CN109015028A - 一种钻孔定位辅助设备及钻孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钻孔定位辅助设备及钻孔加工方法，钻孔钻具包括锁丝孔钻块和辅助夹紧块，锁丝孔钻块上开设有V型定位槽，V型定位槽用于对接头类零件的方台的待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻面进行定位，锁丝孔钻块在V型定位槽处开设有钻头引导孔；当V型定位槽对方台的待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻面进行定位后，方台上待钻的锁丝孔的轴线与钻头引导孔的轴线同轴；辅助夹紧块设置于与V型定位槽相对的位置，用于与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧。本发明能够实现对接头类零件进行快速定位，提高接头类零件锁丝孔的加工质量及加工效率。

Description

一种钻孔定位辅助设备及钻孔加工方法

技术领域

本发明属于接头类零件锁丝孔快速加工技术，本发明目的是提供一种可以对接头类零件快速定位、引导及加工锁丝孔的钻孔辅助设备及钻孔加工方法。

背景技术

航空发动机接头类科研零件的种类多、外形差异大，导致其锁丝孔的加工，无法借用现有的锁丝孔加工钻具。但新制钻具需要研制周期，无法保证零件的按时生产交付。

锁丝孔现场加工一般采用万能办法加工。具体有如下两种加工方案：1)手工直接钻孔。具体方法为：首先，在零件表面锁丝孔的位置划线，标记出钻孔点；其次将零件用虎钳按锁丝孔角度方向辅助夹持，手工直接在钻孔点钻孔(斜面直接钻孔)；或者将零件平放在台钻平台上，先在钻孔点处打窝，然后将零件用虎钳按锁丝孔角度方向辅助夹持，再在窝点处钻孔；2)特种加工电火花打孔。首先，需征询设计方同意特种方法加工；其次，需协调特种方法加工的中转单位；再次，自制或组合一些小型的简易定位夹具。

上面两种方案中：第一种为工人手工操作，存在定位误差大，且夹持中无法准确定位，锁丝孔角度及孔轴线距楞边尺寸无法保证。具体可见附图中锁丝孔孔位及角度：1)锁丝孔所在面为斜面，钻孔时钻头打滑，会不可避免造成钻头方向发生偏移，与钻头回转中心形成角度偏差，造成加工过程中钻头断裂孔中的问题，需要进行返工取出断裂的钻头，造成零件表面轻微二次损伤。针对此类问题，要求钻头在加工形成孔口时，进给速度调慢，多次进给，如此一来也造成了加工效率的低下。2)钻头在加工形成孔口时，孔口周边有窝口痕迹(孔口豁口)，或孔口有台阶痕，使得孔口表面质量无法保证。第二种方案为特种加工电火花打孔，锁丝孔加工完成后，沿孔轴向经常会形成锥孔，用测具塞规进行测量，会发现一边孔口孔径稍大，另一边稍小。因电火花加工的特殊性，其打孔效率较低。

综上，目前的技术中，在对接头类零件加工锁丝孔时，存在加工效率低，合格率不高的技术问题。

发明内容

为解决现有方法存在的缺陷，本发明提供一种钻孔定位辅助设备及钻孔加工方法，本发明能够实现对接头类零件进行快速定位，提高接头类零件锁丝孔的加工质量及加工效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种钻孔定位辅助设备，该钻孔定位辅助设备为一种接头类零件用锁丝孔钻具，包括锁丝孔钻块和辅助夹紧块，锁丝孔钻块上开设有V型定位槽，V型定位槽用于对接头类零件的方台进行定位，锁丝孔钻块上开设有钻头引导孔；当V型定位槽对方台进行定位后，方台上待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻的两个面分别通过V型定位槽的两个面定位，方台上待钻的锁丝孔的轴线与钻头引导孔的轴线同轴；

辅助夹紧块设置于与V型定位槽相对的位置，用于与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧。

优选的，锁丝孔钻块在V型定位槽的拐角部位开设有退让槽，退让槽用于容纳方台的棱角部位。

优选的，V型定位槽的表面为加工面。

优选的，锁丝孔钻块上还开设有避让缺口，当辅助夹紧块与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧后，避让缺口能够避让接头类零件上与锁丝孔钻块发生干涉的部位。

优选的，辅助夹紧块上开设有与方台的棱角形状适配的V型槽，当V型定位槽对方台的一组邻边进行定位后，辅助夹紧块通过V型槽与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧。

优选的，钻头引导孔的直径不小于锁丝孔的直径。

优选的，锁丝孔钻块上设有与连接结构，所述连接结构用于将锁丝孔钻块与加紧工具连接，所述加紧工具用于固定所述钻孔定位辅助设备

优选的，所述连接结构包括连接螺栓和螺母，锁丝孔钻块上开设有能够与连接螺栓配合的螺栓孔，连接螺栓的一端与螺栓孔螺纹连接，螺母与连接螺栓配合连接且将连接螺栓与锁丝孔钻块紧固。

优选的，接头类零件为航空发动机的三通零件或四通零件。

一种接头类零件锁丝孔加工方法，通过上述钻孔定位辅助设备进行，包括以下步骤：

步骤1，将锁丝孔钻块固定；

步骤2，将接头类零件的方台的待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻面与锁丝孔钻块的V型定位槽紧贴，并使方台上待钻的锁丝孔的轴线与钻头引导孔的轴线同轴；

步骤3，将辅助夹紧块设置于与V型定位槽相对的位置，使辅助夹紧块与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧，再将辅助夹紧块固定；

步骤4，将钻头从锁丝孔钻块的钻头引导孔一端伸入，对接头类零件加工锁丝孔，锁丝孔加工完毕后，退出钻头。

优选的，所述步骤1中，锁丝孔钻块通过连接结构固定于加紧工具，通过加紧工具能够固定整个钻孔定位辅助设备；本发明中加紧工具选用虎钳，在固定时，将连接螺栓的一端固定于虎钳钳口处的活动钳身上，连接螺栓呈水平状态，同时使锁丝孔钻块上的钻头引导孔呈竖直状态；

所述步骤3中，将辅助夹紧块固定于虎钳钳口处的固定钳身上，使接头类零件上与V型定位槽相对的棱边与辅助夹紧块接触，再旋转虎钳的丝杠，使辅助夹紧块与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的钻孔定位辅助设备通过在锁丝孔钻块上开设V型定位槽，V型定位槽用于对接头类零件的方台的待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻面进行定位，在钻锁丝孔时，锁丝孔钻块通过V型定位槽对方台的待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻面进行快速定位，使得接头类零件处于一个合适的有利于钻孔的位置；锁丝孔钻块在V型定位槽处开设有钻头引导孔，在钻锁丝孔时，当V型定位槽对方台的待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻面进行定位后，方台上待钻的锁丝孔的轴线与钻头引导孔的轴线同轴，因此能够保证钻孔位置，克服零件外部划线以及手工钻制精度差、质量差的问题；辅助夹紧块能够与锁丝孔钻块配合起来将接头类零件夹紧，能够保证钻孔过程中接头类零件的稳定性，保证钻孔的质量和钻孔过程中操作的安全性。综上所述，本发明的钻孔定位辅助设备能够实现快速对接头类零件的快速定位和固定，提高接头类零件锁丝孔的加工质量及加工效率。

进一步的，锁丝孔钻块在V型定位槽的拐角部位开设有退让槽，若方台的棱角部位未进行倒角，则退让槽能够容纳方台的棱角部位，使得方台棱角处的两个面与V型定位槽表面紧贴，保证定位效果。

进一步的，锁丝孔钻块上还开设有避让缺口，当辅助夹紧块与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧后，避让缺口能够避让接头类零件上与锁丝孔钻块发生干涉的部位，因此能够保证方台棱角处的两个面与V型定位槽表面紧贴，保证定位效果。

进一步的，辅助夹紧块上开设有与方台的棱角形状适配的V型槽，当V型定位槽对方台的一组邻边进行定位后，辅助夹紧块通过V型槽与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧，通过V型槽能够防止辅助夹紧块夹伤接头类零件。

本发明的接头类零件锁丝孔加工方法在加工锁丝孔时，先锁丝孔钻块固定；再将接头类零件的方台的待钻的锁丝孔的棱角对应的相邻面与锁丝孔钻块的V型定位槽紧贴，并使方台上待钻的锁丝孔的轴线与钻头引导孔的轴线同轴；将辅助夹紧块设置于与V型定位槽相对的位置，使辅助夹紧块与锁丝孔钻块将接头类零件夹紧，再将辅助夹紧块固定；再将钻头从锁丝孔钻块的钻头引导孔一端伸入，对接头类零件加工锁丝孔，锁丝孔加工完毕后，退出钻头。由该过程可知，通过本发明的钻孔定位辅助设备能够实现对接头类零件快速定位和固定，钻孔时直接使钻头沿钻头引导孔运动，完成钻锁丝孔的动作，该过程操作简便，并且能够保证锁丝孔的位置，因此本发明的方法能够提高接头类零件锁丝孔的加工质量及加工效率。

附图说明

以下附图仅指在与对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围，其中：

图1是本发明钻孔定位辅助设备与接头类零件装配后的结构示意图。

图2是三通零件的2D结构示意图(30°锁丝孔)。

图3是三通零件的3D结构示意图(30°锁丝孔)。

图4是三通零件的2D结构示意图(45°锁丝孔)。

图5是三通零件的3D结构示意图(45°锁丝孔)。

图6是四通零件的2D结构主视示意图(30°锁丝孔)。

图7是图6的左视图。

图8是四通零件的3D结构示意图(30°锁丝孔)。

图9是本发明锁丝孔钻块一实施例的结构示意图。

图10是本发明锁丝孔钻块又一实施例的结构示意图。

图中，1-锁丝孔钻块，1-1-第一定位面，1-2-第二定位面，1-3-退让槽，1-4-钻头引导孔，1-5-螺栓孔，1-6-避让缺口，2-接头类零件，2-1-方台，2-2-锁丝孔，3-连接螺栓，4-螺母，5-虎钳，6-三通零件，7-四通零件，8-辅助夹紧块，9-三通零件，10-四通零件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，参照图2～图10，本发明的钻孔定位辅助设备是一种接头类零件用锁丝孔钻具，包括锁丝孔钻块1和辅助夹紧块8，锁丝孔钻块1上开设有V型定位槽，V型定位槽用于对接头类零件2的方台2-1的待钻的锁丝孔2-2的棱角对应的相邻面进行定位，锁丝孔钻块1在V型定位槽处开设有钻头引导孔1-4；当V型定位槽对方台2-1的待钻的锁丝孔2-2的棱角对应的相邻面进行定位后，方台2-1上待钻的锁丝孔2-2的轴线与钻头引导孔1-4的轴线同轴；

辅助夹紧块8设置于与V型定位槽相对的位置，用于与锁丝孔钻块1将接头类零件2夹紧。

如图1、图9和图10所示，作为本发明优选的实施方案，锁丝孔钻块1在V型定位槽的拐角部位开设有退让槽1-3，退让槽1-3用于容纳方台2-1的棱角部位，如图6～图8所示，当接头类零件2方台的拐角位置没有倒角时，退让槽1-3能够容纳方台的拐角位置，以使方台的表面与V型定位槽表面贴紧，保证定位效果。

作为本发明优选的实施方案，V型定位槽的表面为加工面，V型定位槽的两个面分别为第一定位面1-1和第二定位面1-2，第一定位面1-1和第二定位面1-2表面的平整度和粗糙度要满足能够定位和不划伤方台2-1表面的要求。

作为本发明优选的实施方案，第一定位面1-1和第二定位面1-2之前的夹角α可为90°、120°或150°，该夹角与方台2-1上待定位的面之间的夹角相同(参照图1)。

如图10所示，作为本发明优选的实施方案，锁丝孔钻块1上还开设有避让缺口1-6，当辅助夹紧块8与锁丝孔钻块1将接头类零件2夹紧后(接头类零件2采用如图6～图8所示的四通零件)，避让缺口1-6用于避让接头类零件2上与锁丝孔钻块1发生干涉的部位。

如图1所示，作为本发明优选的实施方案，辅助夹紧块8上开设有与方台2-1的棱角形状适配的V型槽，当V型定位槽对方台2-1的一组邻边进行定位后，辅助夹紧块8通过V型槽与锁丝孔钻块1将接头类零件2夹紧。

如图1所示，作为本发明优选的实施方案，钻头引导孔1-4的直径不小于锁丝孔2-2的直径，钻头引导孔1-4的直径最好是稍大于锁丝孔2-2的直径。

如图1所示，作为本发明优选的实施方案，本发明的钻孔定位辅助设备还包括连接螺栓3和螺母4，结合图9和图10，锁丝孔钻块1上开设有能够与连接螺栓3配合的螺栓孔1-5，参照图1，连接螺栓3的一端与螺栓孔1-5螺纹连接，螺母4与连接螺栓3配合连接且将连接螺栓3与锁丝孔钻块1紧固。

如图1、图9和图10所示，作为本发明优选的实施方案，螺栓孔1-5的轴线与钻头引导孔1-4的轴线垂直。

作为本发明优选的实施方案，根据预先设计尺寸，利用废旧刀杆，线切割数控仿形加工出相应类型的锁丝孔钻块1。

作为本发明优选的实施方案，根据锁丝孔钻块1预先设计尺寸，利用废旧刀杆，线切割加工出相应类型的辅助夹紧块8。

作为本发明优选的实施方案，因辅助夹紧块8为滑动块，故此辅助夹紧块8不参与装配，仅根据所加工出接头类型，选取配套规格的辅助夹紧块8进行加工中的辅助夹紧。

如图2～图8所示，作为本发明优选的实施方案，接头类零件2为航空发动机的三通零件或四通零件；

可按锁丝孔直径大小、中心距及锁丝孔角度将其分类为三通45°角1.2mm×1.5mm、三通45°角1.5mm×1.5mm、三通45°角1.5mm×2mm、三通30°角1.2mm×1.5mm、三通30°角1.5mm×1.5mm、三通30°角1.5mm×2mm、四通45°角1.2mm×1.5mm、四通45°角1.5mm×1.5mm、四通45°角1.5mm×2mm、四通30°角1.2mm×1.5mm、四通30°角1.5mm×1.5mm、四通30°角1.5mm×2mm等十二个类型。

如图2和图3所示，接头类零件2为航空发动机的三通零件9，三通零件9在其方台2-1处钻30°锁丝孔，三通零件9的方台2-1上打锁丝孔2-2的位置对应的两个面之间未倒角，如图1和图9所示，锁丝孔钻块1在V型定位槽的拐角部位开设有退让槽1-3。

如图4和图5所示，参照图1，接头类零件2为航空发动机的三通零件9，三通零件9在其方台2-1处钻45°锁丝孔，三通零件9的方台2-1上打锁丝孔2-2的位置对应的两个面之间有倒角，因此，锁丝孔钻块1在V型定位槽的拐角部位可不开设退让槽1-3，也可以开设退让槽1-3。

如图6～图8所示，参照图10，接头类零件2为航空发动机的四通零件10，四通零件10在其方台2-1处钻30°锁丝孔，四通零件10的方台2-1上打锁丝孔2-2的位置对应的两个面之间没有倒角，因此，锁丝孔钻块1在V型定位槽的拐角部位需开设退让槽1-3，同时，当V型定位槽对四通零件10的方台2-1的待钻的锁丝孔2-2的棱角对应的相邻面进行定位后，四通零件10的下端部分会与锁丝孔钻块1之间发生位置干涉，参照图10，在锁丝孔钻块1上再开设避让缺口1-6，锁丝孔钻块1在避让缺口1-6处与四通零件10的下端部分避免发生干涉。

参照图1，本发明的接头类零件锁丝孔加工方法，通过上述装置进行，包括以下步骤：

步骤1，将锁丝孔钻块1固定；

步骤2，将接头类零件2的方台2-1的待钻的锁丝孔2-2的棱角对应的相邻面与锁丝孔钻块1V型定位槽紧贴，并使方台2-1上待钻的锁丝孔2-2的轴线与钻头引导孔1-4的轴线同轴；

步骤3，将辅助夹紧块8设置于与V型定位槽相对的位置，使辅助夹紧块8与锁丝孔钻块1将接头类零件2夹紧，再将辅助夹紧块8固定；

步骤4，将钻头从锁丝孔钻块1的钻头引导孔1-4一端伸入，对接头类零件2加工锁丝孔2-2，锁丝孔2-2加工完毕后，退出钻头。

作为本发明优选的实施方案，步骤1中，将连接螺栓3的一端固定于虎钳5钳口处的活动钳身上，使连接螺栓3呈水平状态，同时使锁丝孔钻块1上的钻头引导孔1-4呈竖直状态；

步骤3中，将辅助夹紧块8固定于虎钳5钳口处的固定钳身上，使接头类零件2上与V型定位槽相对的棱边与辅助夹紧块8接触，再旋转虎钳5的丝杠，使辅助夹紧块8与锁丝孔钻块1将接头类零件2夹紧。

实施例

本实施例的接头类零件锁丝孔加工方法，本实施例以三通零件9为例，参照图1、图4和图5，包括以下步骤：

步骤1，将连接螺栓3的一端固定于虎钳5钳口处的活动钳身上，使连接螺栓3呈水平状态，同时使锁丝孔钻块1上的钻头引导孔1-4呈竖直状态；

步骤2，将三通零件9的方台2-1的待钻的锁丝孔2-2的棱角对应的相邻面与锁丝孔钻块1V型定位槽紧贴，并使方台2-1上待钻的锁丝孔2-2的轴线与钻头引导孔1-4的轴线同轴；

步骤3，将辅助夹紧块8固定于虎钳5钳口处的固定钳身上，辅助夹紧块8设置于与V型定位槽相对的位置，使接头类零件2上与V型定位槽相对的棱边与辅助夹紧块8接触，再旋转虎钳5的丝杠，使辅助夹紧块8与锁丝孔钻块1将三通零件9夹紧；

步骤4，将钻头从锁丝孔钻块1的钻头引导孔1-4上端伸入，对三通零件9加工锁丝孔2-2，锁丝孔2-2加工完毕后，退出钻头。

综上所述，本发明锁丝孔钻块1在进行科研零件号的加工时具有普遍适应性，能够缩短生产周期(去除了派制钻孔夹具的时间)的优势，夹具成本低(虎钳、标准螺栓、标准螺母、从废刀杆上切割出的简易钻块成本低且可以重复利用)，装夹、定位可靠，准确，操作简单，克服了零件外部划线手工钻制精度差、质量差的问题及特种工艺中转外部车间的各项协调问题及质量问题，消除了零件表面的返修损伤，同时提高了零件加工效率。

Claims (10)

1.一种钻孔定位辅助设备，其特征在于，包括锁丝孔钻块(1)和辅助夹紧块(8)，锁丝孔钻块(1)上开设有V型定位槽，V型定位槽用于对接头类零件(2)的方台(2-1)进行定位，锁丝孔钻块(1)上开设有钻头引导孔(1-4)；当V型定位槽对方台(2-1)定位后，方台(2-1)上待钻锁丝孔的棱角对应的相邻的两个面分别通过V型定位槽的两个面定位，方台(2-1)上待钻的锁丝孔(2-2)的轴线与钻头引导孔(1-4)的轴线同轴；

辅助夹紧块(8)设置于与V型定位槽相对的位置，用于与锁丝孔钻块(1)将接头类零件(2)夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种钻孔定位辅助设备，其特征在于，锁丝孔钻块(1)在V型定位槽的拐角部位开设有退让槽(1-3)，退让槽(1-3)用于容纳方台(2-1)的棱角部位。

3.根据权利要求1所述的一种钻孔定位辅助设备，其特征在于，V型定位槽的表面为加工面。

4.根据权利要求1所述的一种钻孔定位辅助设备，其特征在于，锁丝孔钻块(1)上还开设有避让缺口(1-6)，当辅助夹紧块(8)与锁丝孔钻块(1)将接头类零件(2)夹紧后，避让缺口(1-6)能够避让接头类零件(2)上与锁丝孔钻块(1)发生干涉的部位。

5.根据权利要求1所述的一种钻孔定位辅助设备，其特征在于，辅助夹紧块(8)上开设有与方台(2-1)的棱角形状适配的V型槽，当V型定位槽对方台(2-1)的一组邻边进行定位后，辅助夹紧块(8)通过V型槽与锁丝孔钻块(1)将接头类零件(2)夹紧。

6.根据权利要求1所述的一种钻孔定位辅助设备，其特征在于，钻头引导孔(1-4)的直径不小于锁丝孔(2-2)的直径。

7.根据权利要求1所述的一种钻孔定位辅助设备，其特征在于，还包括锁丝孔钻块(1)上设有与连接结构，所述连接结构用于将锁丝孔钻块(1)与加紧工具连接，所述加紧工具用于固定所述钻孔定位辅助设备。

8.根据权利要求1所述的一种钻孔定位辅助设备钻孔定位辅助设备，其特征在于，接头类零件(2)为三通零件或四通零件。

9.一种钻孔加工方法，其特征在于，通过权利要求1-8任意一项所述的钻孔定位辅助设备进行，包括以下步骤：

步骤1，将锁丝孔钻块(1)固定；

步骤2，将接头类零件(2)的方台(2-1)的待钻的锁丝孔(2-2)的棱角对应的相邻面与锁丝孔钻块(1)的V型定位槽紧贴，并使方台(2-1)上待钻的锁丝孔(2-2)的轴线与钻头引导孔(1-4)的轴线同轴；

步骤3，将辅助夹紧块(8)设置于与V型定位槽相对的位置，使辅助夹紧块(8)与锁丝孔钻块(1)将接头类零件(2)夹紧，再将辅助夹紧块(8)固定；

步骤4，将钻头从锁丝孔钻块(1)的钻头引导孔(1-4)一端伸入，对接头类零件(2)加工锁丝孔(2-2)，锁丝孔(2-2)加工完毕后，退出钻头。

10.根据权利要求9所述的一种钻孔加工方法，其特征在于，所述步骤1中，锁丝孔钻块(1)通过连接结构固定于加紧工具，通过加紧工具能够固定整个钻孔定位辅助设备；当锁丝孔钻块(1)通过连接结构固定于加紧工具后，丝孔钻块(1)上的钻头引导孔(1-4)呈竖直状态；将辅助夹紧块(8)固定于所述加紧工具上，使接头类零件(2)上与V型定位槽相对的棱边与辅助夹紧块(8)接触，再调整所述加紧工具，使辅助夹紧块(8)与锁丝孔钻块(1)将接头类零件(2)夹紧。