CN109352034A - 一种高精度均布开孔装置及其开孔方法 - Google Patents

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李韶晶
王亮
闫利青
徐俊仕
杨阳
高泽宽
刘平
邹雪花
姜超
陈朋举
杨欢
葛亮
周冲
黄金金
曹青霞
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Abstract

本发明公开了一种高精度均布开孔装置及其开孔方法，开孔装置包括基准孔定位装置和定均布孔圆心装置，基准孔定位装置包括柱形定位盘和顶杆，定位盘的盘面外周设有360°角度尺，在定位盘的盘身上径向分布有若干个顶杆导孔，顶杆的一端弹性安装在顶杆导孔中，另一端伸出顶杆导孔连接有卡座，柱形定位盘盘面中间垂直设有固定轴，固定轴上转动设有定均布孔圆心装置，定均布孔圆心装置包括测量板、连接杆和钻套，测量板的板面中间横向设有滑动槽，滑动槽内滑动设有钻套，测量板的上表面一侧设有刻度尺，钻套的套身上设有指示刻度尺的指针。本发明与传统划线开孔相比，开孔精度高，操作方便，减少人为操作失误所造成的经济损失。

Description

一种高精度均布开孔装置及其开孔方法
技术领域
本发明属于飞机结构装配领域，涉及一种高精度均布开孔装置及其开孔方法。
背景技术
在飞机装配过程中，存在大量结构开孔或均布开孔的情况。为了确保开孔的精度，需要订制专用的钻模和工装。钻模和工装具有唯一性，无法交换使用。因此，在制造过程中大量的均布打孔就产生大量的钻模，钻模生产成本较高，制造周期较长。
发明内容
本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种高精度均布开孔装置及其开孔方法。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高精度均布开孔装置，包括基准孔定位装置和定均布孔圆心装置，基准孔定位装置包括柱形定位盘和顶杆，所述定位盘的盘面外周设有360°角度尺，在定位盘的盘身上径向分布有若干个顶杆导孔，顶杆的一端弹性安装在顶杆导孔中，另一端伸出顶杆导孔连接有卡座，
在定位盘底面对应顶杆导孔的位置设有顶杆定位槽，在顶杆的杆身上设有锁紧孔，锁紧孔内设有锁紧螺栓，锁紧螺栓的栓帽位于顶杆定位槽的下方用于锁紧顶杆，
所述柱形定位盘盘面中间垂直设有固定轴，固定轴上转动设有定均布孔圆心装置，所述定均布孔圆心装置包括测量板、连接杆和钻套，测量板的一端设有连接杆，连接杆的一端带有与固定轴匹配的连接环，所述测量板的板面中间横向设有滑动槽，滑动槽内滑动设有钻套，测量板的上表面一侧沿滑动槽的长度方向设有刻度尺，钻套的套身上设有指示刻度尺的指针。
进一步，在各顶杆导孔的内底壁与顶杆之间设有弹簧，弹簧的一端抵接在顶杆导孔的内底壁上，另一端与抵接在顶杆的一端。
进一步，所述卡座与顶杆的一端插接连接或螺接连接。
进一步，所述卡座包括连接轴和卡头，连接轴的一端与卡头连接，另一端带有内螺纹孔，顶杆伸出顶杆导孔的一端带有外螺纹，连接轴与顶杆螺接连接。
进一步，所述卡头是由底板和立板组成的”L”形结构，立板背离底板的一侧与连接轴连接，立板另一侧板面呈外凸的弧形面。
进一步，所述卡头为与连接轴同轴连接的锥形结构。
进一步，所述卡座与顶杆之间可拆卸的安装有延长杆。
进一步，所述柱形定位盘的盘身上径向分布有三个顶杆导孔。
一种利用高精度均布开孔装置开圆周均布孔的方法，它包括如下步骤：
第一步，将基准孔定位装置定位在待开孔工件的基准孔中，
具体过程为：将柱形定位盘置于基准孔中，松开锁紧螺栓，弹簧带动顶杆向外顶，使各卡座分别与基准孔壁贴合，然后锁紧螺栓，柱形定位盘的圆心与基准孔圆心重合；
第二步，将定均布孔圆心装置通过紧固螺母固定在固定轴上并与柱形定位盘上端面贴合；
第三步，确定被开孔距离基准孔量孔圆心的距离；
具体为，移动定均布孔圆心装置卡槽内的钻套，通过指针读取刻度尺的刻度值；
第四步，在确定开孔位置后，扭紧指针背面的锁紧螺母，固定指针位置，同时记录连接杆与柱形定位盘上360°角度尺的角度值X°，通过指针中间的通孔，手持钻孔工具，在待开孔工件上开出初孔，
第五步，根据均布开孔的数量要求，旋转测量板，根据360°角度尺，确定下一开孔位置与第一个所开孔的夹角（例如：在待开孔工件上360°一周均布开六个安装孔，则旋转测量板至第一次记录的刻度尺值X°+60°的位置）开出第二个初孔；
第六步，按照第五步依次开出其余初孔；
第七步，将初孔扩至终孔状态。
一种利用高精度均布开孔装置开直线均布孔的方法，它包括如下步骤：
第一步，将基准孔定位装置定位在待开孔工件的基准孔中；
具体过程为：将柱形定位盘置于基准孔中，松开锁紧螺栓，弹簧带动顶杆向外顶，使各卡座分别与基准孔壁贴合，然后锁紧螺栓，柱形定位盘的圆心与基准孔圆心重合；
第二步，移动测量板上的指针到下一个开孔位置，根据孔间距读取测量板刻度尺的值；
第三步，按照第二步依次开出其余初孔；
第四步，将初孔扩至终孔状态。
本发明装置可以重复使用，在一定尺寸范围内可以通用，不需要根据各类均布孔开孔要求订制各类钻模或工装，节省了订制钻模或工装的制造周期，降低了生产成本，缩短了飞机的制造周期，与传统划线开孔相比，开孔精度高，操作方便，减少人为操作失误所造成的经济损失。
附图说明
图1是本发明较佳实施例1的结构示意图；
图2是本发明较佳实施例1的另一结构示意图；
图3是本发明较佳实施例1中基准孔定位装置的结构示意图；
图4是本发明较佳实施例1中卡座的结构示意图；
图5是本发明较佳实施例2中卡头的结构示意图；
图6是本发明较佳实施例3中伸缩杆的结构示意图；
图7是本发明较佳实施例1工作时候的结构示意图；
图中，基准孔定位装置1，定均布孔圆心装置2，紧固螺母3，待开孔工件4，柱形定位盘11，顶杆12，卡座13，顶杆定位槽14，锁紧螺栓15，360°角度尺16，测量板21，锁紧螺母22，滑动槽23，钻套24，指针25，刻度尺26，连接杆27，连接环28，连接轴131，卡头132、232，延长杆133,底板1321，立板1322，弧形面1323。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例1，参见图1、2、3、4、6、7所示的一种高精度均布开孔装置，包括基准孔定位装置1和定均布孔圆心装置2，基准孔定位装置1包括柱形定位盘11和顶杆12，所述定位盘12的盘面外周设有360°角度尺16，在定位盘12的盘身上径向分布有若干个顶杆导孔，顶杆12的一端弹性安装在顶杆导孔中，另一端伸出顶杆导孔连接有卡座13，
在定位盘12底面对应顶杆导孔的位置设有顶杆定位槽14，在顶杆12的杆身上设有锁紧孔，锁紧孔内设有锁紧螺栓15，锁紧螺栓15的栓帽位于顶杆定位槽14的下方用于锁紧顶杆12，
所述柱形定位盘11盘面中间垂直设有固定轴17，固定轴17上转动设有定均布孔圆心装置2，所述定均布孔圆心装置2包括测量板21、连接杆27和钻套24，测量板21的一端设有连接杆27，连接杆27的一端带有与固定轴17匹配的连接环28，所述测量板的板面中间横向设有滑动槽23，滑动槽23内滑动设有钻套24，测量板的上表面一侧沿滑动槽23的长度方向设有刻度尺26，钻套24的套身上设有指示刻度尺26的指针25。 进一步，在各顶杆导孔的内底壁与顶杆12之间设有弹簧，弹簧的一端抵接在顶杆导孔的内底壁上，另一端与抵接在顶杆12的一端。一方面顶杆导孔用于引导顶杆12运动，另一方面可通过扭紧锁紧螺栓15固定，限制顶杆12的轴向运动，三个顶杆导孔内放置同规格的弹簧，弹簧用于提供顶杆12运动的动力，通过三个弹簧自由运动的力向外顶顶杆12，使卡座13与基准孔壁贴合，柱形定位盘11圆心与基准孔圆心重合，在确定圆心重合时，应注意避免通过外力推动顶杆12，破坏定位精度，当柱形定位盘11在基准孔中放置完成后，将三个顶杆12低端的锁紧螺栓15扭紧，避免柱形定位盘11的圆心在与基准孔圆心重合后，开孔过程中移动，造成制造偏差。
进一步，所述卡座13与顶杆12的一端插接连接或螺接连接。
进一步，所述卡座13包括连接轴131和卡头132，连接轴131的一端与卡头132连接，另一端带有内螺纹孔，顶杆12伸出顶杆导孔的一端带有外螺纹，连接轴131与顶杆12螺接连接。
进一步，所述卡头132是由底板1321和立板1322组成的”L”形结构，立板背离底板的一侧与连接轴131连接，立板另一侧板面呈外凸的弧形面1323。
进一步，所述盘身上径向分布有三个顶杆导孔。
实施例2：参见图5，当基准孔直径较小时，取下卡座，更换带锥形卡头232的卡座，将卡头232顶在基准孔内壁上。
实施例3：参见图6，若基准孔较大，卡头132、232，无法卡至基准孔壁上，则需要取下卡座，在顶杆12顶端增加延长杆133，再安装卡座，延长杆配置了5mm，3mm，10mm，15mm等常用的4个规格，可以根据需要组合或新增。
本发明开圆周均布孔的方法，如图7所示，它包括如下步骤：
第一步，将基准孔定位装置1定位在待开孔工件4的基准孔中，
具体过程为：将柱形定位盘11置于基准孔中，松开锁紧螺栓15，弹簧带动顶杆12向外顶，使各卡座13分别与基准孔壁贴合，然后锁紧螺栓15，柱形定位盘11的圆心与基准孔圆心重合；
第二步，将定均布孔圆心装置2通过紧固螺母3固定在固定轴17上并与柱形定位盘11上端面贴合；
第三步，确定被开孔距离基准孔量孔圆心的距离；
具体为，移动定均布孔圆心装置2卡槽内的钻套24，通过指针25读取刻度尺26的刻度值；
第四步，在确定开孔位置后，扭紧指针25背面的锁紧螺母22，固定指针25位置，同时记录连接杆27与柱形定位盘11上360°角度尺16的角度值X°，通过指针25中间的通孔，手持钻孔工具，在待开孔工件4上开出初孔，
第五步，根据均布开孔的数量要求，旋转测量板21，根据360°角度尺16，确定下一开孔位置与第一个所开孔的夹角（例如：在待开孔工件4上360°一周均布开六个安装孔，则旋转测量板21至第一次记录的刻度尺26值X°+60°的位置）开出第二个初孔；
第六步，按照第五步依次开出其余初孔；
第七步，将初孔扩至终孔状态。
本发明开直线均布孔的方法，它包括如下步骤：
第一步，将基准孔定位装置1定位在待开孔工件4的基准孔中；
具体过程为：将柱形定位盘11置于基准孔中，松开锁紧螺栓15，弹簧带动顶杆12向外顶，使各卡座13分别与基准孔壁贴合，然后锁紧螺栓15，柱形定位盘11的圆心与基准孔圆心重合；
第二步，移动测量板21上的指针25到下一个开孔位置，根据孔间距读取测量板21刻度尺26的值；
第三步，按照第二步依次开出其余初孔；
第四步，将初孔扩至终孔状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高精度均布开孔装置，包括基准孔定位装置(1)和定均布孔圆心装置(2)，基准孔定位装置(1)包括柱形定位盘(11)和顶杆(12)，所述定位盘(12)的盘面外周设有360°角度尺(16)，在定位盘(12)的盘身上径向分布有若干个顶杆导孔，顶杆(12)的一端弹性安装在顶杆导孔中，另一端伸出顶杆导孔连接有卡座(13)，
在定位盘(12)底面对应顶杆导孔的位置设有顶杆定位槽(14)，在顶杆(12)的杆身上设有锁紧孔，锁紧孔内设有锁紧螺栓(15)，锁紧螺栓(15)的栓帽位于顶杆定位槽(14)的下方用于锁紧顶杆(12)，
所述柱形定位盘(11)盘面中间垂直设有固定轴(17)，固定轴(17)上转动设有定均布孔圆心装置(2)，所述定均布孔圆心装置(2)包括测量板(21)、连接杆(27)和钻套(24)，测量板(21)的一端设有连接杆(27)，连接杆(27)的一端带有与固定轴(17)匹配的连接环(28)，所述测量板的板面中间横向设有滑动槽(23)，滑动槽(23)内滑动设有钻套(24)，测量板的上表面一侧沿滑动槽(23)的长度方向设有刻度尺(26)，钻套(24)的套身上设有指示刻度尺(26)的指针(25)。
2.根据权利要求1所述的一种高精度均布开孔装置，其特征在于，在各顶杆导孔的内底壁与顶杆(12)之间设有弹簧，弹簧的一端抵接在顶杆导孔的内底壁上，另一端与抵接在顶杆(12)的一端。
3.根据权利要求1所述的一种高精度均布开孔装置，其特征在于，所述卡座(13)与顶杆(12)的一端插接连接或螺接连接。
4.根据权利要求1所述的一种高精度均布开孔装置，其特征在于，所述卡座(13)包括连接轴(131)和卡头(132，232)，连接轴(131)的一端与卡头(132，232)连接，另一端带有内螺纹孔，顶杆(12)伸出顶杆导孔的一端带有外螺纹，连接轴(131)与顶杆(12)螺接连接。
5.根据权利要求4所述的一种高精度均布开孔装置，其特征在于，所述卡头(132)是由底板(1321)和立板(1322)组成的”L”形结构，立板背离底板的一侧与连接轴(131)连接，立板另一侧板面呈外凸的弧形面(1323)。
6.根据权利要求4所述的一种高精度均布开孔装置，其特征在于，所述卡头(232)为与连接轴同轴连接的锥形结构。
7.根据权利要求1所述的一种高精度均布开孔装置，其特征在于，所述卡座(13)与顶杆(12)之间可拆卸的安装有延长杆(133)。
8.根据权利要求1所述的一种高精度均布开孔装置，其特征在于，所述定位盘(12)的盘身上径向分布有三个顶杆导孔。
9.一种采用如权利要求1所述的一种高精度均布开孔装置开圆周均布孔的方法，其特征在于它包括如下步骤：
第一步，将基准孔定位装置(1)定位在待开孔工件(4)的基准孔中，
具体过程为：将柱形定位盘(11)置于基准孔中，松开锁紧螺栓(15)，弹簧带动顶杆(12)向外顶，使各卡座(13)分别与基准孔壁贴合，然后锁紧螺栓(15)，柱形定位盘(11)的圆心与基准孔圆心重合；
第二步，将定均布孔圆心装置(2)通过紧固螺母(3)固定在固定轴(17)上并与柱形定位盘(11)上端面贴合；
第三步，确定被开孔距离基准孔量孔圆心的距离；
具体为，移动定均布孔圆心装置(2)卡槽内的钻套(24)，通过指针(25)读取刻度尺(26)的刻度值；
第四步，在确定开孔位置后，扭紧指针(25)背面的锁紧螺母(22)，固定指针(25)位置，同时记录连接杆(27)与柱形定位盘(11)上360°角度尺(16)的角度值X°，通过指针(25)中间的通孔，手持钻孔工具，在待开孔工件(4)上开出初孔，
第五步，根据均布开孔的数量要求，旋转测量板(21)，根据360°角度尺(16)，确定下一开孔位置与第一个所开孔的夹角，开出第二个初孔；
第六步，按照第五步依次开出其余初孔；
第七步，将初孔扩至终孔状态。
10.一种采用如权利要求1所述的一种高精度均布开孔装置开直线均布孔的方法，其特征在于，
第一步，将基准孔定位装置(1)定位在待开孔工件(4)的基准孔中；
具体过程为：将柱形定位盘(11)置于基准孔中，松开锁紧螺栓(15)，弹簧带动顶杆(12)向外顶，使各卡座(13)分别与基准孔壁贴合，然后锁紧螺栓(15)，柱形定位盘(11)的圆心与基准孔圆心重合；
第二步，移动测量板(21)上的指针(25)到下一个开孔位置，根据孔间距读取测量板(21)刻度尺(26)的值；
第三步，按照第二步依次开出其余初孔；
第四步，将初孔扩至终孔状态。
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