專利名稱：一種薄壁管件上螺紋孔加工工具及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械制造工藝及裝備的技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車零部件加工的技術(shù)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種薄壁管件上螺紋孔加工工具。另外，本發(fā)明還涉及薄壁管件上螺紋孔的加工方法。
背景技術(shù)：
目前，汽車儀表板橫梁主管(圓管或方管)是一薄壁管件，一般壁厚t在1.5 2mm左右。如本說明書附圖中的圖1所示，在管件2上安裝其它零件，采用自攻螺釘進(jìn)行固定，自攻螺釘一般規(guī)格為M4 M6。自攻螺釘所用的底孔，其直徑dl為Φ 3. 3mm Φ 5mm，其孔的厚度等于管子的壁厚 t，目前的加工方法是用螺旋麻花鉆頭，采用鉆削的方法進(jìn)行加工。即在管件上鉆出螺紋底孔，采用自攻螺釘攻制螺紋實(shí)現(xiàn)緊固。上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)是由于是薄壁管件，孔的厚度就是管件的壁厚，這樣自攻螺釘攻出的螺紋在2 3扣左右(一般螺距為0. 5 Imm)。由于擰入的牙扣少，車輛在行駛過程中，產(chǎn)生的震動，時常將自攻螺釘震松掉，致使汽車儀表臺產(chǎn)生異響，影響汽車的行駛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種薄壁管件上螺紋孔加工工具，其目的是增加自攻螺釘連接的螺紋長度，增強(qiáng)連接的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明所提供的薄壁管件上螺紋孔加工工具，所述的加工工具為加工所述的管件上的螺紋底孔的鉆孔刀具，所述的鉆孔刀具的后端為夾緊段，所述的鉆孔刀具的前端為一個錐體，所述的錐體之后為同軸線的、形狀為圓柱形的定型段，所述的定型段的直徑尺寸與所述的螺紋孔底孔直徑相同。所述的鉆孔刀具的材料為硬質(zhì)合金，或者為陶瓷刀具材料。所述的螺紋孔底孔直徑為3. 3mm 5mm。所述的錐體的錐度為30° 40°，所述的錐體的錐頂為直徑小于0.5mm的球頭。所述的夾緊段與定型段之間為直徑方向向外凸出的圓臺，所述的圓臺的兩端的臺階平面垂直于鉆孔刀具的軸線。所述的錐體的整個圓錐面上，按照其母線方向設(shè)有凸起的棱形。本發(fā)明還提供了以上所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具的加工方法，其發(fā)明目的與上述技術(shù)方案相同。該加工方法的技術(shù)方案是將所述的鉆孔刀具，通過夾緊段固定安裝在高速的鉆床主軸夾頭上；將所述的管件固定；啟動鉆床，通過鉆床對鉆孔刀具施加一定軸向壓力，使鉆孔刀具作用在管件的表面上；在鉆孔刀具高速旋轉(zhuǎn)及軸向壓力的作用下，鉆孔刀具與管件摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱使管件上與鉆孔刀具接觸的區(qū)域軟化；在鉆孔刀具一定壓力的擠壓下，軟化后的管件的管壁形成窩裝孔；隨著鉆孔刀具的下移，在管件的管壁上形成與鉆孔刀具定型段形狀一致的孔；直至鉆孔刀具上的臺階平面擠壓漲出管壁面的金屬，致使形成凸出管壁0. 8mm 1. 2mm的臺階平面，這時，加長壁厚、高度的螺紋底孔形成。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，用特制的無刃鉆孔刀具，在高速旋轉(zhuǎn)下，在管件表面上加壓，摩擦熱使加工區(qū)域軟化，使管壁上形成與無刃鉆孔刀具形狀一致的孔，即所需的螺紋底孔，該孔由于成型時的擠壓，使孔的厚度比管壁厚度要增厚，增加了螺紋底孔的長度。由于螺牙扣數(shù)增加，增加了自攻螺釘?shù)逆i緊力，增強(qiáng)了自攻螺釘?shù)倪B接可靠性。


下面對本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明圖1為本說明書背景技術(shù)部分所述的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中的鉆孔刀具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為在本發(fā)明的加工中，工件成形過程示意圖。圖中標(biāo)記為1、鉆孔刀具，2、管件，3、錐體，4、定型段，5、夾緊段，6、圓臺。
具體實(shí)施例方式下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖3所表達(dá)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，為一種薄壁管件上螺紋孔加工工具，所述的加工工具為加工所述的管件2上的螺紋底孔的鉆孔刀具1，所述的鉆孔刀具1的后端為夾緊段 5。為了解決在本說明書背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)增加自攻螺釘連接的螺紋長度，增強(qiáng)連接的可靠性的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如圖2和圖3所示，本發(fā)明所提供的薄壁管件上螺紋孔加工工具，所述的鉆孔刀具 1的前端為一個錐體3，所述的錐體3之后為同軸線的、形狀為圓柱形的定型段4，所述的定型段4的直徑尺寸與所述的螺紋孔底孔直徑相同。本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，增加螺紋底孔高度，增加自攻螺釘連接的螺紋長度，增強(qiáng)自攻螺釘?shù)倪B接可靠性。用一種特制的無刃鉆孔刀具(刀具的形狀為孔的形狀)，在高速旋轉(zhuǎn)下，在管子表面上加壓，摩擦熱使加工區(qū)域軟化，使管壁上形成與無刃鉆孔刀具形狀一致的孔，即是所需的螺紋底孔。該孔由于成型時的擠壓，使孔的厚度比管壁厚度要增厚，增加了螺紋底孔的長度。
圖2為用無刃的鉆孔刀具1制作的螺紋底孔，其直徑Φ(12為螺紋底孔直徑，其孔的厚度h值可達(dá)5mm，在自攻螺釘攻入后，能產(chǎn)生5 10扣左右的螺牙(一般螺距為 0. 5mm Imm)。由于螺牙扣數(shù)增加，增加了自攻螺釘?shù)逆i緊力，增強(qiáng)了自攻螺釘?shù)倪B接可靠性。所述的鉆孔刀具1的材料為硬質(zhì)合金，或者為陶瓷刀具材料。因?yàn)闊o刃鉆孔刀具完全靠與工件的摩擦、擠壓，必須具有極高的硬度、高溫下的強(qiáng)度、紅硬性，才能滿足加工要求。所述的螺紋孔底孔直徑為3. 3mm 5mm。所述的錐體3的錐度為30° 40°，所述的錐體3的錐頂為直徑小于0. 5mm的球頭。錐度過大，無法鉆出所需要的孔；錐度過小，導(dǎo)致無刃鉆孔刀具強(qiáng)度不足，無法進(jìn)行加工。所述的夾緊段5與定型段4之間為直徑方向向外凸出的圓臺6，所述的圓臺6的兩端的臺階平面垂直于鉆孔刀具1的軸線。圖3為本發(fā)明的無刃鉆孔刀具1，其直徑Φ d為螺紋底孔直徑(Φ(1 = Φ 3. 3mm Φ5πιπι)，h為鉆孔厚度(h = 5mm)。鉆頭用特殊材料制成，材料具有一定的高溫紅硬性、耐磨性；鉆頭的錐角在35度左右，錐角前端設(shè)置R0. 4的圓弧(R球頭)，鉆頭h處上端設(shè)置臺階平面，此平面是成形擠壓孔端面的重要臺階面。所述的錐體3的整個圓錐面上，按照其母線方向設(shè)有凸起的棱形。其橫截面上形成齒形，加強(qiáng)摩擦、擠壓的作用，加快孔的成形，使孔加工的能力提高。本發(fā)明還提供了以上所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具的加工方法，其發(fā)明目的與上述技術(shù)方案相同。該加工方法的技術(shù)方案是將所述的鉆孔刀具1，通過夾緊段5固定安裝在高速的鉆床主軸夾頭上；將所述的管件2固定；啟動鉆床，通過鉆床對鉆孔刀具1施加一定軸向壓力，使無刃鉆孔刀具1作用在管件2的表面上；在鉆孔刀具1高速旋轉(zhuǎn)及軸向壓力的作用下，鉆孔刀具1與管件2摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱使管件2上現(xiàn)鉆孔刀具1接觸的區(qū)域軟化；在鉆孔刀具1 一定壓力的擠壓下，軟化后的管件2的管壁形成窩裝孔；隨著鉆孔刀具1的下移，在管件2的管壁上形成與鉆孔刀具1的定型段4形狀一致的孔；直至鉆孔刀具1上的臺階平面擠壓漲出管壁面的金屬，致使形成凸出管壁 0. 8mm 1. 2mm的臺階平面，這時，加長壁厚、高度的螺紋底孔形成。本發(fā)明特制的無刃鉆孔刀具1，具有高溫下的硬度與強(qiáng)度，裝在高速的鉆床上，施加一定的壓力，使無刃鉆孔刀具1作用在管子的表面上，如圖4所示。在高速旋轉(zhuǎn)下，無刃鉆孔刀具1與管子摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱使無刃鉆孔刀具1與管件2接觸的區(qū)域軟化，在無刃鉆孔刀具1 一定壓力的擠壓下，軟化的管壁成型窩裝孔，隨著無刃鉆孔刀具1的下移，在管壁上成型與無刃鉆孔刀具形狀一致的孔，至無刃鉆孔刀具1上的臺階平面擠壓漲出管壁面的金屬，至使形成凸出管壁Imm左右的臺階平面，這時，加長壁厚高度的螺紋底孔就形成了。
具體成型各階段的示意圖4所示。依次為成型鉆開始加工；鉆入管壁中；鉆透管壁；繼續(xù)成形；成型到位結(jié)束。此時，無刃鉆孔刀具1上的平面摩擦擠壓成孔的短平面。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄壁管件上螺紋孔加工工具，所述的加工工具為加工所述的管件( 上的螺紋底孔的鉆孔刀具(1)，所述的鉆孔刀具(1)的后端為夾緊段(5)，其特征在于所述的鉆孔刀具(1)的前端為一個錐體(3)，所述的錐體C3)之后為同軸線的、形狀為圓柱形的定型段 G)，所述的定型段的直徑尺寸與所述的螺紋孔底孔直徑相同。
2.按照權(quán)利要求1所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具，其特征在于所述的鉆孔刀具 (1)的材料為硬質(zhì)合金，或者為陶瓷刀具材料。
3.按照權(quán)利要求1所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具，其特征在于所述的螺紋孔底孑L直徑為3. 3mm 5mm
4.按照權(quán)利要求1所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具，其特征在于所述的錐體(3) 的錐度為30° 40°，所述的錐體(3)的錐頂為直徑小于0.5mm的球頭。
5.按照權(quán)利要求1所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具，其特征在于所述的夾緊段(5) 與定型段(4)之間為直徑方向向外凸出的圓臺(6)，所述的圓臺(6)的兩端的臺階平面垂直于鉆孔刀具(1)的軸線。
6.按照權(quán)利要求1所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具，其特征在于所述的錐體(3) 的整個圓錐面上，按照其母線方向設(shè)有凸起的棱形。
7.應(yīng)用于權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的薄壁管件上螺紋孔加工工具的加工方法，其特征在于所述的加工方法的過程是將所述的鉆孔刀具(1)，通過夾緊段(5)固定安裝在高速的鉆床主軸夾頭上；將所述的管件O)固定；啟動鉆床，通過鉆床對鉆孔刀具⑴施加一定軸向壓力，使無刃鉆孔刀具⑴作用在管件(2)的表面上；在鉆孔刀具⑴高速旋轉(zhuǎn)及軸向壓力的作用下，鉆孔刀具⑴與管件⑵摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱使管件( 上與鉆孔刀具(1)接觸的區(qū)域軟化；在鉆孔刀具(1) 一定壓力的擠壓下，軟化后的管件O)的管壁形成窩裝孔；隨著鉆孔刀具(1)的下移，在管件O)的管壁上形成與鉆孔刀具(1)形狀一致的孔；直至鉆孔刀具(1)上的臺階平面擠壓漲出管壁面的金屬，致使形成凸出管壁0.8mm 1.2mm左右的臺階平面，這時，加長壁厚、高度的螺紋底孔形成。全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄壁管件上螺紋孔加工工具，該加工工具為加工管件上的螺紋底孔的鉆孔刀具，鉆孔刀具的后端為夾緊段，鉆孔刀具的前端為一個錐體，錐體之后為同軸線的、形狀為圓柱形的定型段，定型段的直徑尺寸與螺紋孔底孔直徑相同。本發(fā)明還公開了該加工工具的加工方法。采用上述技術(shù)方案，用特制的無刃鉆孔刀具，在高速旋轉(zhuǎn)下，在管件表面上加壓，摩擦熱使加工區(qū)域軟化，使管壁上形成與無刃鉆孔刀具形狀一致的孔，即所需的螺紋底孔，該孔由于成型時的擠壓，使孔的厚度比管壁厚度要增厚，增加了螺紋底孔的長度。由于螺牙扣數(shù)增加，增加了自攻螺釘?shù)逆i緊力，增強(qiáng)了自攻螺釘?shù)倪B接可靠性。
文檔編號B23B51/00GK102500797SQ20111042621
公開日2012年6月20日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉守倫, 劉榮, 程強(qiáng)華 申請人:蕪湖中瑞汽車零部件有限公司