CN107999823A - 用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置及加工与检测方法 - Google Patents

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Abstract

用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置及加工与检测方法，属于机加工技术领域，本发明为了解决现有涡轮泵供油交叉孔加工困难、成本高以及检测困难的问题。加工限位块安装在涡轮泵壳体上端的台阶孔内，涡轮泵壳体放置在角度定位垫块的倾斜端面上；加工限位块的上端面上设有加工槽，加工槽的底端面为加工平台，加工平台上设有贯穿的限位孔；加工平台与加工限位块的上端面形成的夹角A与角度定位垫块的倾斜端面与水平方向的夹角B的大小相等。本发明的用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置及加工与检测方法能简化涡轮泵供油交叉孔的加工方式，降低加工难度。

Description

用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置及加工与检测方法
技术领域
本发明涉及一种交叉孔加工的辅助装置及加工方法，具体涉及一种用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置、检测装置及加工与检测方法，属于机加工技术领域。
背景技术
泵类产品的交叉孔孔径普遍较小，且孔深度较深。目前多数制造单位采用五轴数控机床来加工交叉孔，可精确保证孔位置精度。但钻孔过程占用五轴机床机时较长，加工成本较高；孔深度较大，排屑困难，对刀具质量及切削参数设计合理性有较高的要求；较小的孔径尺寸且较长的钻头伸出长度，使得刀具在加工过程中易产生偏摆，直接影响加工精度，严重情况会导致刀具折断。所以在某些程序参数下，需要一定的冷却装置才能保证切削过程顺利进行，直接提高了加工成本，同时降低了生产效率。
在检测方面，当交叉孔径偏小时，深度游标卡尺探杆无法深入孔内部，适应性不强；如钻孔深度超过设计要求时，会发生孔偏斜的现象，偏斜部位探杆无法深入，从而无法检测出孔实际深度，造成较大的测量误差；较细的工业内窥镜价格昂贵，小型制造企业无法承担其费用；检测效率不高，检测人员判读结果会占用较多时间。
发明内容
本发明的目的是提供用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置及加工与检测方法，以解决现有涡轮泵供油交叉孔加工困难、成本高的问题。
所述用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置包括斜孔加工限位块和角度定位垫块；
所述加工限位块安装在涡轮泵壳体上端的台阶孔内，涡轮泵壳体放置在角度定位垫块的倾斜端面上；
所述加工限位块的上端面上设有加工槽，加工槽的底端面为加工平台，加工平台上开有贯穿的限位孔；所述限位孔轴线的延长线与涡轮泵壳体上的直孔的轴线相交；
所述加工平台与加工限位块的上端面形成的夹角A与角度定位垫块的倾斜端面与水平方向的夹角B的大小相等。
优选的：所述加工平台与加工限位块的上端面形成的夹角A与角度定位垫块的倾斜端面与水平方向的夹角B均为30°。
基于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置的斜孔加工检测方法，包括以下步骤：
步骤一、利用数控机床在步骤一中的涡轮泵壳体的上端面上加工斜孔的引导孔；确保斜孔的位置精度；
步骤二、将步骤二中的涡轮泵壳体放置在角度定位垫块上，再将加工限位块安装在涡轮泵壳体上端的台阶孔内，使加工限位块上的限位孔与步骤二中的引导孔对正；
步骤三、利用台钻完成斜孔的最后加工；确定斜孔的加工深度，调节台钻的钻头，使钻头在夹具上伸出的长度与斜孔的加工深度相同，钻孔时以台钻的钻头夹具与加工平台接触时终止，完成斜孔的加工；
步骤四、利用数控机床在涡轮泵壳体的底端面上加工直孔；确保直孔的深度与位置的精度；
步骤五、利用探杆对斜孔进行合格检测；将探杆分别放入斜孔和直孔中，根据探杆进入斜孔和直孔的深度判断斜孔和直孔是否满足加工尺寸。
优选的：所述步骤五中的探杆包括杆柄和杆头，杆柄上设有第一刻度线和第二刻度线。
本发明与现有产品相比具有以下效果：
1可大幅度节省五轴加工中心的机时，节约加工成本，提高经济效益；
2利用斜孔加工限位块和角度定位垫块可简化交叉孔的加工方式，降低加工难度；
3采用台钻进行钻孔的过程控制更为灵活，可自由调整切削进给量，可避免由于切削参数不当造成刀具折断现象；
4钻孔更易排屑；
5可大幅度提升加工效率，加工效率可提升60％；
6可有效地避免测量误差，尤其是针对交叉孔偏斜等特殊情况的甄别；
7可提高检测效率，效率可提升50％。
附图说明
图1是本发明的一种用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置的结构示意图；
图2是本发明的一种用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置与涡轮泵泵壳体的剖视图；
图3是探杆的结构示意图；
图4是探杆检测交叉孔斜孔时的示意图；
图5探杆检测交叉孔直孔偏斜时的示意图。
图中：1-加工限位块、101-加工平台、102-限位孔、2-涡轮泵壳体、201-斜孔、202-直孔、3-角度定位垫块、4-探杆、401-杆柄、402-杆头、403-第一刻度线、404-第二刻度线。
具体实施方式
下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。
如图1至图5所示，本发明所述的一种用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置包括斜孔加工限位块1和角度定位垫块3；
所述加工限位块1安装在涡轮泵壳体2上端的台阶孔内，涡轮泵壳体2放置在角度定位垫块3的倾斜端面上；
所述加工限位块1的上端面上设有加工槽，加工槽的底端面为加工平台101，加工平台101上开有贯穿的限位孔102；所述限位孔102轴线的延长线与涡轮泵壳体2上的直孔202的轴线相交；
所述加工平台101与加工限位块1的上端面形成的夹角A与角度定位垫块3的倾斜端面与水平方向的夹角B的大小相等。
进一步：所述加工平台101与加工限位块1的上端面形成的夹角A与角度定位垫块3的倾斜端面与水平方向的夹角B均为30°。
基于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置的斜孔加工检测方法，包括以下步骤：
步骤一、利用数控机床在步骤一中的涡轮泵壳体2的上端面上加工斜孔201的引导孔；确保斜孔201的位置精度；
步骤二、将步骤二中的涡轮泵壳体2放置在角度定位垫块3上，再将加工限位块1安装在涡轮泵壳体2上端的台阶孔内，使加工限位块1上的限位孔102与步骤二中的引导孔对正；
步骤三、利用台钻完成斜孔201的最后加工；确定斜孔201的加工深度，调节台钻的钻头，使钻头在夹具上伸出的长度与斜孔201的加工深度相同，钻孔时以台钻的钻头夹具与加工平台101接触时终止，完成斜孔201的加工；
步骤四、利用数控机床在涡轮泵壳体2的底端面上加工直孔202；确保直孔202的深度与位置的精度；
步骤五、利用探杆4对斜孔201进行合格检测；将探杆4分别放入斜孔201和直孔202中，根据探杆4进入斜孔201和直孔202的深度判断斜孔201和直孔202是否满足加工尺寸。
在加工方面，该方法应用于某型号发动机用涡轮泵交叉孔的生产制造中，涡轮泵转子轴承的润滑油供给通道采用交叉孔型的设计方式，该交叉孔由长47.7mm的斜孔与长24.5mm的直孔组成，直径尺寸为Φ3.5mm，两孔交汇处长约3mm，交叉孔在涡轮泵工作状态下，起到为轴承输送润滑油的作用，孔外壁较薄，位置精度要求较高，并且孔内壁光洁度也直接影响着供油效果，对加工及检测要求较为严格。
本专利采用先数控机床加工斜孔的“引导孔”，再使用加工限位块进行钳工钻孔，来取代现有的全程五轴数控加工的方式来加工交叉孔的斜孔。保留数控机床加工的方式主要是为了确保孔位置精度，机床仅钻10mm深的引导孔(斜孔总深度为47.7mm)，而后利用本专利的加工限位块继续对斜孔进行加工，加工在普通台钻即可进行，无需占用五轴机床，且节省了较为复杂的数控程序参数设计过程，在设计斜孔加工限位块时，以泵壳体内部台阶孔作为限位块的定位位置，并保证两者之间有严密的配合关系；在该限位块上设计加工平台，使加工平台位置与孔最终深度为一确定数值，且数值设置为整数以方便计算，钳工预先测量好钻头伸出长度，伸出长度与该确定数值一致；钻孔时以台钻钻头夹具刚好与平台接触时为终止，该平台起到限位作用，可大幅度地提高钻孔效率，并保证加工合格率在100％；加工限位块中的限位孔为Φ4mm，可增大钻头的活动范围，方便钻头进入已钻好的引导孔；斜孔加工完毕后利用数控机床进行直孔加工，能够更加精确地保证进油口位置与其他结构相对位置的准确性。
进一步：用于斜孔201检测的探杆4，包括杆柄401和杆头402，杆柄401上设有第一刻度线403和第二刻度线404，如图3所示。
在检测方面，采用探杆4可快速有效地检测出产品的不合格项：在直孔加工过程中，偶尔会发生质量问题，主要表现为钻孔深度超过设计要求，且超出长度较大，但是在常规检测中会出现测量误差，误差主要原因是Φ3.5mm交叉孔的直孔部分在钻至斜孔附近时，如图5所示，由于钻头单侧切削及其刚度不足，钻头两侧受力不均，钻孔会发生偏斜，产生偏斜孔6，在用Φ3.5mm检验棒检测时无法探测到偏斜部分深度，导致测量结果无法反映真实深度；根据实际加工情况，设计该种新型的交叉孔检测工具；杆柄401设计为Φ3.3mm，杆头402设计为Φ3mm，这样可以提高检测工具的测量范围，可灵活探测到Φ3.5mm孔底的各个部分；如图4所示，按照产品的设计要求划置探杆上的第一刻度线403和第二刻度线404，刻度线按设计要求孔深度尺寸作相应的标记，使检测结果判读更为直观。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (4)

1.用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置，其特征是在于：包括斜孔加工限位块(1)和角度定位垫块(3)；
所述加工限位块(1)安装在涡轮泵壳体(2)上端的台阶孔内，涡轮泵壳体(2)放置在角度定位垫块(3)的倾斜端面上；
所述加工限位块(1)的上端面上设有加工槽，加工槽的底端面为加工平台(101)，加工平台(101)上开有贯穿的限位孔(102)；所述限位孔(102)轴线的延长线与涡轮泵壳体(2)上的直孔(202)的轴线相交；
所述加工平台(101)与加工限位块(1)的上端面形成的夹角A与角度定位垫块(3)的倾斜端面与水平方向的夹角B的大小相等。
2.根据权利要求1所述的用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置，其特征在于：所述加工平台(101)与加工限位块(1)的上端面形成的夹角A与角度定位垫块(3)的倾斜端面与水平方向的夹角B均为30°。
3.基于权利要求1所述的用于涡轮泵供油交叉孔加工的辅助装置的斜孔加工检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、利用数控机床在步骤一中的涡轮泵壳体(2)的上端面上加工斜孔(201)的引导孔；确保斜孔(201)的位置精度；
步骤二、将步骤二中的涡轮泵壳体(2)放置在角度定位垫块(3)上，再将加工限位块(1)安装在涡轮泵壳体(2)上端的台阶孔内，使加工限位块(1)上的限位孔(102)与步骤二中的引导孔对正；
步骤三、利用台钻完成斜孔(201)的最后加工；确定斜孔(201)的加工深度，调节台钻的钻头，使钻头在夹具上伸出的长度与斜孔(201)的加工深度相同，钻孔时以台钻的钻头夹具与加工平台(101)接触时终止，完成斜孔(201)的加工；
步骤四、利用数控机床在涡轮泵壳体(2)的底端面上加工直孔(202)；确保直孔(202)的深度与位置的精度；
步骤五、利用探杆(4)对斜孔(201)进行合格检测；将探杆(4)分别放入斜孔(201)和直孔(202)中，根据探杆(4)进入斜孔(201)和直孔(202)的深度判断斜孔(201)和直孔(202)是否满足加工尺寸。
4.根据权利要求3所述的涡轮泵供油交叉孔的加工检测方法，其特征在于：所述步骤五中的探杆(4)包括杆柄(401)和杆头(402)，杆柄(401)上设有第一刻度线(403)和第二刻度线(404)。
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