具有检测功能的锥锪钻设计

■陕西柴油机重工有限公司 （兴平 713105）

郭显微

1. 锥锪钻介绍

内圆锥面（即圆锥孔）的加工难度大，因其存在检测、排屑及冷却等困难，最难确定的因素是刀头的进给量，它要靠工人的经验和反复调整才能完成，故质量稳定性较差，且加工效率很低。通常的办法是：用数控机床加工，锥面的检测采用锥度塞规涂色法来检测。由于现场生产设备不同且零件形状各异，用锥度塞规涂色法检测常常受到限制，如图1所示零件，在普通机床上对深孔零件的圆锥孔加工，目前采用锥度塞规涂色法来检测其锥角和尺寸精度是无法实现的。

图1 预加工零件

本设计主要提供一种集加工和检测于一体的装置——锥锪钻（见图2），不仅可加工零件的圆锥角，且加工完成后可同步进行检测圆锥孔的锥角、尺寸、形位公差及表面粗糙度值等。

2. 设计技术方案

本设计的整体构造：主要由刀杆1、定位销2、限位块3及刀头4组成。定位销2安装在刀杆1（刀杆1的刀柄部分为莫氏锥柄，采用45碳钢制成，配合可靠准确，装卸快速）上，与刀杆1过盈配合H7/s6，其中心线与刀杆中心线成90°，以防止定位销2飞出并保证零件加工定位准确；限位块3使用普通碳素钢，安装在刀杆1上，与刀杆1间隙配合H7/g6，可在刀杆1上自由滑动，起到了加工零件定位作用；刀头4固定在刀杆1右端，为高速钢或硬质合金与碳钢组成的焊接体，承担着锥锪钻的切削任务。

图 2

预加工深孔类零件的内圆锥面时，在普通机床上安装该锥锪钻，将刀柄装入车床，安装在机床的尾座孔内，而钻床是安装在主轴孔内。切削时当限位块3下端面碰到深孔底面时，限位块3即向主轴进给相反方向运动，限位块碰到定位销2时，限位块4停止运动，去除零件锥面加工余量的工作即相应停止。当上端面碰到定位销2时，定位销2和深孔底面共同限制了限位块3的运动，此时因为限位块4的作用，刀头不能继续向前进给，故唯一确定了锥孔最大开口直径d，也同步解决了该锥孔的加工和检测，从而达到了零件的内圆锥面角度和尺寸的设计要求。

图1是一个被加工零件的预加工零件图，设计图样要求保证内圆锥角α在0°～180°范围内均可、直径d±0.1m m以及直径d2±0.1mm，同时又对内圆锥面提出了较高的形位公差及表面质量要求。

要想保证设计要求，传统的加工方法是：需要订购数控机床所需的镗刀及设计工装，才可保证加工。况且内圆锥面的检测，通常是用设计锥度塞规来检测。但图1所示零件为深孔零件，无法用锥度塞规来检测。

3. 技术优点

本设计解决了内圆锥面难加工问题，同时也解决了检测问题。它与现有技术相比具有以下优点：

（1）结构简单，设计新颖。其在工作过程中巧妙的加入了挡块定位机构，使得工件在加工过程中实现自动定位和同步检测，减少了人为因素，使质量更稳定。

（2）体积小巧，重量轻，操作便捷。柄部采用常用的莫氏锥柄，配合可靠准确，操作便捷。整个操作过程中，工人只需双手即可进行装卸，无需繁杂的吊运和装卸。

（3）检测精度较高。可检测尺寸精度公差至0.2mm，特别适用于难以控制尺寸、无法检测的深孔零件内圆锥面的加工。

（4）制作简单，生产成本低，便于推广使用。刀柄与刀头使用不同的材料，刀体切削部分材料采用常用的高速钢或者硬质合金材质，淬火硬度60～64HRC；辅助部分采用45碳钢经调质处理即可实现，大大降低了成本，便于推广使用。