CN108817455A - 大型球面板向心精确钻孔装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型球面板向心精确钻孔装置及方法，包括横梁、旋转中心柱、千斤顶和磁力钻和多个电磁压头，横梁水平布置于旋转中心柱的上方，横梁上沿长度方开设有多个槽形孔，千斤顶的上端通过螺栓与横梁连接，螺栓设置于槽形孔中，千斤顶的下端连接有球面垫板，磁力钻设置于球面垫板上，旋转中心柱用于放置待加工球面板，待加工球面板可沿旋转中心柱转动，多个电磁压头设置于待加工球面板上方，钻孔时电磁压头用于压紧待加工球面板，球面垫板通过千斤顶固定于待加工球面板上。实现球面板与千斤顶及磁力钻之间多维度的快速切换定位，加工过程中无需球面板的吊装移动，工装简单便于操作，提高了工作效率。

Description

大型球面板向心精确钻孔装置及方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种大型球面板向心精确钻孔装置及方法。

背景技术

大尺寸球面形孔板被广泛应用在各种风洞中，依靠其密集且均匀的孔使气流梳理后形成均匀高速流，减少气流的紊乱和能量损失，从而保证稳定的流场。为了解决以上施工难点，采用此方法有效解决了钻孔精确定位问题。为了保证钻孔质量，本装置设有球面形垫板、定位指针和横梁刻度标记等，装置设计结构简单，操作方便，在实际生产过程中已得到应用，获得较好的使用效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种大型球面板向心精确钻孔装置及方法，实现球面板与千斤顶及磁力钻之间多维度的快速切换定位，加工过程中无需球面板的吊装移动，工装简单便于操作，提高了工作效率。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种大型球面板向心精确钻孔装置，包括横梁、旋转中心柱、千斤顶和磁力钻和多个电磁压头，横梁水平布置于旋转中心柱的上方，横梁上沿长度方开设有多个槽形孔，千斤顶的上端通过活结螺栓与横梁连接，活结螺栓设置于槽形孔中，千斤顶的下端连接有球面垫板，磁力钻设置于球面垫板上，旋转中心柱用于放置待加工球面板，待加工球面板可沿旋转中心柱转动，多个电磁压头设置于待加工球面板上方，钻孔时电磁压头用于压紧待加工球面板，球面垫板通过千斤顶固定于待加工球面板上。

按照上述技术方案，所述的大型球面板向心精确钻孔装置还包括底板和两个支腿，底板水平设置于地面，旋转中心柱和支腿设置于底板上，两个支腿设置于旋转中心柱的两侧，横梁的两端分别与两个支腿连接，多个电磁压头分别固设于两个支腿上。

按照上述技术方案，支腿和横梁的材料均为工字钢。

按照上述技术方案，支腿上设有指针，指针布置于待加工球面板的一侧。

按照上述技术方案，旋转中心柱包括中心支柱，中心支柱竖直设置，中心支柱和底板之间连接有多个斜撑，中心支柱的上端设有轴承，待加工球面板与轴承连接，待加工球面板通过轴承以中心支柱为中心转动。

按照上述技术方案，相邻槽形孔之间的距离与球面板上径向相邻待加工孔的间距相同。

按照上述技术方案，多个槽形孔替换为轨道，轨道沿横梁的长度方向布置，千斤顶设置于轨道上，千斤顶可沿轨道移动。

按照上述技术方案，轨道上设有标尺，标尺用于千斤顶移动定位。

采用以上所述的大型球面板向心精确钻孔装置的钻孔方法包括以下步骤：

1)将待加工球面板吊装至旋转中心柱上，将待加工球面板的中心与旋转中心柱的上端连接，使球面板的圆形底面调节至水平，并可沿旋转中心柱转动；

2)通过电磁压头将待加工球面板吸附固定，球面垫板通过千斤顶紧贴固定于待加工球面板，磁力钻对待加工球面板钻孔；

3)电磁压头和千斤顶松开，球面板旋转一个角度使磁力钻停留在下一个待加工孔位上；

4)重复步骤2)～3)，直至钻完球面板上同一圆周直径上的待加工孔；

5)千斤顶沿横梁长度方向移动一定的距离；

6)重复步骤2)～5)，直至钻完球面板上所有的待加工孔。

按照上述技术方案，所述的步骤2)之前，在待加工球面板外边缘做周向标记线，在所述的步骤2)，通过周向标记线指导下，磁力钻对待加工球面板上钻孔。

本发明具有以下有益效果：

本装置及方法通过旋转中心柱和横梁上的多个槽形孔，实现球面板与千斤顶及磁力钻之间多维度的快速切换定位，加工过程中无需球面板的吊装移动，工装简单便于操作，提高了工作效率，球面垫板保证了磁力钻钻孔的向心。

附图说明

图1是本发明实施例中大型球面板向心精确钻孔装置主视图；

图2是图1的A视图；

图3是图1的俯视图；

图中，1-电磁压头，2-指针，3-底板，4-旋转中心柱，5-斜撑，6-球面垫板，7-磁力钻，8-千斤顶，9-球面板，10-支腿，11-横梁，12-轴承，13-活结螺栓，14-槽形孔，15-周向标记线，16-待加工孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1～图3所示，本发明提供的一个实施例中的大型球面板向心精确钻孔装置，包括横梁11、旋转中心柱4、千斤顶8和磁力钻7和多个电磁压头1，横梁11水平布置于旋转中心柱4的上方，横梁11上沿长度方开设有多个槽形孔14，千斤顶8的上端通过活结螺栓13与横梁11连接，活结螺栓设置于槽形孔中，千斤顶8的下端连接有球面垫板6，磁力钻7设置于球面垫板6上，旋转中心柱4用于放置待加工球面板9，待加工球面板9可沿旋转中心柱4转动，多个电磁压头1设置于待加工球面板9上方，钻孔时电磁压头用于压紧待加工球面板，使其固定，球面垫板通过千斤顶固定于待加工球面板上，避免磁力钻钻孔时因磁力不足而偏移。

进一步地，所述的大型球面板向心精确钻孔装置还包括底板3和两个支腿10，底板3水平设置于地面，旋转中心柱4和支腿10设置于底板3上，两个支腿10设置于旋转中心柱4的两侧，横梁11的两端分别与两个支腿10连接，多个电磁压头1分别固设于两个支腿10上。

进一步地，电磁压头1的个数为2个，分别布置于两个支腿上。

进一步地，支腿10和横梁11的材料均为工字钢。

进一步地，支腿10上设有指针2，指针2布置于待加工球面板9的一侧，待加工球面板9外边缘设有周向标记线15。

进一步地，旋转中心柱4包括中心支柱，中心支柱竖直设置，中心支柱和底板3之间连接有多个斜撑5，中心支柱的上端设有轴承12，待加工球面板9与轴承12连接，待加工球面板9通过轴承12以中心支柱为中心转动。

进一步地，多个槽形孔14替换为轨道，轨道沿横梁11的长度方向布置，千斤顶8设置于轨道上，千斤顶8可沿轨道移动；千斤顶8可安设于不同的槽形孔14上，在球面板9不移动的情况下磁力钻7沿球面板9径向移动，实现在球面板9不同圆周直径上进行钻孔。

进一步地，槽形孔14作为活结螺栓13槽孔，用于千斤顶8通过螺栓与横梁11连接。

进一步地，横梁11上设有轨道，轨道沿横梁11的长度方向设置，千斤顶8设置于轨道上，千斤顶8可沿轨道移动；实现在球面板9不同圆周直径上进行钻孔。

进一步地，轨道上设有标尺，标尺用于千斤顶8移动定位；通过标尺可指导千斤顶8精确沿轨道移动，实现在球面板9不同圆周直径上进行钻孔。

采用以上所述的大型球面板向心精确钻孔装置的钻孔方法，包括以下步骤：

1)将待加工球面板9吊装至旋转中心柱4上，将待加工球面板9的中心与旋转中心柱4的上端连接，使球面板9的圆形底面调节至水平，并可沿旋转中心柱4转动；

2)通过电磁压头1将待加工球面板9吸附固定，球面垫板6通过千斤顶8紧贴固定于待加工球面板9，磁力钻7对待加工球面板9钻孔；

3)电磁压头1和千斤顶8松开，球面板9旋转一个角度使磁力钻7停留在下一个待加工孔16位上；

4)重复步骤2)～3)，直至钻完球面板9上同一圆周直径上的待加工孔16；

5)千斤顶8沿横梁11长度方向移动一定的距离；

6)重复步骤2)～5)，直至钻完球面板9上所有的待加工孔16。

进一步地，所述的步骤2)之前，在待加工球面板9外边缘做周向标记线15(周向标记线15是与球面板9上待加工孔16周向位置相对应的标记线)，在所述的步骤2)，通过周向标记线15指导下，磁力钻7对待加工球面板9上钻孔。

进一步地，所述的步骤3)中，球面板9旋转一个角度，使指针2与周向标记线15的下一个刻度重合，实现磁力钻7停留在下一个待加工孔16位上。

本发明的一个实施方案：

首先根据施工球面板9上孔间距在横梁11上标记并开槽形孔14，然后在球面板9边缘一周标记孔间距，加工球面垫板6与球面弧度吻合，最后准备千斤顶8、磁力钻7、中心支柱。

工作流程：

(1)在平台上确定球面板9的中心，焊接一根中心支柱和斜撑5，中心支柱顶端与轴承12预先配做。

(2)将球面板9吊装至中心支柱上调节水平，将球面板9与轴承12联结固定并调试保证其沿中心灵活转动。

(3)安装两支腿10与底板3固定后再安装横梁11，将其调节水平后与支腿10固定。

(4)安装两侧电磁压头1和千斤顶8、磁力钻7，千斤顶8与球面垫板6点固焊，与横梁11采用活结螺栓13紧固。

(5)调整球面板9使边缘标记与指针2重合，电磁压头1通电将球面板9吸附固定，压紧千斤顶8(千斤顶8与横梁11联结一方面可以定位，另一方面可以将球面垫板6压紧避免磁力钻7的磁力不足在钻孔时移动)。

(6)磁力钻7通电开始钻孔(磁力钻7与球面垫板6固定一起可以保证钻孔向心)。

(7)第一个孔钻好后松开千斤顶8，接着松开电磁压头1转动球面板9使指针2对准标记线，然后压紧电磁压头1和千斤顶8进行钻孔。

(8)按照此方法依次钻孔直至一周后，松开活结螺栓13调整至下一圈定位孔，再按照上述方法依次钻孔直至完成整个球面板9的孔。

综上所述，大型球面板9钻孔装置主要由工装框架、磁力钻7、千斤顶8、电磁压头1、旋转轴等组成，先将两端电磁压头1通电后固定工件，接着压紧千斤顶8磁力钻7通电进行钻孔，钻完后电磁压头1和千斤顶8松开旋转工件，根据指针2确定下一个钻孔位置，待一圈钻完后松开活结螺栓13调整位置重新开始下一圈钻孔；根据横梁11标记和指针2可以实现孔快速定位，两侧电磁压头1可以固定球面形板和快速切换，磁力钻7与球面底板3固定保证钻孔向心，千斤顶8与横梁11联结既可以实现定位又可以将底板3与工件压紧，旋转轴可以快速实现钻孔切换，精确定位且保证尺寸要求；本装置可以实现球面上向心钻孔精确定位且提高工作效率保证技术要求，解决大尺寸球面板9密集钻孔、且孔向心的问题。

以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，包括横梁、旋转中心柱、千斤顶和磁力钻和多个电磁压头，横梁水平布置于旋转中心柱的上方，横梁上沿长度方开设有多个槽形孔，千斤顶的上端通过螺栓与横梁连接，螺栓设置于槽形孔中，千斤顶的下端连接有球面垫板，磁力钻设置于球面垫板上，旋转中心柱用于放置待加工球面板，待加工球面板可沿旋转中心柱转动，多个电磁压头设置于待加工球面板上方，钻孔时电磁压头用于压紧待加工球面板，球面垫板通过千斤顶固定于待加工球面板上。

2.根据权利要求1所述的大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，所述的大型球面板向心精确钻孔装置还包括底板和两个支腿，底板水平设置于地面，旋转中心柱和支腿设置于底板上，两个支腿设置于旋转中心柱的两侧，横梁的两端分别与两个支腿连接，多个电磁压头分别固设于两个支腿上。

3.根据权利要求2所述的大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，支腿和横梁的材料均为工字钢。

4.根据权利要求2所述的大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，支腿上设有指针，指针布置于待加工球面板的一侧。

5.根据权利要求2所述的大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，旋转中心柱包括中心支柱，中心支柱竖直设置，中心支柱和底板之间连接有多个斜撑，中心支柱的上端设有轴承，待加工球面板与轴承连接，待加工球面板通过轴承以中心支柱为中心转动。

6.根据权利要求1所述的大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，相邻槽形孔之间的距离与球面板上径向相邻待加工孔的间距相同。

7.根据权利要求1所述的大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，多个槽形孔替换为轨道，轨道沿横梁的长度方向布置，千斤顶设置于轨道上，千斤顶可沿轨道移动。

8.根据权利要求7所述的大型球面板向心精确钻孔装置，其特征在于，轨道上设有标尺，标尺用于千斤顶移动定位。

9.采用权利要求1所述的大型球面板向心精确钻孔装置的钻孔方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待加工球面板吊装至旋转中心柱上，将待加工球面板的中心与旋转中心柱的上端连接，使球面板的圆形底面调节至水平，并可沿旋转中心柱转动；

2)通过电磁压头将待加工球面板吸附固定，球面垫板通过千斤顶紧贴固定于待加工球面板，磁力钻对待加工球面板钻孔；

3)电磁压头和千斤顶松开，球面板旋转一个角度使磁力钻停留在下一个待加工孔位上；

4)重复步骤2)～3)，直至钻完球面板上同一圆周直径上的待加工孔；

5)千斤顶沿横梁长度方向移动一定的距离；

6)重复步骤2)～5)，直至钻完球面板上所有的待加工孔。

10.根据权利要求9所述的钻孔方法，其特征在于，所述的步骤2)之前，在待加工球面板外边缘做周向标记线，在所述的步骤2)，通过周向标记线指导下，磁力钻对待加工球面板上钻孔。