CN109909526A - 钻孔加工装置及加工斜孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种钻孔加工装置及加工斜孔方法，其中，钻孔加工装置包括钻头、机座和导向组件，导向组件安装在机座上；导向组件具有贯穿导向组件的导向孔，钻头可活动地安装在导向孔内；导向组件还具有位于导向孔的延长方向上的导向斜面，导向斜面与钻头的中心线呈非垂直设置，导向斜面用于与待加工工件的加工面抵接。本发明技术方案可解决钻头由于受到的非轴向力过大而导致断裂的问题。

Description

钻孔加工装置及加工斜孔方法

技术领域

本发明涉及斜孔加工技术领域，特别涉及一种钻孔加工装置及加工斜孔方法。

背景技术

在钻头加工深孔时，钻头与待加工工件的加工面，必须是垂直的，如此，钻头受到的力是沿其轴向方向的，不会使钻头造成影响；而若钻头与待加工工件的加工面不垂直，钻头会因受到的非轴向的力，导致钻头弯曲变形，甚至钻头会有崩断的风险。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种钻孔加工装置及斜孔加工方法，旨在保护钻头，避免钻头崩断的问题。

为实现上述目的，本发明提出的钻孔加工装置，包括：

钻头；

机座；以及

导向组件，安装在所述机座上；所述导向组件具有贯穿所述导向组件的导向孔，所述钻头可活动地安装在所述导向孔内；所述导向组件还具有位于所述导向孔的延长方向上的导向斜面，所述导向斜面与所述钻头的中心线呈非垂直设置，所述导向斜面用于与待加工工件的加工面抵接。

可选地，所述导向组件可拆卸地安装在所述机座上。

可选地，所述机座上设有贯穿所述机座的安装孔，所述导向组件可拆卸地安装在所述安装孔内。

可选地，所述导向组件的外周面上凸设有第一定位凸部，所述导向组件的一端可活动地插接于所述安装孔，且所述第一定位凸部用于与所述机座抵接，以对所述导向组件进行定位。

可选地，所述第一定位凸部沿所述导向组件的周向延伸、并形成环形结构；或者，

所述第一定位凸部在所述导向组件的周向上间隔设置有多个。

可选地，所述导向组件包括导向件和连接套，所述导向件安装于所述连接套的套孔内，所述连接套安装在所述机座上；所述导向孔设于所述导向件上，所述导向斜面设于所述导向件的一端。

可选地，所述导向件的外周面上凸设有第二定位凸部，所述导向件可活动地插接于所述连接套的套孔，且所述第二定位凸部用于与所述连接套抵接，以对所述导向件进行定位。

可选地，所述导向斜面与所述钻头的中心线之间具有预设夹角，所述预设夹角大于或等于15度，且小于或等于75度；和/或，

所述导向组件设置有多组，任意一组所述导向组件的导向孔尺寸均区别于其他组所述导向组件的导向孔尺寸，多组所述导向组件择一地安装在所述机座上；和/或，

所述钻孔加工装置还包括加工台，所述加工台具有用于安装所述待加工工件的工作面，所述导向组件设于所述工作面的一侧，或者，所述导向组件设于所述工作面的上方。

本发明还提出一种加工斜孔的方法，包括以下步骤：

驱动钻头伸入导向组件的导向孔内；

驱动待加工工件和/或所述导向组件运动，以使所述待加工工件的加工面与所述导向组件的导向斜面抵接；以及

驱动钻头转动，以对所述待加工工件进行钻孔。

可选地，当驱动所述待加工工件和/或所述导向组件运动，以使所述待加工工件的加工面与所述导向组件的导向斜面抵接时，使所述待加工工件的加工面与所述导向组件的导向斜面贴合。

本发明技术方案通过将钻头设于导向组件内，且导向组件的导向斜面与待加工工件的工作面完成抵接时，钻头开始加工，由于钻头位于导向孔内，钻头在钻孔时所产生的非轴向力会作用在导向组件上，而导向组件也会产生反作用力作用于钻头上，而避免了钻头会弯曲变形，降低了钻头会崩断的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明钻孔加工装置实施例一的加工过程示意图；

图2为本发明钻孔加工装置实施例二的加工过程示意图；

图3为本发明钻孔加工装置实施例三的加工过程示意图；

图4为本发明钻孔加工装置实施例四的加工过程示意图；

图5为本发明钻孔加工装置的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	钻孔加工装置	132	导向斜面
2	待加工工件	133	第一定位凸部
				11	钻头	134	导向件
12	机座	1341	第二定位凸部
				121	安装孔	135	连接套
13	导向组件	1351	套孔
				131	导向孔	10	加工台

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种钻孔加工装置。

本发明钻孔加工装置，用于为零部件进行加工斜孔，该零部件可选为模具等。下文以模具为例进行说明，但本发明不限于此。

在本发明一实施例中，如图1至图5所示，该钻孔加工装置1包括：

钻头11；

机座12；以及

导向组件13，安装在所述机座12上；所述导向组件13具有贯穿所述导向组件13的导向孔，所述钻头11可活动地安装在所述导向孔内；所述导向组件13还具有位于所述导向孔的延长方向上的导向斜面132，所述导向斜面132与所述钻头11的中心线呈非垂直设置，所述导向斜面132用于与待加工工件2的加工面抵接。

具体的，所述导向斜面132与待加工工件2的加工面贴合。在钻头11加工斜孔时，由于钻头11与待加工工件2的工作面是处于呈角度倾斜的状态，钻头11会受到一个非垂直于钻头11的轴向方向上的力，从而造成钻头11弯曲变形，导致加工误差大的问题，甚至会使钻头11极易损坏。

在现有工艺下，加工斜孔更多依靠的是各种自动化设备来加工，其中在模具加工中，需要五轴深孔钻来完成不同角度的深孔加工，现有的五轴深孔钻机床在传统的三轴机床增加任意两个旋转轴，可加工几何形状比较复杂的零件。而目前的三轴机床加工深孔大多数只能做一些简单类的直孔加工，不能加工斜孔，在模具生产时，需要转换五轴机床甚至多轴机床来加工斜孔，因此大大地降低模具的加工效率。

本发明通过采用将钻头11活动安装于导向孔内，在加工斜孔时，待加工工件2转动一定角度后定位，进而，导向组件13的导向斜面132与待加工工件2的工作面抵接，此时，可驱使钻头11开始加工，由于钻头11位于导向孔内，钻头11在钻孔时受到的非轴向力，会作用在导向组件13上，由于力的作用是相互的，导向组件13也会产生反作用力作用于钻头11上，如此，可以保护钻头11，降低了钻头11会崩断的风险。并且，导向组件13与待加工加工抵接时，导向组件13与待加工工件2之间有相互作用力，以使导向组件13不会在待加工工件2加工面上移动，从而导向组件13可限制钻头11往侧向运动的趋势，从而进一步地对钻头11进行保护；也实现了可在三轴机床上钻削斜孔，从而可以解决三轴钻削斜孔的问题，不需要转换五轴机床甚至多轴机床来加工斜孔，因此提高了模具的加工效率，有效降低加工成本。

需要说明的是，导向斜面132与钻头11的中心线呈非垂直设置，即导向斜面132与钻头11的中心线之间的夹角大小不等于90°；导向斜面132可根据斜孔的不同斜度而制作不同角度的导向斜面132，由此导向组件13的适用性更大。

进一步地，由于导向组件13钻孔时，钻头11受到非轴向力会作用于导向组件13上，会导致一定程度的磨损，因此为了便于更换导向组件13，导向组件13可拆卸地安装在机座12上。

具体的，如图5所示，机座12上设有贯穿机座12的安装孔121，导向组件13可拆卸地安装在安装孔121内。可拆卸连接方式包括但不限于滑动连接、螺纹连接和卡扣连接。

在本实施中，导向组件13活动安装于机座12内，导向组件13的外周面上凸设有第一定位凸部133，且导向组件13的一端可活动地插接于所述安装孔121，第一定位凸部133用于与机座12抵接，以对导向组件13进行定位。在使用时，只需要将导向组件13插接到安装孔121内，并使第一定位凸部133与机座12抵接即可完成导向组件13的装配，简单、方便、快捷。应当理解，所述导向斜面132应当位于所述第一定位凸部133的远离所述机座12的一侧，以便于导向组件13与钻头11配合使用。

具体的，如图5所示，在本实施例中，第一定位凸部133的结构形式为沿导向组件13的周向延伸、并形成的环形结构，环形结构有着更稳定的定位效果。在其他实施例中，第一定位凸部133还可以设置为在导向组件13的周向上间隔设置有多个子定位凸部，子定位凸部用于与机座12抵接。

进一步地，导向组件13包括导向件134和连接套135，导向件134安装于连接套135的套孔1351内，连接套135安装在机座12上；将导向组件13分拆为两部分的好处在于连接套135用于与机座12配合时，可以起缓冲作用，当需要使用不同钻头11加工工件时，可以通过直接更换导向件134，不需要更换整个导向组件13，降低加工成本。导向孔设于导向件134上，导向斜面132设于导向件134的一端。其中，导向孔可以为圆孔或方孔，当导向孔设置为圆孔时，钻头11的直径小于圆孔的直径；当导向孔设置为方孔时，钻头11的径向尺寸小于方孔的径向尺寸。

在本实施例中，导向孔优选设置为圆孔。导向孔的尺寸可根据不同直径的钻头11，而制作不同直径的导向孔与钻头11配合，保证钻孔时钻头11与导向孔之间的位置精度，防止钻头11悬空时，在加工斜孔时出现偏差，也更好地避免了悬空钻斜孔时容易发生的安全事故。在本实施例中，优选为当导向孔为圆孔时，钻头11的直径与导向孔的直径相等，或者钻头11与导向孔的缝隙范围0.5mm-1mm之间。

具体的，如图5所示，导向件134活动安装于所述连接套135内，导向件134的外周面上凸设有第二定位凸部1341，导向件134可活动地插接于连接套135的套孔1351，且第二定位凸部1341用于与连接套135抵接。在使用时，只需要将导向件134插接到连接套135内，并使第二定位凸部1341与连接套135抵接即可完成导向件134的装配，方便快捷。应当理解，所述导向斜面132应当位于所述第二定位凸部1341的远离所述连接套135的一侧，以便于导向件134与钻头11配合使用。同理，第二定位凸部1341的结构形式为沿导向件134的周向延伸、并形成的环形结构，环形结构有着更稳定的定位效果。在其他实施例中，第二定位凸部1341还可以设置为在导向件134的周向上间隔设置有多个子定位凸部，子定位凸部用于与连接套135抵接。

需要说明的是，在加工斜孔时，导向套起到了保护钻头11的作用。通过在导向件134的外周面上凸设有第二定位凸部1341，第二定位凸部1341用于与连接套135抵接，可以通过调整第二定位凸部1341在导向件134上的位置，以改变导向件134的受力支点，第二定位凸部1341靠近待加工工件2位置设置时，受到的阻力也会相对减小。在本实施例中，优选为第二定位凸部1341设于导向件134的中部。此外，第二定位凸部1341的尺寸还可以根据不同机床而制作不同的尺寸。

进一步地，上述导向件134为热处理件；优选为经过热处理的金属材料，通过将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构，以获得硬度更高的导向件134。或者，导向件134也可以由其他具有足够硬度和刚度的材料比如碳纤维材料等，制成。

需要说明的是，导向斜面132与钻头11的中心线之间具有预设夹角，预设夹角优选为大于或等于15度，且小于或等于75度。可以理解的是，待加工工件2上的斜孔加工斜度一般在15度至75度之间，由于，当斜孔加工斜度小于15度或大于75度时，钻头11受到的非轴向力过大，若非垂直轴向力过大的话，也会导致钻头11崩坏，或者需要将导向孔的孔壁增厚，成本增高。所以，优选为预设夹角大于或等于15度，且小于或等于75度，以保证钻头11在可承受的范围内。当然，也可根据需要设置为其他值。

进一步地，如图5所示，为了提高钻孔加工装置1的适用性，在加工不同工件的斜孔时，钻头11也会选取对应的直径，因此导向组件13需要设置有多组，任意一组导向组件13的导向孔的尺寸均区别于其他组导向组件13，多组导向组件13择一地安装在所述机座12上，不同的导向组件13与不同尺寸的钻头11相配合。

进一步地，所述钻孔加工装置1还包括加工台10，加工台10具有用于安装所述待加工工件2工作面，导向组件13设于工作面的一侧，此时，待加工工件2、导向组件13和机座12为同一水平方向上，机座12固定于所述工作面上，待加工工件2和导向组件13相对运动，如此能相对方便待加工工件2和导向组件13之间的配合。或者，导向组件13还可以设于所述工作面的上方，对应地，机座12和待加工工件2作适应性调整，此处不再一一赘述。在本实施例中，优选为导向组件13设于工作面的一侧，当导向组件13设于所述工作面的上方时，还需要设置定位装置将导向组件13固定，加工难度也会加大。因此为了简化结构，优选为待加工工件2、导向组件13和机座12为同一水平方向上。

需要说明的是，当待加工工件2上有斜孔需要加工时，需要将待加工工件2摆斜，因此钻孔加工装置1还包括安装于加工台10的转向组件(图中未示出)，转向组件包括电机和转轴，电机用于驱动待加工工件2转动，以使待加工工件2的加工面与导向斜面132抵接。钻孔加工装置1还包括安装于加工台10的限位组件(图中未示出)，限位组件用于在待加工工件2的加工面与导向斜面132抵接抵接时，对待加工工件2进行限位。如此，在钻头11对待加工工件2加工时，待加工工件2才不至于移动而导致钻孔钻歪。转向组件驱动待加工工件2转动，待加工工件2转动到位时，限位组件将待加工工件2定位。或者，转向组件包括转轴，导向件134朝待加工工件2的方向运动，以推动所述待加工工件2旋转，从而当待加工工件2的加工面与导向斜面132贴合时，限位组件将待加工工件2定位。

本发明还提出一种加工斜孔的方法，包括以下步骤：

驱动钻头11伸入导向组件13的导向孔内；

驱动待加工工件2和/或所述导向组件13运动，以使所述待加工工件2的加工面与所述导向组件13的导向斜面132抵接；以及

驱动所述钻头11转动，以对所述待加工工件2进行钻孔。

具体地，导向斜面132与待加工工件2的加工面贴合。在钻头11加工斜孔时，由于钻头11与待加工工件2的工作面是处于呈角度倾斜的状态，钻头11会受到一个非垂直于钻头11的轴向方向上的力，从而造成钻头11弯曲变形，导致加工误差大的问题，甚至会使钻头11极易损坏。通过采用将钻头11活动安装于导向孔内，在加工斜孔时，待加工工件2转动一定角度后定位，进而，导向组件13的导向斜面132与待加工工件2的工作面抵接，此时，可驱使钻头11开始加工，由于钻头11位于导向孔内，钻头11在钻孔时受到的非轴向力，会作用在导向组件13上，由于力的作用是相互的，导向组件13也会产生反作用力作用于钻头11上，如此，可以保护钻头11，降低了钻头11会崩断的风险。

需要说明的是，为了提高钻孔加工装置1的适用性，在加工不同工件的斜孔时，钻头11也会选取对应的直径，因此导向组件13需要设置有多组，任意一组导向组件13的导向孔的尺寸均区别于其他组导向组件13，多组导向组件13择一地安装在所述机座12上，不同的导向组件13与不同尺寸的钻头11相配合。因此，在对待加工工件2与导向组件13进行对位之前还包括：选用与加工要求匹配的导向组件13，并将该导向组件13安装于机座12上。当驱动待加工工件2和/或导向组件13运动，以使待加工工件2的加工面与导向组件13的导向斜面132抵接时，使待加工工件2的加工面与导向组件13的导向斜面132贴合。

具体地，如图1至图4所示，使待加工工件2的加工面与导向组件13的导向斜面132贴合，有以下几种实现方式：

实施例一：如图1a所示，旋转组件将待加工工件2旋转到预设角度后，限位组件将待加工工件2固定，如图1b所示，进而旋转定位后的待加工工件2向导向组件13的一侧运动，以使待加工工件2的加工面与导向组件13的导向斜面132贴合，进而驱动钻头11转动，以对待加工工件2进行钻孔。

实施例二：如图2a所示，旋转组件将待加工工件2旋转到预设角度后，限位组件将待加工工件2固定，如图2b所示，进而导向组件13向旋转定位后的待加工工件2的一侧运动，以使待加工工件2的加工面与导向组件13的导向斜面132贴合，进而驱动钻头11转动，以对待加工工件2进行钻孔。

实施例三：如图3a所示，旋转组件将待加工工件2旋转到预设角度后，限位组件将待加工工件2固定，如图3b所示，进而旋转定位后的待加工工件2向导向组件13的一侧运动，且导向组件13也同时向旋转定位后的待加工工件2的一侧运动，以使待加工工件2的加工面与导向组件13的导向斜面132贴合，进而驱动钻头11转动，以对待加工工件2进行钻孔。

实施例四：如图4a和图4b所示，导向组件13向待加工工件2的一侧运动，如图4c所示，当接触到待加工工件2的加工面时，可推动待加工工件2旋转，如图4d所示，当加工工件的加工面与导向组件13的导向斜面132贴合时，限位组件将待加工工件2固定，进而驱动钻头11转动，以对待加工工件2进行钻孔。

在加工零部件的斜孔时，本发明通过将钻头11活动安装于导向组件13内，一方面既保护了钻头11，避免钻头11在加工斜孔时，由于受到非轴向力过大，造成钻头11断裂的风险，通过导向组件13的导向斜面132与待加工工件2的加工面抵接加工，也实现了可在三轴机床上钻削斜孔，从而可以解决三轴钻削斜孔的问题，不需要转换五轴机床甚至多轴机床来加工斜孔，因此大大地提高了模具的加工效率，有效降低加工成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种钻孔加工装置，其特征在于，包括：

钻头；

机座；以及

导向组件，安装在所述机座上；所述导向组件具有贯穿所述导向组件的导向孔，所述钻头可活动地安装在所述导向孔内；所述导向组件还具有位于所述导向孔的延长方向上的导向斜面，所述导向斜面与所述钻头的中心线呈非垂直设置，所述导向斜面用于与待加工工件的加工面抵接。

2.如权利要求1所述的钻孔加工装置，其特征在于，所述导向组件可拆卸地安装在所述机座上。

3.如权利要求2所述的钻孔加工装置，其特征在于，所述机座上设有贯穿所述机座的安装孔，所述导向组件可拆卸地安装在所述安装孔内。

4.如权利要求3所述的钻孔加工装置，其特征在于，所述导向组件的外周面上凸设有第一定位凸部，所述导向组件的一端可活动地插接于所述安装孔，且所述第一定位凸部用于与所述机座抵接，以对所述导向组件进行定位。

5.如权利要求4所述的钻孔加工装置，其特征在于，所述第一定位凸部133沿所述导向组件的周向延伸、并形成环形结构；或者，

所述第一定位凸部在所述导向组件的周向上间隔设置有多个。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的钻孔加工装置，其特征在于，所述导向组件包括导向件和连接套，所述导向件安装于所述连接套的套孔内，所述连接套安装在所述机座上；所述导向孔设于所述导向件上，所述导向斜面设于所述导向件的一端。

7.如权利要求6所述的钻孔加工装置，其特征在于，所述导向件的外周面上凸设有第二定位凸部，所述导向件可活动地插接于所述连接套的套孔，且所述第二定位凸部用于与所述连接套抵接，以对所述导向件进行定位。

8.如权利要求1至5中任意一项所述的钻孔加工装置，其特征在于，所述导向斜面与所述钻头的中心线之间具有预设夹角，所述预设夹角大于或等于15度，且小于或等于75度；和/或，

所述导向组件设置有多组，任意一组所述导向组件的导向孔尺寸均区别于其他组所述导向组件的导向孔尺寸，多组所述导向组件择一地安装在所述机座上；和/或，

所述钻孔加工装置还包括加工台，所述加工台具有用于安装所述待加工工件的工作面，所述导向组件设于所述工作面的一侧，或者，所述导向组件设于所述工作面的上方。

9.一种加工斜孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：

驱动钻头伸入导向组件的导向孔内；

驱动待加工工件和/或所述导向组件运动，以使所述待加工工件的加工面与所述导向组件的导向斜面抵接；以及

驱动钻头转动，以对所述待加工工件进行钻孔。

10.如权利要求9所述的加工斜孔的方法，其特征在于，当驱动所述待加工工件和/或所述导向组件运动，以使所述待加工工件的加工面与所述导向组件的导向斜面抵接时，使所述待加工工件的加工面与所述导向组件的导向斜面贴合。