CN108393519A - 盘状工件的钻孔定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及盘类工件加工领域，具体公开了一种盘状工件的钻孔定位装置，包括机体，机体顶端开设有凹槽，凹槽中部开设有方形的第二通道，第二通道底端安装有电机，电机的输出轴上设置有丝杠，丝杠包括螺杆和螺母，螺杆和电机输出轴固定连接，螺母设置在螺杆顶端，螺母顶端固定连接有活塞盘，活塞盘和第二通道侧壁滑动连接，活塞盘将第二通道分割为上腔室和下腔室；凹槽相对的两侧壁为以第二通道中轴线对称且向第二通道中轴线倾斜设置有斜面，凹槽底部铰接有两块加工件的压板，压板上设置有橡胶垫；斜面和压板之间设置有楔形块，楔形块和凹槽斜面滑动连接，楔形块底端连接有弹簧，弹簧和凹槽斜面底部连接；斜面和压板间的凹槽底部开设有第一通道。

Description

盘状工件的钻孔定位装置

技术领域

本发明涉及盘类工件加工领域，具体公开了一种盘状工件的钻孔定位装置。

背景技术

在机械加工现场经常会对一些盘类工件进行加工，比如：法兰盘和刹车盘等，在进行加工时需在其端面上钻多个有尺寸公差要求的孔。

公开号为CN204471054U的中国专利文件公开了一种盘类工件自定心装置，包括联接座、定位座、拉杆、压缩弹簧以及滑套，联接座上设有凸台，凸台内设有滑套腔，定位座设于凸台上，拉杆穿装于联接座上，拉杆与滑套腔的中心轴重合，拉杆上设有快换压板，压缩弹簧设于滑套腔内并套于拉杆上，其一端与滑套腔的腔底抵接，另一端设为活动端，滑套设于滑套腔内并套于压缩弹簧上，滑套的内侧与压缩弹簧的活动端抵接。

但上述方案中所述装置只能对已经有中心孔的盘类加工件进行定位，对于没有中心孔，需钻中心孔的盘类工件并不适用。而若要对于没有中心孔的盘类加工件进行钻孔，则存在以下问题：采用现有的三爪卡盘或钳子等夹持工具进行夹持定位，由于三爪卡盘或钳子和加工件之间为刚性接触，且接触面积较小，容易使得加工件在夹持过程中变形或损坏；且由于盘状加工件圆周面具有弧度，在夹持时容易夹持不稳。

发明内容

本发明目的在于提供一种盘状工件的钻孔定位装置，以解决现有夹具对没有钻中心孔的盘类加工件夹持不稳的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：盘状工件的钻孔定位装置，包括机体，所述机体顶端开设有用于放置盘类加工件的凹槽，所述凹槽中部在竖直方向上开设有方形的第二通道，所述第二通道底端安装有电机，所述电机的输出轴上设置有丝杠，所述丝杠包括螺杆和螺母，所述螺杆和电机输出轴固定连接，所述螺母设置在螺杆顶端，所述螺母顶端固定连接有活塞盘，所述活塞盘和第二通道侧壁滑动连接，所述活塞盘将第二通道分割为上腔室和下腔室；所述凹槽相对的两侧壁为以第二通道中轴线对称设置的斜面，斜面向第二通道中轴线倾斜，凹槽底部铰接有两块用于夹持加工件的压板，所述压板和加工件接触面上设置有橡胶垫；斜面和压板之间设置有和凹槽斜面配合的楔形块，所述楔形块和凹槽斜面滑动连接，楔形块底端连接有弹簧，所述弹簧和凹槽斜面底部连接；斜面和压板间的凹槽底部开设有和第二通道顶端连通的第一通道。

本基础方案的工作原理及效果在于：具体实施时，将加工件正对第二通道口放置到凹槽中部，当电机正转时，电机输出轴上连接的螺杆将随电机转动而转动，使得支撑杆向下运动，支撑杆顶端连接的活塞盘随支撑杆向下运动，使得上腔室内产生负压，进而使得楔形块和加工件被吸附；楔形块被吸附时使得楔形块底端连接的弹簧被压缩，楔形块受吸附力向下运动，使得凹槽底部铰接的压板向加工件一侧倾斜并和加工件紧密接触，进而使得加工件的周向位置被固定；由于压板在和加工件接触面上设置有橡胶垫，由于橡胶垫具有一定的形变能力，能避免加工件在和压板直接接触时受压板挤压夹持而变形或损坏；

当钻好孔后，外界的空气将从钻好的孔进入第二通道的上腔室内，同时将钻孔产生的碎屑吸附落到活塞盘上，直至上腔室内负压消失，钻孔所产生的碎屑无需工作人员用毛刷等工具对加工件上的碎屑再次进行清理；上腔室内负压消失后，楔形块将在弹簧的弹性回复力下向上运动，压板失去楔形块的压迫将不在和加工件紧密接触，此时可轻易的取下加工件；

本方案结构简单，所需成本低，通过周向固定和径向的吸附力，能稳固的对盘类加工件进行定位夹持，且夹持过程中不易损坏加工件。

进一步，所述机体中部开设有沿第二通道中轴线对称设置的第一处理通道和第二处理通道，第一处理通道下方的机体上设置有存放框，存放框和第一处理通道连通，且第一处理通道远离第二通道端被机体密封，第二处理通道靠近第二通道处正对第二通道中轴线设置有风扇；所述第一处理通道下的第二通道侧壁上安装有行程开关，所述机体内还安装有微控制器，所述微控制器分别和行程开关以及风扇电连接，所述微控制器能根据行程开关发送的信号控制风扇转动。

当活塞盘在向下运动的过程中碰触到行程开关后，行程开关发送相应的电信号给微控制器，微控制器控制风扇开启，风扇将钻孔时掉落在活塞盘上的碎屑吹入放置框内堆积，实现对钻孔产生碎屑进行处理。

进一步，所述活塞盘盘面上对应加工件所需钻孔位置和大小参数设置有第一通孔，所述第一通孔底部孔口处套接有弹性材质的条状气囊，所述气囊一端和第一通道侧壁固定连接，气囊另一端上设置有堵块，所述堵块端面和第一通孔上端口齐平且能在第一通孔内上下滑动，所述堵块顶端端面上设置有光敏传感器；所述堵块顶端垂直于第一通孔设置有第二通孔，所述第一通孔侧壁上对应第二通孔的孔口位置分别开设有两个孔道，一个孔道内固定安装有电磁铁，一个孔道内连接有限位弹簧，所述限位弹簧一端和孔道端头固定连接，所述限位弹簧另一端上连接有铁片；两个处理通道和第二通道连通处分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀，所述电机、第一电磁阀、第二电磁阀、电磁铁和光敏传感器皆与微控制器电连接，所述微控制器能根据光敏传感器传递的电信号控制电磁铁通电或断电，所述微控制器还用于根据行程开关传递的电信号控制第一电磁阀和第二电磁阀开启和关闭。

在没钻孔之前，堵块上端面上的光敏传感器将感应不到光线，发送相应的电信号给微控制器，微控制器控制电磁铁通电，电磁铁通电对限位弹簧上的铁片产生吸附力，使得限位弹簧在电磁铁对铁片进行吸附时被拉伸穿过堵块上的第二通孔，实现为堵块的限位；当加工件钻好一个孔后，需要钻第二个孔时，先进行碎屑处理，然后微控制器控制第一电磁阀和第二电池阀关闭，控制风扇停止转动；然后，微控制器控制电机反转，使得螺杆转动带动活塞盘向上运动，活塞盘向上运动后在接近加工件时，光线从加工件已经钻好的孔后能照射到活塞盘对应的堵块上，堵块上端面上的光明传感器发送相应的电信号给微控制器，微控制器控制电磁铁断电，铁片在弹簧的回复作用力下回到孔道内，此时，再将活塞盘向下运动，第二通道下腔室内的气体将被挤压使得条状的气囊膨胀，膨胀的气囊将使得气囊端头设置的堵块向上运动将加工件上已经钻好的孔堵住，这时活塞盘向下运动将再次对楔形块和加工件进行吸附，实现加工件的再次定位和钻孔。

进一步，所述第一通道和第二通道连通处的通道口大于凹槽底部开设的通道口。

第一通道和第二通道连通处的通道口大于凹槽底部开设的通道口，安装好加工件后，活塞盘向下运动时能增加对楔形块的吸附能力。

进一步,所述压板靠近加工件一面为和加工件外围弧度一致的弧面。

将压板靠近加工件一面设置为和加工件外围弧度一致的弧面，增加压板和加工件的接触面积，进一步增加加工件在钻孔时的稳固性。

进一步，机体上设置有用于取换存放框的门体。

可通过打开门体对存放框内的碎屑进行处理。

附图说明

图1为本发明实施例中盘状工件的钻孔定位装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：加工件1、钻孔2、机体3、第二处理通道4、风扇5、电机6、螺杆7、存放框8、螺母9、第一通道10、楔形块11、活塞盘12、电磁铁13、铁片14、限位弹簧15、堵块16、气囊17、第二通道18、第一电磁阀19、第二电磁阀20、压板21、行程开关22。

如图1所示，盘状工件的钻孔定位装置，包括机体3，机体3顶端设置有用于放置加工件1的凹槽，凹槽中部开设有方形的第二通道18，第二通道18底部由机体3密封，第二通道18底部安装有电机6，电机6输出轴上设置有丝杠，丝杠包括螺杆7和螺母9，螺杆7和电机6的输出轴固定连接，螺母9套设在螺杆7顶端，螺母9顶部焊接有活塞盘12，活塞盘12和第二通道18滑动连接，活塞盘12将第二通道18分为上腔室和下腔室，将没有进行钻孔的加工件1放置到凹槽内且密封第二通道18上通道口时，活塞盘12向下运动将使得第二通道18内产生负压将加工件1牢牢吸附；活塞盘12对应加工件1所需钻孔2位置参数和孔径大小参数开设有第一通孔，第一通孔内套设有弹性材质的条状气囊17，第一通孔开设数量可根据实际所需钻孔2数量进行设置；气囊17顶端粘接有和第一通孔大小一致的堵块16，堵块16可在第一通孔内上下滑动，且堵块16可用于将加工件1上已经钻好的孔堵住，使得活塞盘12在向下运动的时候第二通道18内能形成密闭的空间使得加工件1被第二通道18内产生的负压吸附。

如图2所示，堵块16顶端侧壁上开设有和第一通孔垂直的第二通孔，堵块16可采用具有一定形变能力的材质，比如橡胶材质，顶块顶面上设置有光敏传感器；通孔顶端的左右侧壁上分别开设有孔道，左侧孔道内连接有用于限制堵块16位置的限位弹簧15，限位弹簧15一端和左侧孔道铰接，限位弹簧15另一端铰接有铁片14；右侧孔道内粘接有电磁铁13，机体3内还安装有微控制器，光敏传感器和电磁铁13皆和微控制器电连接，微控制器可根据光敏传感器传递的电信号控制电磁铁13通断电；当电磁铁13通电时，限位弹簧15穿过第二通孔，弹簧上连接的铁片14将和电磁铁13吸附在一起，使得活塞盘12在上下移动时，穿过第二通孔的弹簧限制堵块16位置使堵块16无法上下运动。

凹槽相对两侧壁设置为沿第二通道18中轴线对称的斜面，斜面向第二通道18的中轴线倾斜，斜面处的凹槽底面铰接有用于压紧加工件1的压板21，压板21和加工件1的压板21面上粘接有橡胶垫，橡胶垫具有一定的形变能力，能避免压板21和加工件1直接接触导致加工件1磨损；凹槽斜面和压板21之间设置有和凹槽斜面配合的楔形块11，楔形块11和凹槽斜面滑动连接，楔形块11底端铰接有弹簧，弹簧和凹槽斜面底端铰接，且凹槽底部开设有用于将凹槽斜面底部和第二通道18连通的第一通道10；第一通道10和第二通道18连通处的通道口大于凹槽底部开设的通道口。

机体3中部沿第一通道10中轴线对称开设有处理通道4，处理通道4分别为左侧的第一处理通道和右侧的第二处理通道4，第一处理通道和第二处理通道4皆和第一通道10垂直设置，第一处理通道下开设有存放框8，存放框8和机体3左侧开设的第一处理通道连通，机体3右侧开设的第二处理通道4和机体3外部环境连通，第一通道10在与第一处理通道和第二处理通道4连通处分别设置有第一电磁阀19和第二电磁阀20，在第二处理通道4内正对第二电磁阀20安装有风扇5，风扇5和微控制器电连接，微控制器可控制风扇5转动。

第二通道18靠近第一处理通道口处设置有行程开关22，行程开关22和微控制器电连接，微控制器能根据行程开关22发送的信号控制第一电磁阀19和第二电磁阀20开启，第一电磁阀19和第二电磁阀20开启的时间可通过微控制器定时控制。

其中，加工件1可选用法兰盘或刹车盘等需钻孔的盘状工件，本实施例中选用法兰盘，微控制器可选用AT98C51单片机。

具体实施时，可在凹槽内设置压力传感器，然后将压力传感器和微控制器电连接，将法兰盘放置到第二通道18上通道口处，此时堵块16上的光敏传感器感应不到光，将传递相应的电信号给微控制器，微控制器控制电磁铁13通电，使得限位弹簧15上连接的铁片14被电磁铁13吸附，此时，限位弹簧15横穿堵块16上的第二通孔，使得堵块16的位置被限定；同时，压力传感器受到法兰盘的挤压，压力传感器发送相应的电信号给微控制器，微控制器控制电机6正转，电机6输出轴上固定连接的螺杆7转动，使得螺母9向下运动，第二通道18的上腔室内产生负压将加工件1牢牢的吸附在第二通道18的上通道口上，同时，由于第二通道18的存在，使得楔形块11收到同样受到吸附力的作用，楔形块11向下运动使得压板21皆向法兰盘一侧翻转直至楔形块11迫使压板21和加工件1周面紧密接触，进而限制法兰盘的周向位置；此时，便可在法兰盘上按照法兰盘钻孔2工艺参数对应位置进行钻孔2，在钻完一个孔后，钻孔2所产生的碎屑将从所钻的孔掉落到活塞盘12上，同时外界的气体从法兰盘所钻的孔进入到第二通道18的上腔室内，上腔室内的负压逐渐消失，法兰盘所受到的吸附作用力也将逐渐减小，同时，楔形块11所受吸附作用力也将减小，楔形块11将在弹簧的回复作用下向上运动，压板21将不再收到楔形块11的挤压作用力，法兰盘被松开，此时若需取下法兰盘，可轻松的将法兰盘从凹槽内取下；当活塞盘12继续向下运动碰触第一处理通道口下方的行程开关22，行程开关22发送相应的脉冲信号给微控制器，微控制器控制第一电磁阀19和第二电磁阀20开启，同时，微控制器控制风扇5开始转动，在风扇5转动的过程中，风扇5转动的风将活塞盘12上的碎屑吹落到存放框8内堆放；

然后，微控制器控制电机6反转，使得活塞盘12向上运动，并控制第一电磁阀19和第二电磁阀20关闭，控制风扇5停止转动；当活塞盘12向上运动靠近法兰盘时，由于活塞盘12对应加工件1所需钻孔2处开设有孔径和加工件1所需钻孔2孔径大小一致的第一通孔，光线将从法兰盘上已经钻好的孔处正对照射在活塞盘12对应的第一通孔上，使得第一通孔内的堵块16上端面上安装的光敏传感器受到光照，光敏传感器受到光照后发送相应的电信号给微控制器，微控制器接收到光敏传感器发送的电信号后控制电磁铁13断电，电磁铁13将不再吸附限位弹簧15上的铁片14，铁片14将在限位弹簧15的弹性回复力下收缩到第一通道10的孔道内；然后，微控制器控制电机6正转，电机6正转控制活塞盘12向下运动，此时，由于第一电磁阀19和第二电磁阀20已经关闭，活塞盘12向下运动的过程中将使得第二通道18内的下腔室中气体受到挤压，下腔室内的气体便进入活塞盘12上的第一通道10中的条状弹性气囊17中，使得条状弹性气囊17向上膨胀，使得堵块16向上运动将法兰盘上所钻孔2堵上，这时，活塞盘12若继续向下运动，第二通道18的上腔室内将再次形成负压对楔形块11及法兰盘进行吸附，再次实现对法兰盘的定位，方便再次进行钻孔2。

另外，为了增加法兰盘钻孔2时被固定得更加牢固压板21靠近加工件1一面设置为和加工件1外围弧度一致的弧面。为了方便对存放框8内得碎屑进行处理，可在靠近存放框8的机体3上设置有门体。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.盘状工件的钻孔定位装置，其特征在于，包括机体，所述机体顶端开设有用于放置盘类加工件的凹槽，所述凹槽中部在竖直方向上开设有方形的第二通道，所述第二通道底端安装有电机，所述电机的输出轴上设置有丝杠，所述丝杠包括螺杆和螺母，所述螺杆和电机输出轴固定连接，所述螺母设置在螺杆顶端，所述螺母顶端固定连接有活塞盘，所述活塞盘和第二通道侧壁滑动连接，所述活塞盘将第二通道分割为上腔室和下腔室；所述凹槽相对的两侧壁为以第二通道中轴线对称设置的斜面，斜面向第二通道中轴线倾斜，凹槽底部铰接有两块用于夹持加工件的压板，所述压板和加工件接触面上设置有橡胶垫；斜面和压板之间设置有和凹槽斜面配合的楔形块，所述楔形块和凹槽斜面滑动连接，楔形块底端连接有弹簧，所述弹簧和凹槽斜面底部连接；斜面和压板间的凹槽底部开设有和第二通道顶端连通的第一通道。

2.根据权利要求1所述的盘状工件的钻孔定位装置，其特征在于，所述机体中部开设有沿第二通道中轴线对称设置的第一处理通道和第二处理通道，第一处理通道下方的机体上设置有存放框，存放框和第一处理通道连通，且第一处理通道远离第二通道端被机体密封，第二处理通道靠近第二通道处正对第二通道中轴线设置有风扇；所述第一处理通道下的第二通道侧壁上安装有行程开关，所述机体内还安装有微控制器，所述微控制器分别和行程开关以及风扇电连接，所述微控制器能根据行程开关发送的信号控制风扇转动。

3.根据权利要求2所述的盘状工件的钻孔定位装置，其特征在于，所述活塞盘盘面上对应加工件所需钻孔位置和大小参数设置有第一通孔，所述第一通孔底部孔口处套接有弹性材质的条状气囊，所述气囊一端和第一通道侧壁固定连接，气囊另一端上设置有堵块，所述堵块端面和第一通孔上端口齐平且能在第一通孔内上下滑动，所述堵块顶端端面上设置有光敏传感器；所述堵块顶端垂直于第一通孔设置有第二通孔，所述第一通孔侧壁上对应第二通孔的孔口位置分别开设有两个孔道，一个孔道内固定安装有电磁铁，一个孔道内连接有限位弹簧，所述限位弹簧一端和孔道端头固定连接，所述限位弹簧另一端上连接有铁片；两个处理通道和第二通道连通处分别设置有第一电磁阀和第二电磁阀，所述电机、第一电磁阀、第二电磁阀、电磁铁和光敏传感器皆与微控制器电连接，所述微控制器能根据光敏传感器传递的电信号控制电磁铁通电或断电，所述微控制器还用于根据行程开关传递的电信号控制第一电磁阀和第二电磁阀开启和关闭。

4.根据权利要求1所述的盘状工件的钻孔定位装置，其特征在于，所述第一通道和第二通道连通处的通道口大于凹槽底部开设的通道口。

5.根据权利要求1所述的盘状工件的钻孔定位装置，其特征在于，所述压板靠近加工件一面为和加工件外围弧度一致的弧面。

6.根据权利要求1所述的盘状工件的钻孔定位装置，其特征在于，机体上设置有用于取换存放框的门体。