针对空间微型半盲倒锥孔加工难点，通过改善加工刀具、优化加工办法，处理了半盲倒锥孔加工进程二次接刀痕和加工精度低的问题。
空间微型半盲倒锥孔广泛用于各类旋转副的规划中，具有限位精准、旋转传动灵敏的长处。半盲倒锥孔是指相对于刀具进给方向，锥孔外侧孔径小于内侧孔径，且具有必定视点的孔，机床切削无法完成锥形铣刀主动进刀和退刀，一般机械加工刀具无法满意加工要求，加工进程中对操作人员技能水平和加工经历要求高，一起产品尺度精度及内孔外表粗糙度要求高，使得加工进程难度加大，出产功率较低，因而此类问题亟待处理[1]。
某产品长轴如图1所示，其外形为细长空心杆，加工进程因零件尺度公役规模小、装夹办法和基准的不正确挑选使圆周均布的3个锥形孔反转精度得不到确保。倒锥孔设置于细长杆管壁上，沿圆周方向均布3个，与锥孔合作的钢球包容量仅0.1mm，只要挑选恰当的装夹办法，才干确保同轴度0.03mm的要求。该倒锥孔递上窄下宽的办法，锥孔段视点为13°，长度为（2.5±0.05）mm，口径为5.9mm，直孔段孔径为6.5mm，因而为半盲加工，锥孔内壁外表粗糙度值要求为Ra=1.6μm。加工完成后，需一起将3件6mm钢球从管壁内侧放入锥孔内，若钢球一端在口径φ5.9mm处不掉出，且钢球在管壁内侧漏出的部分不影响长轴内孔装置的心轴往复移动，即为合格。
该锥孔口径小、内径大的特殊性，使加工难度增大。别的倒锥孔加工完成后因存在接刀痕，致使产品一致性差，出产功率低，产品合格率缺乏50%；加工进程占用五轴数控机床，加工成本高。
为满意尺度加工精度，传统加工办法挑选高精度五轴精细加工中心，运用自定心卡盘台阶式爪片装夹零件底端，装夹厚度5mm，如图2所示。加工时运用两把磨削铣刀进行锥孔复合加工，首要运用φ5mm钻头预钻底孔，手艺刃磨出高速钢锥孔铣刀和高速钢T形铣刀，然后用锥孔铣刀加工锥孔上端φ5.9mm，长度为（2.5±0.05）mm，再用φ5.5mmT形铣刀进行锥孔下端φ6.5mm加工，通过两把磨削铣刀刀具半径补偿的改变来确保相应尺度。
因为零件底端与内孔、外圆不是一次加工成形，所以无法满意零件同轴度0.03mm的要求。别的该装夹办法装夹长度较短，间隔加工方位远，零件伸出长度过长，加工时“发颤”现象严峻，加重了刀具反常磨损，导致加工方位反转精度无法确保。
因为两把刀复合加工，加工完成后锥孔会呈现显着接刀痕，不契合Ra=1.6μm的外表粗糙度要求，影响产品质量。一起该计划需求技能人员有较高的磨削刀具技能和加工经历，若磨削差错大，不只会对刀具运用形成糟蹋，添加加工成本，并且出产功率低，极易形成产品作废[2]。
通过现状剖析，改善计划：选用立式四轴加工中心，以内孔为基准，选用“一夹一顶”办法进行装夹，如图3所示。“一夹一顶”装夹办法进步了细长杆零件的支撑刚性，且基准挑选合理，这样既能够确保零件的同轴度和反转精度，又可使零件前后轴向圆跳动公役得到有用操控。
改善计划选用四轴加工中心，选用“一夹一顶”办法以内孔为基准进行装夹，先用φ5mm钻头预钻底孔，然后运用硬质合金锥度铣刀和硬质合金T形切槽刀进行粗加工。精加工进程若按传统计划加工，仍然存在接刀痕问题，因而需从头规划加工计划，确保锥孔一次成形。
为处理这一加工难题，对半盲倒锥孔的可加工性进行剖析，依据该半盲倒锥孔的加工要素规划出契合该倒锥孔一次加工成形的倒锥铣刀，处理了一般切削刀具无法加工的瓶颈问题。
为处理传统倒锥孔加工接刀痕问题，进步加工功率，确保产品质量，依据倒锥孔实践的加工要求，通过缩小孔样份额，计算出适用于该倒锥孔加工的锥度铣刀直径[3，4]。
该倒锥孔锥度铣刀为锥孔的纵截面（外宽内窄的等腰梯形）结构，依据倒锥孔截面形状等比缩小，刃部由直线段及锥段组成，以便刀具顺利伸入预钻底孔，依托锥段加工倒锥孔一次成形。特别需求留意的是在满意倒锥孔成形加工的前提下，该倒锥孔锥度铣刀直径应尽量较大，但需小于预钻孔直径，这样能够进步刀具切削刚性，然后更好地确保零件的外表粗糙度。加工前运用对刀仪进行刀具半径补偿和刀具长度补偿，编程时倒锥孔加工刀具Z向切削深度为上端直径铣刀长度加锥孔锥度部分的深度，切削时依据对刀仪实践半径进行半径补偿。
专用铣刀规划款式如图4所示，与惯例铣刀结构相同，分为刃部、颈部和柄部三部分。
该铣刀首要尺度如图5所示，刀具直径为5mm，刃长分为直线mm，根部规划有R0.2mm圆角，防止运用时应力会集；柄部长度为30mm，柄部直径为6mm，锐边倒钝为C0.5mm。
（1）检测办法倒锥孔加工完成后，需运用专用工装进行检测，该锥孔检测工装由工装心轴、工装套筒及6mm钢球组成，检测工装如图6所示。
1）受检长轴运用清洗剂清洗吹干后，将3个钢球从长轴内侧放入长轴锥孔内，逐个查看3处锥孔，钢球不能从锥孔坠落。
2）受检长轴、3个钢球和工装心轴按图7a所示安装，查看心轴大径段在长轴内孔中滑动是否顺利、无卡滞。
3）受检长轴、3个钢球、工装心轴及工装套筒按图7b所示安装，查看工装套筒在长轴外表滑动是否顺利、无卡滞。
（2）检测效果运用本文所述的专用铣刀后，随机抽取所加工的30件长轴进行锥孔检测，检测效果悉数合格，详细数据见表1。
通过对以上加工计划、刀具、切削参数及加工程序的优化和改善，加工产品的合格率由缺乏50%提升到100%，加工功率进步了3倍，零件尺度精度、几许公役及外表粗糙度均契合图样要求。以四轴加工中心代替五轴加工中心，缓解了关键设备占用时刻过长的问题，一起此效果也能够在其他产品锥孔加工中推行运用。
本文所述计划完成了微型半盲倒锥孔的一次性成形加工，突破了一般加工办法需二次换刀的加工技能瓶颈。通过实践出产的查验，该计划提升了产品的加工质量。此计划不限于上述事例，还能够在不脱离本计划主旨的前提下作出各种改变，推行到各类倒锥孔的加工计划中。
[1] 艾冬梅，贾志新. 小孔加工技能发展现状[J]. 机械工程师，2000（1）：8-10.
[2] 王平嶂．机械制造工艺与刀具[M]．北京：清华大学出版社，2005.
[4] 胡齐兵，赵晓梅. 小孔径大深度长锥孔的刀具规划[J].重型机械科技，2000（2）：15-20.
本文发表于《金属加工（冷加工）》2022年第9期第57~59、62页，作者：山西航天清华配备有限责任公司王联融、屈旭琪、吴宏宝、郭娜，原标题：《空间微型半盲倒锥孔高效加工技能》。