磨支撐塊的導(dǎo)棱h15、圓弧錐面h14的余量，并保證其一致性。其上孔b11、b12及可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭的安裝尺寸b13(含安裝結(jié)構(gòu)形式、尺寸和形位公差等)按選用產(chǎn)品的公司提供的對應(yīng)示圖進(jìn)行設(shè)計。

耐磨支撐塊選用yw系列超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料制作，與刀柄的腰形槽b15進(jìn)行配對設(shè)計，兩種零件間采用銀釬焊焊接，焊接位置為外形h11一周及底面h13，軸向?qū)驁A弧錐面h14及導(dǎo)棱h15均采用4條共同配作加工，導(dǎo)棱h15寬度尺寸按0.8～1.5mm設(shè)計，需加工的孔徑越小，則寬度尺寸取小值，反之，則取大值。圓弧錐面h14、導(dǎo)棱h15及總厚度均留0.2～0.3mm的精加工余量。

可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭包含精鏜單元、刀卡、安裝螺釘和其它安裝、調(diào)節(jié)用附件，均選用山特維克可樂滿公司的t-maxu對應(yīng)產(chǎn)品。

刀片的結(jié)構(gòu)類型根據(jù)選用的刀卡進(jìn)行對應(yīng)選擇，刀片材質(zhì)按加工工件的材質(zhì)進(jìn)行對應(yīng)選用。

墊板材料選用45鋼制作，整體硬度為hrc28～32，表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。外圓a10、a11的尺寸根據(jù)機床主軸相關(guān)尺寸進(jìn)行設(shè)計，a10小于主軸尾端外圓1～2mm，a11小于主軸尾端內(nèi)孔0.2～0.3mm；內(nèi)孔a12與拉桿的外圓a5進(jìn)行配對設(shè)計，使a12大于a5約0.5～1mm。應(yīng)用時，外圓a11裝入主軸尾端內(nèi)孔內(nèi)，使臺階面a13緊靠主軸尾端端面，拉桿的外圓a5通過墊板的a12內(nèi)孔，擰緊螺紋時，使拉桿的a7端面緊貼墊板的a14端面。外圓臺階a11高度為5～8mm，總厚度為12～20mm。

拉桿材料選用40cr鋼制作，整體硬度為hrc28～32，表面進(jìn)行鍍鋅處理。外螺紋a4與無扁尾刀柄的內(nèi)螺紋a1進(jìn)行配對設(shè)計，外螺紋a4的長度為50～80mm，外圓a5為外螺紋a4的大徑，外螺紋a4的前端設(shè)計倒向錐a3，錐度為15°～35°，六角頭a6的六角尺寸和厚度根據(jù)外螺紋a4相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t5780確定，端面a7按it9級控制其與外圓a5的垂直度，拉桿總長按主軸長度、六角頭a6厚度、倒向錐a3長度進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計，保證外螺紋a4擰入無扁尾刀柄的內(nèi)螺紋a1的長度為20～30mm。

導(dǎo)向塊材料選用聚四氟乙烯sfb-2制作，厚度為3～5mm。外圓a8小于主軸尾端內(nèi)孔1～2mm，內(nèi)孔大于拉桿6的外圓a5約0.2～0.5mm。

螺母根據(jù)拉桿的外螺紋a4按gb/t6172.1選用。

有扁尾刀柄材料選用不銹鋼制作，整體硬度為hrc48～52。其上刀柄錐度a0、臺階d1、扁尾c1、腰形槽左右兩端圓弧c2、c3和槽寬的結(jié)構(gòu)形式及大小均按使用機床的要求進(jìn)行設(shè)計，并統(tǒng)一考慮可在其它類型機床上兼用的通用性設(shè)計。其中，圓弧c2低于主軸前端腰形槽的后端圓弧2～3mm，圓弧c3高于主軸端腰形槽的前端圓弧2～3mm。外圓b10比擬加工孔徑小3～5mm。4個槽均用釬焊固定耐磨支撐塊，即槽底b14與耐磨支撐塊2的底面h13貼合、槽側(cè)面b15一周與耐磨支撐塊的外形h11一周貼合進(jìn)行釬焊。焊后精磨耐磨支撐塊的支撐外徑，使其尺寸較所需加工孔徑的中間尺寸小0.003～0.005mm。同時，修磨去除耐磨支撐塊的導(dǎo)棱h15、圓弧錐面h14的余量，并保證其一致性。其上孔b11、b12及可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭的安裝尺寸b13(含安裝結(jié)構(gòu)形式、尺寸和形位公差等)按選用產(chǎn)品的公司提供的對應(yīng)示圖進(jìn)行設(shè)計。

支撐板材料選用45鋼制作，整體硬度為hrc28～32，表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。斜面c14角度為6°～8°，整體長度約比機床主軸外徑大1～2mm，厚度c15比機床主軸槽寬小1～2mm，圓弧c16比機床主軸槽前端圓弧槽的前端半徑小0.2～0.5mm，槽c17的寬度比有扁尾刀柄左端圓弧c3處直徑大2～3mm，槽c17的深度為4～6mm。

鎖板材料選用40cr鋼制作，整體硬度為hrc35～38，表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。斜面c13角度為與支撐板的斜面c14保持一致，整體長度約比機床主軸外徑大8～10mm，厚度c12與支撐板的厚度c15保持一致，圓弧c11比機床主軸槽前端圓弧槽的后端圓弧半徑小0.2～0.5mm。斜面c13的小端與支撐板斜面c14的大端齊平時，配合后的高度比機床前端腰形槽小2～3mm，且基本尺寸與有扁尾刀柄的圓弧c2低于主軸前端腰形槽的后端圓弧的值保持一致，差值不大于0.1mm。

無扁尾精密鏜削刀具的使用方法如下：

無扁尾刀具結(jié)構(gòu)形式由兩個機構(gòu)所構(gòu)成，一個是刀具切削機構(gòu)，另一部分是刀具拉緊機構(gòu)。刀具切削機構(gòu)由無扁尾刀柄、耐磨支撐塊、可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭、刀片等四部分組成，刀具拉緊機構(gòu)由墊板、拉桿、導(dǎo)向塊、螺母等四部分組成。

本刀具主要應(yīng)用于如立式銑床、臥式銑床、坐標(biāo)銑床、立式鏜床、臥式鏜床、坐標(biāo)鏜床、臥式車床等主軸上具無扁尾刀具安裝結(jié)構(gòu)的設(shè)備。

刀具切削機構(gòu)的安裝：將可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭裝在無扁尾刀柄(含耐磨支撐塊)上，再裝上刀片，即組成了刀具切削機構(gòu)。

刀具拉緊機構(gòu)的安裝：將墊板裝入拉桿中，使墊板的面a14面對拉桿的臺階面a7，再將1顆螺母擰至適當(dāng)位置，將導(dǎo)向塊裝入拉桿后，用另1顆螺母擰入并壓緊導(dǎo)向塊，確保拉桿的外螺紋a4擰入無扁尾刀柄的內(nèi)螺紋a1的長度為20～30mm，且不與主軸其它結(jié)構(gòu)發(fā)生任何干涉。

應(yīng)用時，將刀具切削機構(gòu)裝入機床主軸前端錐孔中，再將刀具拉緊機構(gòu)從主軸尾端裝入，擰緊拉桿，從而拉緊刀具切削機構(gòu)。調(diào)整可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭上的微調(diào)機構(gòu)，使刀尖旋轉(zhuǎn)直徑小于耐磨支撐塊的旋轉(zhuǎn)直徑(即導(dǎo)棱h15的外接圓直徑)。用千分表校正導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔，使其與機床主軸的同軸度小于0.003mm。將刀具切削機構(gòu)導(dǎo)入工件導(dǎo)向座的導(dǎo)向孔中，讓耐磨支撐塊與導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔有效接觸且刀片的刀尖不能碰到工件。再用千分表校刀片的刀尖，使表的讀數(shù)比耐磨支撐塊上的讀數(shù)大0.003～0.005mm，鎖緊可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3上的微調(diào)機構(gòu)。

有扁尾精密鏜削刀具的使用方法如下：

有扁尾刀具結(jié)構(gòu)形式由兩個機構(gòu)所構(gòu)成，一個是刀具切削機構(gòu)，另一部分是刀具鎖緊機構(gòu)。刀具切削機構(gòu)由有扁尾刀柄、耐磨支撐塊、可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭、刀片等四部分組成，刀具鎖緊機構(gòu)由支撐板、鎖板等兩部分組成。

本刀具主要應(yīng)用于如鉗床、臥式鏜床、立式車床等主軸或刀塔上具有有扁尾刀具安裝結(jié)構(gòu)的設(shè)備。

刀具切削機構(gòu)的安裝：將可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭裝在有扁尾刀柄(含耐磨支撐塊)上，再裝上刀片，即組成了刀具切削機構(gòu)。

應(yīng)用時，將刀具切削機構(gòu)裝入機床主軸前端錐孔中，再將支撐板從機床主軸前端腰形槽的前端，再用鎖板從機床主軸前端腰形槽的后端鎖住刀具切削機構(gòu)，且錘子敲擊鎖板的大端，使其鎖緊刀具切削機構(gòu)。調(diào)整可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭上的微調(diào)機構(gòu)，使刀尖旋轉(zhuǎn)直徑小于耐磨支撐塊的旋轉(zhuǎn)直徑(即導(dǎo)棱h15的外接圓直徑)。用千分表校正導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔，使其與機床主軸的同軸度小于0.003mm。將刀具切削機構(gòu)導(dǎo)入工件導(dǎo)向座的導(dǎo)向孔中，讓耐磨支撐塊2與導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔有效接觸且刀片的刀尖不能碰到工件。再用千分表校刀片的刀尖，使表的讀數(shù)比耐磨支撐塊上的讀數(shù)大0.003～0.005mm，鎖緊可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭上的微調(diào)機構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過利用具有支撐塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和剛性更強的深孔可轉(zhuǎn)位復(fù)合精密鏜削刀具，提高了刀具的剛性，降低了刀具的撓性，加工的線速度也可大大提高；提高這類諸如普通車床、銑床、鏜床、鉗床等的加工范圍和能力，并能極大提高設(shè)備加工長徑比大于8倍高精度孔的精度；本發(fā)明可解決現(xiàn)有技術(shù)的使用刀具加工效率低、加工成本高的技術(shù)問題；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，使用方便。

附圖說明

圖1、圖2和圖3是無扁尾刀柄的示意圖(用于通孔)；

圖4和圖5是耐磨支撐塊的示意圖；

圖6是墊板的示意圖；

圖7是拉桿的示意圖；

圖8是導(dǎo)向塊的示意圖；

圖9、圖10和圖11是無扁尾通孔精密鏜削刀具切削機構(gòu)的示意圖；

圖12是無扁尾通孔精密鏜削刀具拉緊機構(gòu)的示意圖；

圖13是無扁尾通孔精密鏜削刀具安裝在機床主軸上的示意圖；

圖14、圖15和圖16是有扁尾刀柄的示意圖(用于通孔)；

圖17和圖18是支撐板的示意圖；

圖19和圖20是鎖板的示意圖；

圖21、圖22和圖23是有扁尾通孔精密鏜削刀具切削機構(gòu)的示意圖；

圖24是有扁尾通孔精密鏜削刀具鎖緊機構(gòu)的示意圖；

圖25是有扁尾通孔精密鏜削刀具安裝在機床主軸上的示意圖；

圖26為工件導(dǎo)向座示意圖；

圖27為圖26的俯視圖；

圖28、圖29和圖30為無扁尾刀柄的示意圖(用于盲孔)；

圖31、圖32和圖33為無扁尾盲孔精密鏜削刀具切削機構(gòu)的示意圖；

圖34、圖35和圖36為有扁尾刀柄的示意圖(用于盲孔)；

圖37、圖38和圖39為有扁尾盲孔精密鏜削刀具切削機構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例：以下將結(jié)合圖1～圖39進(jìn)行說明。

一、設(shè)計帶導(dǎo)條的超深孔可轉(zhuǎn)位復(fù)合精密鏜削刀具裝置：

帶導(dǎo)條的超深孔精密鏜削刀具有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是無扁尾結(jié)構(gòu)形式，另一種是有扁結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)用于盲孔時，可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3的軸線與刀柄的軸線有一銳角夾角，當(dāng)用于通孔時，可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3的軸線與刀柄的軸線垂直。

無扁尾刀具結(jié)構(gòu)形式由兩個機構(gòu)所構(gòu)成，一個是刀具切削機構(gòu)，另一部分是刀具拉緊機構(gòu)。刀具切削機構(gòu)由無扁尾刀柄1、耐磨支撐塊2、可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3、刀片4等四部分組成，刀具拉緊機構(gòu)由墊板5、拉桿6、導(dǎo)向塊7、螺母8等四部分組成。

有扁尾刀具結(jié)構(gòu)形式由兩個機構(gòu)所構(gòu)成，一個是刀具切削機構(gòu)，另一部分是刀具鎖緊機構(gòu)。刀具切削機構(gòu)由有扁尾刀柄9、耐磨支撐塊2、可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3、刀片4等四部分組成，刀具鎖緊機構(gòu)由支撐板10、鎖板11等兩部分組成。

刀具的各部分的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的加工要求如下：

1、無扁尾刀柄1材料選用不銹鋼制作，整體硬度為hrc48～52。其上刀柄錐度a0、臺階d1、螺紋孔a1、底孔a2及螺紋孔a1的孔口結(jié)構(gòu)形式及大小均按使用機床的要求進(jìn)行設(shè)計，并統(tǒng)一考慮可在其它類型機床上兼用的通用性設(shè)計。外圓b10比擬加工孔徑小3～5mm。4個槽均用釬焊固定耐磨支撐塊2，即槽底b14與耐磨支撐塊2的底面h13貼合、槽側(cè)面b15一周與耐磨支撐塊2的外形h11一周貼合進(jìn)行釬焊。焊后精磨耐磨支撐塊2的支撐外徑，使其尺寸較所需加工孔徑的中間尺寸小0.003～0.005mm。同時，修磨去除耐磨支撐塊2的導(dǎo)棱h15、圓弧錐面h14的余量，并保證其一致性。其上孔b11、b12及可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3的安裝尺寸b13(含安裝結(jié)構(gòu)形式、尺寸和形位公差等)按選用產(chǎn)品的公司提供的對應(yīng)示圖進(jìn)行設(shè)計。

2、耐磨支撐塊2選用yw系列超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料制作，與刀柄的腰形槽b15(如圖3所示)進(jìn)行配對設(shè)計，兩種零件間采用銀釬焊焊接，焊接位置為外形h11一周及底面h13，軸向?qū)驁A弧錐面h14及導(dǎo)棱h15均采用4條共同配作加工，導(dǎo)棱h15寬度尺寸按0.8～1.5mm設(shè)計，需加工的孔徑越小，則寬度尺寸取小值，反之，則取大值。圓弧錐面h14、導(dǎo)棱h15及總厚度均留0.2～0.3mm的精加工余量。

3、可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3包含精鏜單元、刀卡、安裝螺釘和其它安裝、調(diào)節(jié)用附件，均選用山特維克可樂滿公司的t-maxu對應(yīng)產(chǎn)品。

4、刀片4的結(jié)構(gòu)類型根據(jù)選用的刀卡進(jìn)行對應(yīng)選擇，刀片材質(zhì)按加工工件的材質(zhì)進(jìn)行對應(yīng)選用。

5、墊板5材料選用45鋼制作，整體硬度為hrc28～32，表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。外圓a10、a11的尺寸根據(jù)機床主軸相關(guān)尺寸進(jìn)行設(shè)計，a10小于主軸尾端外圓1～2mm，a11小于主軸尾端內(nèi)孔0.2～0.3mm；內(nèi)孔a12與拉桿6的外圓a5進(jìn)行配對設(shè)計，使a12大于a5約0.5～1mm。應(yīng)用時，外圓a11裝入主軸尾端內(nèi)孔內(nèi)，使臺階面a13緊靠主軸尾端端面，拉桿6的外圓a5通過墊板5的a12內(nèi)孔，擰緊螺紋時，使拉桿6的a7端面緊貼墊板5的a14端面。外圓臺階a11高度為5～8mm，總厚度為12～20mm。

6、拉桿6材料選用40cr鋼制作，整體硬度為hrc28～32，表面進(jìn)行鍍鋅處理。外螺紋a4與無扁尾刀柄1的內(nèi)螺紋a1進(jìn)行配對設(shè)計，外螺紋a4的長度為50～80mm，外圓a5為外螺紋a4的大徑，外螺紋a4的前端設(shè)計倒向錐a3，錐度為15°～35°，六角頭a6的六角尺寸和厚度根據(jù)外螺紋a4相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t5780確定，端面a7按it9級控制其與外圓a5的垂直度，拉桿6總長按主軸長度、六角頭a6厚度、倒向錐a3長度進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計，保證外螺紋a4擰入無扁尾刀柄1的內(nèi)螺紋a1的長度為20～30mm。

7、導(dǎo)向塊7材料選用聚四氟乙烯sfb-2制作，厚度為3～5mm。外圓a8小于主軸尾端內(nèi)孔1～2mm，內(nèi)孔大于拉桿6的外圓a5約0.2～0.5mm。

8、螺母8根據(jù)拉桿6的外螺紋a4按gb/t6172.1選用。

9、有扁尾刀柄9材料選用不銹鋼制作，整體硬度為hrc48～52。其上刀柄錐度a0、臺階d1、扁尾c1、腰形槽左右兩端圓弧c2、c3和槽寬的結(jié)構(gòu)形式及大小均按使用機床的要求進(jìn)行設(shè)計，并統(tǒng)一考慮可在其它類型機床上兼用的通用性設(shè)計。其中，圓弧c2低于主軸前端腰形槽的后端圓弧2～3mm，圓弧c3高于主軸端腰形槽的前端圓弧2～3mm。外圓b10比擬加工孔徑小3～5mm。4個槽均用釬焊固定耐磨支撐塊2，即槽底b14與耐磨支撐塊2的底面h13貼合、槽側(cè)面b15一周與耐磨支撐塊2的外形h11一周貼合進(jìn)行釬焊。焊后精磨耐磨支撐塊2的支撐外徑，使其尺寸較所需加工孔徑的中間尺寸小0.003～0.005mm。同時，修磨去除耐磨支撐塊2的導(dǎo)棱h15、圓弧錐面h14的余量，并保證其一致性。其上孔b11、b12及可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3的安裝尺寸b13(含安裝結(jié)構(gòu)形式、尺寸和形位公差等)按選用產(chǎn)品的公司提供的對應(yīng)示圖進(jìn)行設(shè)計。

10、支撐板10材料選用45鋼制作，整體硬度為hrc28～32，表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。斜面c14角度為6°～8°，整體長度約比機床主軸外徑大1～2mm，厚度c15比機床主軸槽寬小1～2mm，圓弧c16比機床主軸槽前端圓弧槽的前端半徑小0.2～0.5mm，槽c17的寬度比有扁尾刀柄9左端圓弧c3處直徑大2～3mm，槽c17的深度為4～6mm。

11、鎖板11材料選用40cr鋼制作，整體硬度為hrc35～38，表面進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理。斜面c13角度為與支撐板10的斜面c14保持一致，整體長度約比機床主軸外徑大8～10mm，厚度c12與支撐板10的厚度c15保持一致，圓弧c11比機床主軸槽前端圓弧槽的后端圓弧半徑小0.2～0.5mm。斜面c13的小端與支撐板10斜面c14的大端齊平時，配合后的高度比機床前端腰形槽小2～3mm，且基本尺寸與有扁尾刀柄9的圓弧c2低于主軸前端腰形槽的后端圓弧的值保持一致，差值不大于0.1mm。

二、帶導(dǎo)條的超深孔可轉(zhuǎn)位復(fù)合精密鏜削刀具的加工方法：

1、無扁尾刀柄1、有扁尾刀柄9基體材料不銹鋼制作，整體硬度為hrc48～52。各個設(shè)計特征(如外圓b10、刀柄錐面a0)都需在熱處理后采用精密數(shù)控車進(jìn)行加工并留相應(yīng)的單邊余量，再采用精密外圓磨床對刀柄錐面a0進(jìn)行配磨，保證刀柄錐面a0在機床主軸中被拉緊或鎖緊后的配合度達(dá)到80％以上，并磨外圓b10至尺寸要求。采用五軸加工中心先加工槽b15、孔b11、孔b12及可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3的安裝尺寸b13。

2、將耐磨支撐塊2包上片狀銀釬焊料后裝入無扁尾刀柄1、有扁尾刀柄9刀桿基體的b15槽中進(jìn)行真空釬焊成為組合刀桿，再對組合刀桿精加工。無扁尾刀柄1、有扁尾刀柄9的各個設(shè)計特征都需在熱處理后采用數(shù)控車進(jìn)行加工，留單邊余量0.08～0.10mm。釬焊后采用數(shù)控萬能工具磨精加工外圓b10、起支承作用的外圓(即導(dǎo)棱h15兩側(cè)的圓弧面)、導(dǎo)棱h15及軸向?qū)驁A弧錐面h14。

3、帶導(dǎo)條的超深孔可轉(zhuǎn)位無扁尾精密鏜削刀具裝配好后，將刀具切削機構(gòu)裝入機床主軸前端錐孔中，再將刀具拉緊機構(gòu)從主軸尾端裝入，擰緊拉桿6，從而拉緊刀具切削機構(gòu)。調(diào)整可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3上的微調(diào)機構(gòu)，使刀尖旋轉(zhuǎn)直徑小于耐磨支撐塊2的旋轉(zhuǎn)直徑。用千分表校正導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔，使其與機床主軸的同軸度小于0.003mm。將刀具切削機構(gòu)導(dǎo)入工件導(dǎo)向座的導(dǎo)向孔中，讓耐磨支撐塊2與導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔有效接觸且刀片4的刀尖不能碰到工件。再用千分表校刀片4的刀尖，使表的讀數(shù)比耐磨支撐塊2上的讀數(shù)大0.003～0.005mm，鎖緊可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3上的微調(diào)機構(gòu)。

4、帶導(dǎo)條的超深孔可轉(zhuǎn)位有扁尾精密鏜削刀具裝配好后，將刀具切削機構(gòu)裝入機床主軸前端錐孔中，再將支撐板10從機床主軸前端腰形槽的前端，再用鎖板11從機床主軸前端腰形槽的后端鎖住刀具切削機構(gòu)，且錘子敲擊鎖板11的大端，使其鎖緊刀具切削機構(gòu)。調(diào)整可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3上的微調(diào)機構(gòu)，使刀尖旋轉(zhuǎn)直徑小于耐磨支撐塊2的旋轉(zhuǎn)直徑。用千分表校正導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔，使其與機床主軸的同軸度小于0.003mm。將刀具切削機構(gòu)導(dǎo)入工件導(dǎo)向座的導(dǎo)向孔中，讓耐磨支撐塊2與導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔有效接觸且刀片4的刀尖不能碰到工件。再用千分表校刀片4的刀尖，使表的讀數(shù)比耐磨支撐塊2上的讀數(shù)大0.003～0.005mm，鎖緊可轉(zhuǎn)位微調(diào)精鏜頭3上的微調(diào)機構(gòu)。

如圖26和27所示，工件導(dǎo)向座用ht300制作。工件導(dǎo)向座與工件安裝工裝一起設(shè)計，將工件導(dǎo)向座分別用3顆gb/t5780六角頭螺栓和gb/t859輕型彈簧墊圈直接固定在工件安裝工裝的工件安裝面上，使導(dǎo)向孔孔中心線高度z1與工件孔中心線高度的誤差在0.05mm以內(nèi)。同時，當(dāng)設(shè)計在車床上使用，需根據(jù)主軸的中心高和工件安裝工裝的厚度來設(shè)計尺寸z1。導(dǎo)向孔厚度取值20～30，孔徑越小，則取小值，孔徑越大，則取大值。導(dǎo)向孔端面離工件加工孔端面距離為8～20mm，當(dāng)孔加工中切屑全部從孔口排出時，取大值，否則，盡可能取小值。

實施方法：工件導(dǎo)向座的導(dǎo)向孔在零件設(shè)計時，留加工余量0.5～0.8mm作總裝后用五軸加工中心進(jìn)行找正后精加工。若設(shè)計的是車床使用的工裝，則需在工裝使用機床上進(jìn)行粗鏜、精鏜、精鉸、研拋加工，保證導(dǎo)向孔尺寸比耐磨支撐塊2的旋徑大0.002～0.005mm。

三、帶導(dǎo)條的超深孔可轉(zhuǎn)位復(fù)合精密鏜削刀具的使用方法

深孔可轉(zhuǎn)位復(fù)合精密鏜削刀具的使用方法：在對長徑比大于8倍的高精度通孔或盲孔進(jìn)行加工時，先用鉆削刀具對孔進(jìn)行鉆削加工或擴孔加工，孔徑留雙邊余量1.5～2mm，再用深孔可轉(zhuǎn)位擴孔鉆進(jìn)行加工，孔徑留雙邊余量0.5～0.8mm,再用可轉(zhuǎn)位深孔粗鏜刀進(jìn)行加工，孔徑留雙邊余量0.2～0.3mm，最后用帶導(dǎo)條的超深孔可轉(zhuǎn)位復(fù)合精密鏜削刀具進(jìn)行加工。若機床主軸為立式結(jié)構(gòu),則可不間斷地將該孔鏜通；若機床主軸為臥式結(jié)構(gòu),則每次加工深度為0.5～0.8倍孔徑時，則刀具退出并清除干凈切削，直至將該孔鏜通。退刀時轉(zhuǎn)速不變，退刀速度按切削進(jìn)給速度的1.5～2倍退出加工的孔。