本發(fā)明涉及深孔鉆用鉆桿以及方法，具體來說屬于一種組合式深孔鉆桿機構(gòu)以及深孔鉆方法。

背景技術(shù)：

在深孔鉆進行中，切屑的排出一直是個難題，過多的切削堆積會導(dǎo)致孔加工質(zhì)量變差，嚴重時會導(dǎo)致堵鉆卡死現(xiàn)象，發(fā)生折斷。同時碎屑不及時排出，還會對內(nèi)孔造成二次研磨，使得孔加工直線度和已加工表面的粗糙度和光澤度變差。一般的解決方案是通過工藝參數(shù)改進和增大油壓來改善，但是實際效果不好。特別是對一些難加工材料加工質(zhì)量較差，同時嚴重的影響鉆孔效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)中深孔鉆排屑效率低的技術(shù)問題，提供一種組合式深孔鉆桿機構(gòu)以及深孔鉆方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種組合式深孔鉆桿機構(gòu)，包括鉆桿、用于裝夾鉆桿的鉆桿卡盤以及機架；鉆桿卡盤固定于機架上，在所述鉆桿上加工有截面為扇形的排屑槽，在所述鉆桿對應(yīng)排屑槽的位置還設(shè)置有輔助鉆桿，所述輔助鉆桿包括內(nèi)孔磨削機構(gòu)、排屑機構(gòu)以及輔助鉆桿驅(qū)動機構(gòu)；

在所述鉆桿排屑槽的軸向一端對應(yīng)鉆桿的刃口位置連接有一個旋轉(zhuǎn)座a，在鉆桿的軸向另一端設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)座b，所述輔助鉆桿包括一個旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸的一端與旋轉(zhuǎn)座a之間轉(zhuǎn)動連接，旋轉(zhuǎn)軸的另一端與旋轉(zhuǎn)座b轉(zhuǎn)動連接；所述內(nèi)孔磨削機構(gòu)包括設(shè)置于輔助鉆桿上的滾刀和螺旋刮刀，其中滾刀固定于旋轉(zhuǎn)軸對應(yīng)鉆桿的刃口位置，螺旋刮刀固定于滾刀后部；滾刀表面設(shè)置有若干條形的切削凸起，切削凸起的軸線與滾刀的軸線傾斜設(shè)置；所述螺旋刮刀為剛性螺旋結(jié)構(gòu)，在螺旋刮刀的外緣上設(shè)置有刃口；所述排屑機構(gòu)位于螺旋刮刀的尾部，排屑機構(gòu)包括一個螺旋結(jié)構(gòu)連續(xù)狀的彈簧片，彈簧片同軸固定于旋轉(zhuǎn)軸上；其中旋轉(zhuǎn)軸的軸心相對鉆桿軸心的距離為l，旋轉(zhuǎn)軸中切削凸起的半徑為r1，螺旋刮刀刃口的半徑為r2，鉆桿的半徑為d，其中(l+r1-d)/d值為10‰到1％；(l+r2-d)/d值為1％到5％；

所述輔助鉆桿驅(qū)動機構(gòu)包括一個同軸固定于旋轉(zhuǎn)軸上的摩擦環(huán)以及一個固定于機架上用于驅(qū)動摩擦環(huán)轉(zhuǎn)動的傳動機構(gòu)，摩擦環(huán)的固定位置位于排屑機構(gòu)的尾部，摩擦環(huán)與排屑機構(gòu)的尾部之間設(shè)置有一段排屑空隙；所述傳動機構(gòu)包括一個固定于機架上的旋轉(zhuǎn)座，在旋轉(zhuǎn)座的中部設(shè)置有一個轉(zhuǎn)動連接孔，在所述轉(zhuǎn)動連接孔內(nèi)壁同軸轉(zhuǎn)動連接有一個驅(qū)動環(huán)，在驅(qū)動環(huán)的內(nèi)壁設(shè)置有用于與摩擦環(huán)摩擦連接的摩擦內(nèi)壁，在驅(qū)動環(huán)的外圍環(huán)形設(shè)置有驅(qū)動齒輪；驅(qū)動齒輪連接到傳動機構(gòu)上，通過傳動機構(gòu)的驅(qū)動齒輪的驅(qū)動實現(xiàn)驅(qū)動環(huán)的轉(zhuǎn)動。

作為本發(fā)明的進一步創(chuàng)新，所述傳動機構(gòu)包括一個驅(qū)動軸，在驅(qū)動軸上設(shè)置有用于與驅(qū)動齒輪嚙合的驅(qū)動輪盤，驅(qū)動軸與驅(qū)動電機傳動連接。

作為本發(fā)明的進一步創(chuàng)新，在所述驅(qū)動軸上還設(shè)置有一個鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪，在所述驅(qū)動軸上通過花鍵滑動連接有一個滑套，鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動連接與滑套外壁上，在所述驅(qū)動齒輪的側(cè)面上設(shè)置有連接齒a，在所述驅(qū)動軸上固定連接有一個驅(qū)動盤，在所述驅(qū)動盤上設(shè)置有連接齒b，連接齒a與連接齒b之間牙嵌配合；在所述驅(qū)動軸上還轉(zhuǎn)動連接有一個推止盤，推止盤與驅(qū)動盤之間通過舒張彈簧彈性連接；在所述鉆桿卡盤中部同軸設(shè)置有與所述鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪嚙合的齒輪環(huán)；在所述鉆桿卡盤尾部還設(shè)置有一個鉆桿卡盤鎖止齒輪環(huán)，在機架固定有用于與所述鉆桿卡盤鎖止齒輪環(huán)嚙合的固定齒輪。

作為本發(fā)明的進一步創(chuàng)新，在所述驅(qū)動盤上陣列設(shè)置有若干滑動孔，在所述推止盤上陣列設(shè)置有若干與滑動孔配合的滑動桿，所述舒張彈簧位于滑動桿端部與滑動孔端部之間。

作為本發(fā)明的進一步創(chuàng)新，在鉆桿背向刃口一側(cè)的尾部設(shè)置有一個連接套，連接套通過螺釘固定于鉆桿的尾部，旋轉(zhuǎn)座b包括一個設(shè)置于連接套上的圓管狀的凸起，旋轉(zhuǎn)軸的尾部套接到前述的圓管狀的凸起上；旋轉(zhuǎn)座a包括一個半封閉的旋轉(zhuǎn)孔,旋轉(zhuǎn)軸的頭部插入到前述的旋轉(zhuǎn)孔中。

作為本發(fā)明的進一步創(chuàng)新，所述旋轉(zhuǎn)座a為銅質(zhì)，焊接與排屑槽的底部。

一種組合式深孔鉆桿機構(gòu)的深孔鉆方法，依次包括預(yù)鉆孔步驟、裝料步驟、深孔鉆步驟、深孔內(nèi)壁研磨步驟、去毛刺步驟、排屑步驟和差速排屑步驟；其中鉆孔步驟為在待鉆孔物料上鉆出引導(dǎo)孔，引導(dǎo)孔的半徑應(yīng)該為鉆桿半徑d的105%到101%；裝料步驟為待鉆孔物料裝夾上到旋轉(zhuǎn)卡盤上，同時將鉆桿裝夾到鉆桿卡盤上，同時使得輔助鉆桿的摩擦環(huán)與驅(qū)動環(huán)的摩擦內(nèi)壁接觸，此時牙嵌配合處于放松狀態(tài)，同時鉆桿卡盤鎖止齒輪環(huán)與固定齒輪嚙合，鉆桿卡盤處于卡緊狀態(tài)，將物料的引導(dǎo)孔對刀至與鉆桿同軸；深孔鉆步驟為移動鉆桿卡盤，使得鉆桿通過引導(dǎo)孔推入到待鉆孔物料中，通過位于鉆桿端部的刃口實現(xiàn)對物料的切削，切削屑通過排屑槽排出；深孔內(nèi)壁研磨步驟為輔助鉆桿通過驅(qū)動環(huán)的驅(qū)動實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，位于輔助鉆桿上的滾刀與深孔內(nèi)壁接觸，通過滾刀上的切削凸起實現(xiàn)對深孔內(nèi)壁的二次銑削研磨，并將大塊碎屑研磨成細小的碎屑；去毛刺步驟為螺旋形的螺旋刮刀外緣緊貼于深孔內(nèi)壁，將貼服與深孔內(nèi)壁的毛刺以及碎屑刮除，并通過螺紋的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)碎屑的移動；排屑步驟為物料的碎屑通過螺旋狀的彈簧片從深孔內(nèi)壁刮除并通過深孔開口處排出；差速排屑步驟為移出固定齒輪，打開鎖止齒輪，并通過牙嵌配合的閉合，實現(xiàn)鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)動從而驅(qū)動位于鉆桿卡盤上的齒輪環(huán)的轉(zhuǎn)動，此時鉆桿進行慢速轉(zhuǎn)動，減慢鉆桿對待鉆孔物料的車削速率，降低鉆桿端部碎屑的產(chǎn)出，滾刀保持原速率對碎屑進行研磨，進行碎屑的排出。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過在現(xiàn)有鉆桿上額外的安裝一個組合結(jié)構(gòu)的輔助鉆桿，在鉆孔的同時，首先對內(nèi)孔的內(nèi)壁以及碎屑進行研磨，隨后將內(nèi)孔的毛刺以及黏附與內(nèi)孔的碎屑掛去，最后將碎屑排出；一次性完成對深孔內(nèi)壁的再加工和排屑，無需進行額外的退刀，提高了效率，降低了鉆桿卡死的幾率。

2、本結(jié)構(gòu)還加入了一個和輔助鉆桿傳動連接的鉆桿卡盤驅(qū)動機構(gòu)，在碎屑產(chǎn)出速率過高的時候，可以通過對鉆桿的旋轉(zhuǎn)，降低待鉆孔物料和鉆桿的相對速率，降低碎屑的產(chǎn)出速率，同時一定程度提高輔助鉆桿的研磨效率，提高碎屑的產(chǎn)出，進一步降低了鉆桿卡死的幾率。

3、鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪通過一個牙嵌離合機構(gòu)連接于輔助鉆桿的驅(qū)動齒輪上，可以快速的實現(xiàn)傳動的打開與閉合。

4、本結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)座通過焊接固定到鉆桿上，相比于螺釘連接降低了對鉆桿的加工度，提高了鉆桿的強度，此外如果輔助鉆桿發(fā)生卡死，也可以通過尾部的連接套的拆卸，方便的將輔助鉆桿取出。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明鉆桿和輔助鉆桿的組合示意圖；

圖2是鉆桿卡盤的示意圖；

圖3是輔助鉆桿驅(qū)動機構(gòu)的示意圖。

圖中：1、鉆桿；2、旋轉(zhuǎn)軸；3、旋轉(zhuǎn)座a；4、滾刀；5、螺旋刮刀；6、彈簧片；7、摩擦環(huán)；8、驅(qū)動環(huán)；9、旋轉(zhuǎn)座；10、驅(qū)動齒輪；11、連接套；12、旋轉(zhuǎn)座b；13、排屑槽；14、鉆桿卡盤；15、齒輪環(huán)；16、鉆桿卡盤鎖止齒輪環(huán)；17、驅(qū)動輪盤；18、鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪；19、推止盤；20、滑動桿；21、滑動孔；22、驅(qū)動盤；23、滑套。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示，本發(fā)明為一種組合式深孔鉆桿機構(gòu)，包括鉆桿、用于裝夾鉆桿的鉆桿卡盤以及機架；鉆桿卡盤固定于機架上，在所述鉆桿上加工有截面為扇形的排屑槽，在所述鉆桿對應(yīng)排屑槽的位置還設(shè)置有輔助鉆桿，所述輔助鉆桿包括內(nèi)孔磨削機構(gòu)、排屑機構(gòu)以及輔助鉆桿驅(qū)動機構(gòu)；

所述輔助鉆桿包括一個旋轉(zhuǎn)軸，在所述鉆桿排屑槽的軸向一端對應(yīng)鉆桿的刃口位置連接有一個旋轉(zhuǎn)座a，旋轉(zhuǎn)座a為銅質(zhì)分為底座和夾塊上下兩部分，底座焊接于排屑槽底部，夾塊通過螺釘固定到底座上，底座與夾塊之間設(shè)置有一個半封閉的旋轉(zhuǎn)孔，在旋轉(zhuǎn)孔內(nèi)壁設(shè)置有石墨軸承用于托舉旋轉(zhuǎn)軸，在鉆桿的軸向另一端設(shè)置有一個連接套，連接套通過螺釘固定于鉆桿的尾部，在連接套上的設(shè)置有旋轉(zhuǎn)座b，旋轉(zhuǎn)座b包括一個圓管狀的凸起，旋轉(zhuǎn)軸的尾部套接到前述的圓管狀的凸起上；

所述內(nèi)孔磨削機構(gòu)包括設(shè)置于輔助鉆桿上的滾刀和螺旋刮刀，其中滾刀固定于旋轉(zhuǎn)軸對應(yīng)鉆桿的刃口位置，螺旋刮刀固定于滾刀后部；滾刀表面設(shè)置有若干條形的切削凸起，切削凸起的軸線與滾刀的軸線傾斜設(shè)置；所述螺旋刮刀為剛性螺旋結(jié)構(gòu)，在螺旋刮刀的外緣上設(shè)置有刃口；所述排屑機構(gòu)位于螺旋刮刀的尾部，排屑機構(gòu)包括一個螺旋結(jié)構(gòu)連續(xù)狀的彈簧片，彈簧片同軸固定于旋轉(zhuǎn)軸上；其中旋轉(zhuǎn)軸的軸心相對鉆桿軸心的距離為l，旋轉(zhuǎn)軸中切削凸起的半徑為r1，螺旋刮刀刃口的半徑為r2，鉆桿的半徑為d，其中(l+r1-d)/d值為50‰；(l+r2-d)/d值為3％；

所述輔助鉆桿驅(qū)動機構(gòu)包括一個同軸固定于旋轉(zhuǎn)軸上的摩擦環(huán)以及一個固定于機架上用于驅(qū)動摩擦環(huán)轉(zhuǎn)動的傳動機構(gòu)，摩擦環(huán)的固定位置位于排屑機構(gòu)的尾部，摩擦環(huán)與排屑機構(gòu)的尾部之間設(shè)置有一段排屑空隙；所述傳動機構(gòu)包括一個固定于機架上的旋轉(zhuǎn)座，在旋轉(zhuǎn)座的中部設(shè)置有一個轉(zhuǎn)動連接孔，在所述轉(zhuǎn)動連接孔內(nèi)壁同軸轉(zhuǎn)動連接有一個驅(qū)動環(huán)，在驅(qū)動環(huán)的內(nèi)壁設(shè)置有用于與摩擦環(huán)摩擦連接的摩擦內(nèi)壁，在驅(qū)動環(huán)的外圍環(huán)形設(shè)置有驅(qū)動齒輪；驅(qū)動齒輪連接到傳動機構(gòu)上，通過傳動機構(gòu)的驅(qū)動齒輪的驅(qū)動實現(xiàn)驅(qū)動環(huán)的轉(zhuǎn)動；

如圖2和圖3所示，所述傳動機構(gòu)包括一個驅(qū)動軸，在驅(qū)動軸上設(shè)置有用于與驅(qū)動齒輪嚙合的驅(qū)動輪盤，驅(qū)動軸與驅(qū)動電機傳動連接；在所述驅(qū)動軸上還設(shè)置有一個鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪，在所述驅(qū)動軸上通過花鍵滑動連接有一個滑套，鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動連接與滑套外壁上，在所述驅(qū)動齒輪的側(cè)面上設(shè)置有連接齒a，在所述驅(qū)動軸上固定連接有一個驅(qū)動盤，在所述驅(qū)動盤上設(shè)置有連接齒b，連接齒a與連接齒b之間牙嵌配合；在所述驅(qū)動軸上還轉(zhuǎn)動連接有一個推止盤，在所述驅(qū)動盤上陣列設(shè)置有若干滑動孔，在所述推止盤上陣列設(shè)置有若干與滑動孔配合的滑動桿，滑動桿端部與滑動孔端部之間設(shè)置有舒張彈簧；在所述鉆桿卡盤中部同軸設(shè)置有與所述鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪嚙合的齒輪環(huán)；在所述鉆桿卡盤尾部還設(shè)置有一個鉆桿卡盤鎖止齒輪環(huán)，在機架固定有用于與所述鉆桿卡盤鎖止齒輪環(huán)嚙合的固定齒輪。

安裝時，先后將滾刀通過過盈配合固定到旋轉(zhuǎn)軸上，隨后將螺旋刮刀焊接于旋轉(zhuǎn)軸上，最后將彈簧片焊接到旋轉(zhuǎn)軸上，此外旋轉(zhuǎn)軸也可以采用分段模式，滾刀、彈簧片、螺旋刮刀分別位于不同段的旋轉(zhuǎn)軸上，之間通過法蘭連接；此外摩擦環(huán)通過一個與旋轉(zhuǎn)軸過盈配合的固定塊固定到旋轉(zhuǎn)軸上；將鉆桿安裝到鉆桿卡盤上，之后調(diào)整旋轉(zhuǎn)座位置，使得驅(qū)動環(huán)與摩擦環(huán)之間通過磨砂面實現(xiàn)摩擦配合，驅(qū)動環(huán)與旋轉(zhuǎn)座通過軸承轉(zhuǎn)動連接；

一種組合式深孔鉆桿機構(gòu)的深孔鉆方法，依次包括預(yù)鉆孔步驟、裝料步驟、深孔鉆步驟、深孔內(nèi)壁研磨步驟、去毛刺步驟、排屑步驟和差速排屑步驟；其中鉆孔步驟為在待鉆孔物料上鉆出引導(dǎo)孔，引導(dǎo)孔的半徑應(yīng)該為鉆桿半徑d的103%；裝料步驟為待鉆孔物料裝夾上到旋轉(zhuǎn)卡盤上，同時將鉆桿裝夾到鉆桿卡盤上，同時使得輔助鉆桿的摩擦環(huán)與驅(qū)動環(huán)的摩擦內(nèi)壁接觸，此時牙嵌配合處于放松狀態(tài)，同時鉆桿卡盤鎖止齒輪環(huán)與固定齒輪嚙合，鉆桿卡盤處于卡緊狀態(tài)，將物料的引導(dǎo)孔對刀至與鉆桿同軸；深孔鉆步驟為移動鉆桿卡盤，使得鉆桿通過引導(dǎo)孔推入到待鉆孔物料中，通過位于鉆桿端部的刃口實現(xiàn)對物料的切削，切削屑通過排屑槽排出；深孔內(nèi)壁研磨步驟為輔助鉆桿通過驅(qū)動環(huán)的驅(qū)動實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，位于輔助鉆桿上的滾刀與深孔內(nèi)壁接觸，通過滾刀上的切削凸起實現(xiàn)對深孔內(nèi)壁的二次銑削研磨，并將大塊碎屑研磨成細小的碎屑；去毛刺步驟為螺旋形的螺旋刮刀外緣緊貼于深孔內(nèi)壁，將貼服與深孔內(nèi)壁的毛刺以及碎屑刮除，并通過螺紋的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)碎屑的移動；排屑步驟為物料的碎屑通過螺旋狀的彈簧片從深孔內(nèi)壁刮除并通過深孔開口處排出；差速排屑步驟為移出固定齒輪，打開鎖止齒輪，并通過牙嵌配合的閉合，實現(xiàn)鉆桿卡盤驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)動從而驅(qū)動位于鉆桿卡盤上的齒輪環(huán)的轉(zhuǎn)動，此時鉆桿進行慢速轉(zhuǎn)動，減慢鉆桿對待鉆孔物料的車削速率，降低鉆桿端部碎屑的產(chǎn)出，滾刀保持原速率對碎屑進行研磨，進行碎屑的排出；排屑完成后，牙嵌配合打開，驅(qū)動盤與驅(qū)動齒輪之間打開，使得驅(qū)動盤重新回到空轉(zhuǎn)狀態(tài)。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。