CN110238422A - 一种减少脆性材料制孔崩边的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少脆性材料制孔崩边的装置和方法，所述减少脆性材料制孔崩边的装置，其特征在于，包括：加工平台，其具有容纳低熔点合金的空间，所述空间具有位于所述加工平台上端面上的开口，所述开口周向设有多个位于所述加工平台上端面上的螺纹孔；加热台，其位于所述空间内且可向所述开口移动；以及，高熔点金属盘，其位于所述加热台的上端且可被所述加热台加热，其周向与所述空间内壁滑动密封。本发明通过加热台重复加热，使工件下方低熔点合金反复恢复平面状态，配合升降机构贴合工件下表面，达到保护工件的作用，提高加工效率且节省材料。

Description

一种减少脆性材料制孔崩边的装置和方法

技术领域

本发明涉及孔加工领域，具体地说是一种减少脆性材料制孔崩边的装置和方法。

背景技术

随着航空航天等领域的高速发展，对材料的强度和硬度的要求也越来越高，因此一些高性能材料逐渐被应用，但是一些高性能陶瓷(如郭景坤.关于陶瓷材料的脆性问题[J].复旦学报(自然科学版),2003,42(6):822-827.)、合金(如王英敏,羌建兵,耿遥祥,etal.一种铁基非晶软磁合金材料及其制备方法)等具有明显的脆性。螺栓连接和铆钉连接是机械构件最常用的连接方式，而这两种加工方式均需对零件进行孔加工。在对脆性材料进行通孔加工时在拉应力的作用下孔出口极易出现崩边现象，如图1所示。

现在常见的解决办法包括在加工材料之下放置一块垫板对加工材料的底面进行保护或者将孔底崩边部位精磨掉。在孔底放置板料的方法由于通孔加工后板料也会被打有孔洞，该区域将无法重复利用造成材料浪费，而且置换、挪动板料都会降低加工效率、提高成本，而将孔底崩边部位采用磨削去除的方法也同样会降低加工效率。

发明内容

针对脆性材料制孔，传统的解决办法成本高效率低的问题，本发明提出了一种高效地减少脆性材料制孔崩边的装置和方法，以提高脆性材料制孔效率。基于上述技术问题，进行了多次研讨，发现下述技术从而完成本发明，在脆性材料的制孔过程中，用低熔点合金代替传统的垫板，加工时，低熔点合金凝固成固体对待加工工件起到支撑作用，加工完毕后，低熔点合金被融化，用于下次加工时再次使用。

本发明采用的技术手段如下：

一种减少脆性材料制孔崩边的装置，包括：

加工平台，其具有容纳低熔点合金的空间，所述空间具有位于所述加工平台上端面上的开口，所述开口周向设有多个位于所述加工平台上端面上的螺纹孔；

加热台，其位于所述空间内且可向所述开口移动；

以及，高熔点金属盘，其位于所述加热台的上端且可被所述加热台加热，其周向与所述空间内壁滑动密封。

所述空间为贯穿所述加工平台的圆柱形腔体，所述高熔点金属盘周向设有与所述圆柱形腔体内壁滑动密封的密封圈。

所述加热台的下端设有升降机构；

所述升降机构为气压缸、液压缸或蜗轮蜗杆机构。

本发明还公开了一种使用上述所述的减少脆性材料制孔崩边的装置进行减少脆性材料制孔崩边的方法，具有如下步骤：

将足量的低熔点合金放入所述高熔点金属盘内，低熔点合金随所述加热台下降至所述加工平台上端面以下，通过压板和螺钉将工件与所述加工平台上端面上的螺纹孔连接，完成工件装夹，所述工件待加工孔位置与所述开口相对应，加热台加热，低熔点合金熔化成液体时停止加热使低熔点合金冷却，上表面形成垫板平面，驱动所述加热台向所述开口移动，直至低熔点合金形成的垫板平面贴合工件下表面，开始孔加工；

加工完毕后，加热台重新加热，低熔点合金熔化成液体时停止加热使低熔点合金冷却，上表面重新形成垫板平面。

充当垫板的低熔点合金也会被打有孔洞，该区域将无法重复使用，因此，需要再次打开加热台，熔化低熔点合金后冷却，待其上表面恢复平面后可重复使用。

本发明通过加热台重复加热，使工件下方低熔点合金反复恢复平面状态，配合升降机构贴合工件下表面，达到保护工件的作用，提高加工效率且节省材料。

考虑到现有的防崩边加工手段，升降机构改变了现有装夹垫板的加工方式，工件下方贴合低熔点金属防止制孔崩边，同时通过重复加热低熔点金属并冷却的手段修复钻孔，重复利用，避免了反复装夹的现状，从而提高了加工效率，降低了加工成本；本发明还考虑到低熔点金属在加工过程中的消耗问题，设计增加了升降机构，通过调整下方低熔点金属的高度使其上表面贴合待加工工件。

基于上述理由本发明可在孔加工等领域广泛推广。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为通孔加工时崩边现象照片。

图2是本发明的具体实施方式中减少脆性材料制孔崩边的装置的主视图及局部剖视图；

图3是本发明的具体实施方式中减少脆性材料制孔崩边的装置的俯视图；

图4是本发明的具体实施方式中减少脆性材料制孔崩边的装置的加工示意图；

图5是本发明的具体实施方式中减少脆性材料制孔崩边的装置的加工流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

如图2-4所示，一种减少脆性材料制孔崩边的装置，包括：加工平台1，其具有容纳低熔点合金2的空间3，所述空间3具有位于所述加工平台1上端面上的开口，所述开口周向设有多个位于所述加工平台1上端面上的螺纹孔4；所述空间3为贯穿所述加工平台1的圆柱形腔体；加热台5，其位于所述空间3内且可向所述开口移动；以及，高熔点金属盘6，其位于所述加热台5的上端且可被所述加热台5加热，其周向设有与所述圆柱形腔体内壁滑动密封的密封圈；所述加工平台1焊接在底座7上，所述底座7通过螺栓固定在机床导轨上，所述底座7内设有与所述加热台5的下端连接的升降机构8；所述升降机构8为蜗轮蜗杆机构，所述底座7上设有驱动所述蜗轮蜗杆机构的手轮9；所述蜗轮蜗杆机构的输出端与所述高熔点金属盘6焊接，所述加热台5通过螺栓与所述高熔点金属盘6下端连接，所述加工平台1开有用于加热台电源线10引出的孔11。

如图5所示，一种使用上述所述的减少脆性材料制孔崩边的装置进行减少脆性材料制孔崩边的方法，具有如下步骤：

将足量的低熔点合金2放入所述高熔点金属盘6内，手动转动手轮9，低熔点合金2随所述加热台5下降至所述加工平台1上端面以下，通过压板12和螺钉将工件13与所述加工平台1上端面上的螺纹孔连接，完成工件13装夹，所述工件13待加工孔位置与所述开口相对应，加热台5加热，低熔点合金2熔化成液体时停止加热使低熔点合金2冷却，上表面形成垫板平面，手动转动手轮9，驱动所述加热台5向所述开口移动，直至低熔点合金2形成的垫板平面贴合工件13下表面，开始孔加工；

加工完毕后，加热台5重新加热，低熔点合金2熔化成液体时停止加热使低熔点合金2冷却，上表面重新形成垫板平面，即可再次使用。升降机构8的行程能使所述高熔点金属盘6从所述开口伸出，满足清理的需要。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种减少脆性材料制孔崩边的装置，其特征在于，包括：

加工平台，其具有容纳低熔点合金的空间，所述空间具有位于所述加工平台上端面上的开口，所述开口周向设有多个位于所述加工平台上端面上的螺纹孔；

加热台，其位于所述空间内且可向所述开口移动；

以及，高熔点金属盘，其位于所述加热台的上端且可被所述加热台加热，其周向与所述空间内壁滑动密封。

2.根据权利要求1所述的减少脆性材料制孔崩边的装置，其特征在于，所述空间为贯穿所述加工平台的圆柱形腔体，所述高熔点金属盘周向设有与所述圆柱形腔体内壁滑动密封的密封圈。

3.根据权利要求1所述的减少脆性材料制孔崩边的装置，其特征在于，所述加热台的下端设有升降机构；

所述升降机构为气压缸、液压缸或蜗轮蜗杆机构。

4.一种使用权利要求1-4任一权利要求所述的减少脆性材料制孔崩边的装置进行减少脆性材料制孔崩边的方法，其特征在于具有如下步骤：

将足量的低熔点合金放入所述高熔点金属盘内，低熔点合金随所述加热台下降至所述加工平台上端面以下，通过压板和螺钉将工件与所述加工平台上端面上的螺纹孔连接，完成工件装夹，所述工件待加工孔位置与所述开口相对应，加热台加热，低熔点合金熔化成液体时停止加热使低熔点合金冷却，上表面形成垫板平面，驱动所述加热台向所述开口移动，直至低熔点合金形成的垫板平面贴合工件下表面，开始孔加工；

加工完毕后，加热台重新加热，低熔点合金熔化成液体时停止加热使低熔点合金冷却，上表面重新形成垫板平面。