CN108031903A - 一种分度式钻孔扩孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分度式钻孔扩孔装置；由工作部分、定位夹紧部分、对定分度部分和夹具体组成，工作部分安装在夹具体顶端，用于在加工孔和孔系时做钻头导向用，定位夹紧部分安装在芯轴上，对工件进行定位夹紧，工件以芯轴定位作为第一定位基准以消除Y、Z方向的移动和转动自由度。本发明能有效实现回转体类零件具有分度要求的径向多工位孔系的钻孔、扩孔，分度加工精度高，结构简单，制作方便，成本较低，维护方便，在其中一个钻套损坏的情况下还可方便地更换部件；生产效率高，经济性较强，而且一次装夹可完成工件的钻孔、扩孔两道工序，对中、小批量生产特别适用，有一定的通用性、延续性。

Description

一种分度式钻孔扩孔装置

技术领域

本发明涉及一种分度式钻孔扩孔装置。

背景技术

随着制造技术的高速发展，各种高科技的设备和加工方法越来越多地运用在机械加工中，但最简单经济便捷的加工方法仍是机械加工的首选。

对于回转体类零件具有分度要求的径向多工位孔系的钻孔、扩孔，目前主要采用钳工划线加工、分度头进行分度加工和在加工中心上加工，钻孔完成后再转到钳工进行扩孔加工。

然而，采用划线加工的方法，精度较差，劳动强度大、生产效率低；采用分度头加工，一是分度头数量有限，再则加工速度也较慢，三是需要装夹定位工装；采用加工中心加工，虽然精度高，但对机床要求较高，需要四轴或五轴机床，而且仍需要装夹定位工装，加工成本高。因此，为保证加工质量，提高生产效率，减轻劳动强度，采用分度式钻孔、扩孔装置是最好的解决方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种分度式钻孔扩孔装置，该分度式钻孔扩孔装置能有效实现回转体类零件具有分度要求的径向多工位孔系的钻孔、扩孔，分度加工精度高。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种分度式钻孔扩孔装置；由工作部分、定位夹紧部分、对定分度部分和夹具体组成，工作部分安装在夹具体顶端，用于在加工孔和孔系时做钻头导向用，定位夹紧部分安装在芯轴上，对工件进行定位夹紧，工件以芯轴定位作为第一定位基准以消除Y、Z方向的移动和转动自由度，对定分度部分安装在芯轴芯轴和夹具体上，随工件、芯轴一起旋转工件加工等分角度。

所述工作部分包括钻模板、快换钻套、扩孔钻套、压紧螺钉，扩孔钻套固定在钻模板上，快换钻套穿过扩孔钻套固定，压紧螺钉固定在扩孔钻套上对快换钻套限位，快换钻套上有削边平面，压紧螺钉的头部对准快换钻套的削边平面时快换钻套松动可取下。

所述快换钻套、扩孔钻套的内孔与钻头配合为F8/h7。

所述快换钻套、扩孔钻套材料为工具钢T10A，经热处理淬火回火HRC58～64后研磨内孔，然后转外圆磨床加工得到。

还包括有分度盘，工件右端端面紧贴分度盘并采用端面定位作为第二定位基准，消除X方向的移动自由度。

所述定位夹紧部分包括开口垫圈、捏手螺母、衬套、螺母，捏手螺母于工件小端位置套装在芯轴上，开口垫圈垫于捏手螺母和芯轴之间，捏手螺母外径小于工件外径，衬套于工件大端位置套装在芯轴上，螺母套装固定于芯轴上并将衬套锁紧。

还包括分度盘，分度盘套装芯轴上并处于衬套和工件之间，分度盘上有键槽，有小端键和大端键分别在芯轴上于工件小端和大端内圈位置，小端键消除工件在X方向上的转动自动度，大端键可结构配合卡入键槽中起安装定位作用，衬套后端有向外延伸使得螺母将衬套锁紧时衬套通过锁紧套装于衬套上的支撑板而锁紧分度盘。

所述分度盘上设置有与工件钻孔扩孔位置对应的八个对定孔，对定孔上安装有锥套，锥套与对定销配合完成工件分度定位。

所述芯轴和衬套的配合为H7/h6。

所述支撑板套装在衬套上与衬套的配合为H7/n6。

本发明的有益效果在于：能有效实现回转体类零件具有分度要求的径向多工位孔系的钻孔、扩孔，分度加工精度高，结构简单，制作方便，成本较低，维护方便，在其中一个钻套损坏的情况下还可方便地更换部件；生产效率高，经济性较强，而且一次装夹可完成工件的钻孔、扩孔两道工序，对中、小批量生产特别适用，有一定的通用性、延续性；操作方便可靠，对于操作者的技术水平要求不高，劳动强度低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中开口垫圈的结构示意图；

图3是图1中分度盘的结构示意图。

图中：1-底座，2-小端键，3-开口垫圈，4-芯轴，5-捏手螺母，6-快换钻套，7-扩孔钻套，8-压紧螺钉，9-钻模板，10-支撑板，11-衬套，12-螺母，13-大端键，14-导套，15-弹簧，16-横销，17-圆柱销，18-把手，19-对定销，20-锥套，21-分度盘，22-键槽，23-工件。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1至图3所示的一种分度式钻孔扩孔装置，主要由工作部分、定位夹紧部分、对定分度部分和夹具体组成。

1、工作部分包括钻模板9、快换钻套6、扩孔钻套7、压紧螺钉8。

钻孔扩孔工作部分安装在夹具体的顶端，以便于对工件23进行钻孔扩孔。钻孔扩孔工作部分是在加工孔和孔系时做钻头导向用的，可提高被加工孔的几何精度、尺寸精度以及孔系的位置精度。工件23的孔系经过钻孔后还要扩孔成为了扩孔的方便快速，将钻孔钻套设置为快换钻套6，而将扩孔钻套7设计成衬套固定在钻模板9上。这样以快换钻套6为引导钻完孔后，只需松掉压紧螺钉8将快换钻套6朝逆时针方向转动使压紧螺钉8螺钉头部刚好对准快换钻套6上的削边平面，即可取出快换钻套6，从而以扩孔钻套7为引导进行扩孔加工。

快换钻套6、扩孔钻套7的内孔与钻头的配合为F8/h7，快换钻套6、扩孔钻套7材料选用工具钢T10A，经热处理淬火回火HRC58～64后，研磨内孔(因内孔较小，内圆磨较困难。)，然后转外圆磨床加工。内外圆的同轴度公差不超过0.005。为了便于排屑，不划伤工件表面，快换钻套6与工件23间的距离为0.9倍被加工孔的直径取为4。

2、定位夹紧部分包括芯轴4、捏手螺母5、开口垫圈3、小端键2、衬套11、螺母12、大端键13、分度盘21。

定位夹紧部分安装在芯轴4上，以便对工件23进行定位夹紧。工件23用芯轴4定位作为第一定位基准，消除Y、Z方向的移动和转动自由度；工件23右端端面紧贴分度盘21采用端面定位作为第二定位基准，消除X方向的移动自由度；工件23小端R1.5的键槽配合小端键2作周向定位，消除X方向的转动自由度。

夹紧装置采用快速夹紧的螺旋夹紧机构，结构简单，夹紧可靠，操作方便，效率高。利用开口垫圈3、捏手螺母5快速锁紧，捏手螺母5外径小于工件23孔径，稍微拧松捏手螺母5，取下开口垫圈3，工件23即可穿过捏手螺母5取出，不需将捏手螺母5完全拧掉，节省时间。

分度盘21既属定位夹紧部分，又属对定分度部分。分度盘21设置有键槽22，用于与芯轴4上的大端键13配合起安装定位作用，以保证分度盘21与工件23的正确分度位置。芯轴4安装好分度盘21后，穿过衬套11，用螺母12将其紧固在支撑板10上。分度盘21上设置有与工件23钻孔扩孔位置相对应得8个对定孔，对定孔上安装有锥套20，与对定销19配合使用完成工件23的分度定位。

芯轴4与衬套11的配合为H7/h6，衬套11和支撑板10的配合为H7/n6。芯轴4材料选用中碳钢45，经热处理调质HRC28～32，既便于加工，又可以得到好的韧性、表面好的耐磨性的综合机械性能。由于在分度旋转的过程中，衬套11和芯轴4要发生摩擦，为了增加耐磨性，减小摩擦，并提高与芯轴4的抗粘附能力，衬套11的材料选用锡青铜。

3、对定分度部分包括分度盘21、对定销19、锥套20、导套14、横销16、弹簧15、把手18、圆柱销19。

对定分度部分安装在芯轴4和夹具体上，可随工件23、芯轴4一起旋转工件加工等分角度(本例中位45°，360°÷8＝45°)，以便对工件23进行分度定位钻孔、扩孔下一个工位。

分度盘21既属定位夹紧部分，又属对定分度部分。分度盘21设置有键槽22，用于与芯轴4上的大端键13配合起安装定位作用，以保证分度盘21与工件23的正确分度位置。芯轴4安装好分度盘21后，穿过衬套11，用螺母12将其紧固在支撑板10上。分度盘21上设置有与工件23钻孔扩孔位置相对应得8个对定孔，对定孔上安装有锥套20，与对定销19配合使用完成工件23的分度定位。

锥套20安装在分度盘21上与工件23钻孔扩孔位置相对应得8个对定孔中；导套14安装在支撑板10上，导套14反面设置有盲孔；对定销19为台阶式，头部为锥形；对定销19和弹簧15从导套14的反面盲孔中装入；弹簧15套住对定销19，卡在对定销19台阶面和盲孔底部；横销16横穿对定销19，用于对定销19的限位；把手18通过圆柱销17固定在对定销19上。

分度盘21和芯轴4间的配合为H7/h6；分度盘21上对定孔在坐标镗床上加工，对定孔的等分节距误差±0.005；对定孔与分度盘21转轴孔的中心距误差为0.005；分度盘21对定孔的分度精度为±1'。

对定销19与导套14的配合为H6/h5；对定销19材料选用T8，热处理HRC55～60。在外圆磨床上加工，同轴度0.01；对定销19的锥度和分度盘21上锥套20的锥度保持一致。导套14和支撑板10的配合为H7/M6，内外圆的径向跳动公差0.01。

对定销19与对定孔的配合间隙对分度精度的影响较大，应尽量消除。圆柱结构对定销，孔与销之间的配合间隙无法得到补偿。采用锥度对定销，锥度为10°，克服了圆柱结构的不足，消除了销孔间的配合间隙，有效的提高了分度精度。

4、夹具体包括底座1、支撑板10。

由于工件23是长圆筒形，且要用芯轴4进行定位，因此夹具体设置成角铁形。为了便于加工，降低成本，从而采用底座1和支撑板10焊接的结构形式。结构简单，具有良好的工艺性，尺寸稳定，有足够的强度、刚度。

5、本发明工作原理

将工件23装入芯轴4，同时对准小端键2，端面紧贴分度盘21，装入开口垫圈3、捏手螺母5旋紧，完成工件23的定位装夹。

对定销19插入分度盘21上锥套20孔内可完成第一个工位的钻孔。当加工完第一个孔位后，通过把手18拔出对定销19，旋转90°，使横销16在弹簧15的作用下搁在导套14的顶端平面上，这时旋转螺母5通过大端键13使芯轴4、分度盘21连同工件23转过一个工位的加工等分角度(本例中位45°，360°÷8＝45°)，再通过把手转回90°，在弹簧15的作用下，使对定销19插入分度盘21上第二个锥套20孔中，从而完成第二个工位的钻孔。依次进行，完成所有工位的钻孔工序。最后进入扩孔工序，进行扩孔加工时，松掉压紧螺钉8将快换钻套6朝逆时针方向转动使压紧螺钉8螺钉头部刚好对准快换钻套6上的削边平面，取出快换钻套6，从而以扩孔钻套7为引导进行扩孔加工，分度扩孔加工方法与分度钻孔加工一样。完成工件23的分度钻孔、扩孔后，稍微松开螺母5(不需将捏手螺母5完全拧掉)，取下开口垫圈3，即可取出工件23，重新装入下一件加工。

Claims (10)

1.一种分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：由工作部分、定位夹紧部分、对定分度部分和夹具体组成，工作部分安装在夹具体顶端，用于在加工孔和孔系时做钻头导向用，定位夹紧部分安装在芯轴(4)上，对工件(23)进行定位夹紧，工件(23)以芯轴(4)定位作为第一定位基准以消除Y、Z方向的移动和转动自由度，对定分度部分安装在芯轴芯轴(4)和夹具体上，随工件(23)、芯轴(4)一起旋转工件加工等分角度。

2.如权利要求1所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：所述工作部分包括钻模板(9)、快换钻套(6)、扩孔钻套(7)、压紧螺钉(8)，扩孔钻套(7)固定在钻模板(9)上，快换钻套(6)穿过扩孔钻套(7)固定，压紧螺钉(8)固定在扩孔钻套(7)上对快换钻套(6)限位，快换钻套(6)上有削边平面，压紧螺钉(8)的头部对准快换钻套(6)的削边平面时快换钻套(6)松动可取下。

3.如权利要求2所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：所述快换钻套(6)、扩孔钻套(7)的内孔与钻头配合为F8/h7。

4.如权利要求2所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：所述快换钻套(6)、扩孔钻套(7)材料为工具钢T10A，经热处理淬火回火HRC58～64后研磨内孔，然后转外圆磨床加工得到。

5.如权利要求1所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：还包括有分度盘(21)，工件(23)右端端面紧贴分度盘(21)并采用端面定位作为第二定位基准，消除X方向的移动自由度。

6.如权利要求1所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：所述定位夹紧部分包括开口垫圈(3)、捏手螺母(5)、衬套(11)、螺母(12)，捏手螺母(5)于工件(23)小端位置套装在芯轴(4)上，开口垫圈(3)垫于捏手螺母(5)和芯轴(4)之间，捏手螺母(5)外径小于工件(23)外径，衬套(11)于工件(23)大端位置套装在芯轴(4)上，螺母(12)套装固定于芯轴(4)上并将衬套(11)锁紧。

7.如权利要求1或6所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：还包括分度盘(21)，分度盘(21)套装芯轴(4)上并处于衬套(11)和工件(23)之间，分度盘(21)上有键槽(22)，有小端键(2)和大端键(13)分别在芯轴(4)上于工件(23)小端和大端内圈位置，小端键(2)消除工件(23)在X方向上的转动自动度，大端键(13)可结构配合卡入键槽(22)中起安装定位作用，衬套(11)后端有向外延伸使得螺母(12)将衬套(11)锁紧时衬套(11)通过锁紧套装于衬套(11)上的支撑板(10)而锁紧分度盘(21)。

8.如权利要求7所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：所述分度盘(21)上设置有与工件(23)钻孔扩孔位置对应的八个对定孔，对定孔上安装有锥套(20)，锥套(20)与对定销(19)配合完成工件(23)分度定位。

9.如权利要求6所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：所述芯轴(4)和衬套(11)的配合为H7/h6。

10.如权利要求7所述的分度式钻孔扩孔装置，其特征在于：所述支撑板(10)套装在衬套(11)上与衬套(11)的配合为H7/n6。